喇叭口雷达物位计传感器是*的雷达式物位测量仪表,测量距离zui大70米,可以用于存储罐、中间缓冲罐或过程容器的物位测量,输出4~20mA模拟信号。高频微波脉冲通过天线系统发射并接收,雷达波以光速运行,遇到被测介质表面,其部分能量被反射回来,被同一天线接收,发射脉冲与接收的脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离是成正比的。运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。一种特殊的时间延伸方法可以确保稳定和的测量。
一、喇叭口雷达物位计测量技术难点:
由于固态物料(如沙石、煤炭等)的料面都有一定的安息角,因此固态料面的测量基本上是利用波在粗糙表面的漫反射。形成漫反射的条件近似于:颗粒直径>1/6波长。则波长λ与频率f的关系为: c=λf (3)可以算出它的波长为8.6mm , 对颗粒直径为2mm 以上的物料都可形成良好的漫反射;而当c为光速3×l08m/s,喇叭口雷达物位计采用X波段频率为5.8GHz或6GHz 的微波物位计时,由式(3)可得波长约为52mm,对于粒径较小的颗粒状物位,漫反射效果差,回波信号干扰严重。为改善测量性能,可提高发射信号的频率,喇叭口雷达物位计采用K波段(24GHz或26GHz),从而得到较好的回波信号。从雷达料位计的测量原理可知,雷达料位计是通过处理雷达波从探头发射到介质表面,然后返回到探头的时间来测量料位的。反射信号中混合有许多干扰信号,因此,对真实回波的处理和对各种虚假回波的识别技术就成为雷达料位计能否准确测量的关键因素。由于液面波动和随机噪声等因素的影响,检测信号中必然混有大量噪声 ,为了提高检测的准确度,必须对检测信号进行处理,尽可能消除噪声。
二、喇叭口雷达物位计设计信号处理时应考虑的因素:
雷达料位计是一种非常实用的物位测量工具,在实际的工业应用现场中,会存在多种非理想情况,在雷达料位计设计信号处理方法时,必须考虑以下五点因素:
1、雷达料位计的应用场合往往是局限的狭小空间,而不是开放的巨大的空间。喇叭口雷达物位计发射的信号是电磁波,电磁波在空间是发散传播的,具有电磁波所有的一切特性,如反射,衍射,折射等。传播空间中的任何物体都会产生信号的反射。狭小的空间会产生诸多的反射信号,其中有物体表面的直接反射信号,也有信号的来回反射和震荡(表面间的多次反射)。
2、当液面的高度不同时,相当于测量空间形状在不断变化,信号的反射和震荡情况也不同。特别是当测量的空间有曲面时,如拱顶罐,球形容器或卧式椭圆罐时,由于曲面对电磁波有聚焦作用,液位的高度变化对反射的影响更大。
3、在雷达料位计安装和投用后,应用场合的空间表面情况不断变化的。以反应罐为例,化工过程需要测量的介质是多种多样的,进料时液面会有变化,如物料黏附,罐体内表面的物理或化学特性变化等,这些变化不可避免地会影响反射信号的强度。
4、某些应用现场的介质会直接影响到雷达波的发射和接受。一方面表现在对天线的影响上。如蒸汽冷凝在天线表面,物料结晶在天线表面。另一方面罐内介质的挥发或雾化,也会影响雷达波的传播,进而对测量产生影响。
5、喇叭口雷达物位计测量的液面也有多种情况变化,如静止时是镜面;液位变化时表面会产生波动;有时可能会有泡沫的存在。在不同的情况下,信号的多次反射情况会发生变化。