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E+H雷達物位計選型原則及優(yōu)點
E+H雷達物位計的優(yōu)點是:不受空氣波動影響,隨距離衰減小,穿透力強。
雷達的局限性:1)影響雷達的性能是介電常數(shù),理論上在真空中雷達衰減極小,當(dāng)空氣中存在對雷達衰減物質(zhì),例如:含高介電性的粉塵粉末(石墨,鐵合金等),水蒸氣很大,測量距離和效果要受影響。2)被測介質(zhì)的揮發(fā)氣體會在天線上聚集,水蒸汽會在天線上聚結(jié),此時,會影響雷達波發(fā)射,嚴(yán)重時雷達波不能發(fā)出。
E+H雷達物位計選型原則及優(yōu)點
物位儀表選型 -雷達物位計
非接觸物位測量中,雷達技術(shù)的應(yīng)用近年來獲得快速發(fā)展。超聲波物位計中換能器是眼睛,而雷達物位計中高頻頭和天線是眼睛,回波處理是物位計的大腦。E+H雷達物位計繼承了超聲波物位計的回波處理技術(shù)。
雷達物位計發(fā)出的電磁波碰到被測介質(zhì)被反射,反射回波的質(zhì)量反映了物位計應(yīng)用效果?;夭ㄙ|(zhì)量定義為zui小回波幅度(在zui惡劣條件下回波幅度)比zui大噪聲幅度(虛假回波、多徑反射波等的幅度)。回波質(zhì)量數(shù)值越大,物位計應(yīng)用效果越好。
回波強度主要受以下因素影響
傳播介質(zhì)介電常數(shù)越穩(wěn)定越有利于傳播。雷達波是電磁波,電磁波在傳播過程中不受傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響,只與其介電常數(shù)有關(guān)。這是雷達技術(shù)與超聲波技術(shù)的重大區(qū)別。
被測介質(zhì)表面越平整,其介電常數(shù)越大越有利于回波反射。
所以考慮現(xiàn)場工況時,應(yīng)特別注意這兩個方面:(1)天線到被測介質(zhì)間空氣介電常數(shù)的分布(2)被測介質(zhì)的表面狀態(tài)及其介電常數(shù)。
E+H雷達物位計選型原則及優(yōu)點
E+H雷達物位計的優(yōu)點是:不受空氣波動影響,隨距離衰減小,穿透力強。
雷達的局限性:1)影響雷達的性能是介電常數(shù),理論上在真空中雷達衰減極小,當(dāng)空氣中存在對雷達衰減物質(zhì),例如:含高介電性的粉塵粉末(石墨,鐵合金等),水蒸氣很大,測量距離和效果要受影響。2)被測介質(zhì)的揮發(fā)氣體會在天線上聚集,水蒸汽會在天線上聚結(jié),此時,會影響雷達波發(fā)射,嚴(yán)重時雷達波不能發(fā)出。3)被測介質(zhì)的介電常數(shù)不能太小。4)盡管溫度和壓力對雷達影響極小,但雷達天線是由材料做成,雷達可適應(yīng)溫度和壓力的范圍與使用的材料和密封結(jié)構(gòu)有關(guān)。
E+H雷達物位計目前已成為市場上的主打產(chǎn)品,而低頻率雷達物位計盡管具有價格相對低廉的優(yōu)點,但在主要應(yīng)用領(lǐng)域中,屬于逐漸被淘汰的產(chǎn)品。從超聲波物位計的應(yīng)用中得知,要獲得比較好的回波,換能器工作頻率大約40KHz,波長大約9mm,這時發(fā)射波的開角為7°-8°。工作頻率越高,其開角越小,但其量程較小。與超聲波類比,雷達物位計要獲得上述效果的回波,其工作頻率應(yīng)為26GHz,此時,其波長為11mm。當(dāng)用口徑為100mm的喇叭時,可獲得7°-8°開角的發(fā)射波。若雷達工作頻率是6GHz,則相當(dāng)于超聲波的工作頻率為10KHz。而工作頻率為10kHz的超聲波物位計在物位測量中各項指標(biāo)都很不理想,特別不適于固體料位的測量。與低頻率雷達相比,高頻E+H雷達物位計有以下優(yōu)點:
1)高頻雷達物位計(主要指26GHz和24GHz)具有能量高,波束角?。ㄒ话?Phi;95的喇叭天線的波束角為8o,而6GHz低頻脈沖雷達的喇叭天線直徑為Φ246時,波束角為15o),天線尺寸小,精度高等優(yōu)點。
2)26GHz雷達波長11mm,6GHz雷達波長50mm,雷達測量散裝料位時,雷達波反射主要來自料面的漫反射,漫反射的強度與物料大小成正比,與波長成反比,而大部份散裝料直徑遠遠小于50mm,這就是為什么目前26GHz雷達是散裝料物位測量的*選擇。
3)在一些直徑小高度矮的小罐應(yīng)用中, 6GHz雷達天線長(300-400mm)無形中增大了盲區(qū)(大約600mm),由于6GHz雷達方向性差(開角大)在小罐中會產(chǎn)生多徑反射;26GHz雷達頻率高頻,天線短,方向性好,克服了6GHz雷達的缺點,適用于小罐測量。
4)由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣,隨著時間推移,雷達天線會堆積污物、水汽等,26GHz雷達天線小,加天線罩可大大改善污物、水汽影響;6GHz雷達天線大,加天線罩很困難。且儀表較沉重,清理困難。
5)由于26GHz雷達方向性好,很多惡劣工況,可通過簡單隔離,將雷達裝在容器外進行測量。
目前,26GHz雷達物位計的價格已與6GHz雷達物位計價格相當(dāng),這更促進了26GHz雷達物位計的應(yīng)用。 可以預(yù)見,6GHz雷達物位計會大大降低。隨著技術(shù)的進步,我們期待更高頻率(如:90GHz)、更小開角(如:2°,3°)、更小體積的雷達物位計的面世。我們將在此領(lǐng)域中不懈地努力,將雷達物位測量做到shouxuan。
導(dǎo)波雷達物位計——非接觸雷達物位測量的補充
導(dǎo)波雷達物位計發(fā)射脈沖電磁場,以導(dǎo)波纜為中心100mm為半徑,沿纜向前傳播,遇介質(zhì)返回。除有非接觸雷達的特點以外,導(dǎo)波雷達方向性好,頻率低(500M-1GHz)穿透性好。缺點是顯然的,尤其在固體測量中,調(diào)試維修都不方便,經(jīng)常會磨損,甚至斷纜。可利用導(dǎo)波雷達物位計低頻的穿透性實現(xiàn)某些特殊應(yīng)用。如:油水界面;以及利用纜的末端反射測量介電常數(shù)非常小的粉末(除塵粉倉)粉位測量等。
在高溫、高壓工況條件下,導(dǎo)波雷達物位計與脈沖(非接觸)雷達物位計相比更具優(yōu)勢。脈沖雷達天線由不銹鋼和PTFE構(gòu)成,而PTFEzui高使用溫度200°,zui高壓力4MP。當(dāng)導(dǎo)波雷達用不銹鋼和陶瓷構(gòu)成時,zui高使用溫度400°,zui高壓力40mp。