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雷達物位計和超聲波物位計的不同原理與選用

作者:辰森儀表 瀏覽量:8256 來源: 時間:2021-04-28 15:38:58

信息摘要:

雷達物位計和超聲波物位計是測量物位的兩種重要儀表,廣泛用于化工廠、食品加工廠、建材廠、原料廠等工廠內各種罐體、料倉、水池的連續物位測量中,對工業過程進行監控。因二者功能相似,常被相互替換。事實上,二者在應用場合的界限劃分并不明確。為幫助用戶對二者更好地區分,本文就雷達物位計和超聲波物位計的不同原理與選用介紹如下:

  雷達物位計和超聲波物位計是測量物位的兩種重要儀表,廣泛用于化工廠、食品加工廠、建材廠、原料廠等工廠內各種罐體、料倉、水池的連續物位測量中,對工業過程進行監控。因二者功能相似,常被相互替換。事實上,二者在應用場合的界限劃分并不明確。為幫助用戶對二者更好地區分,本文就雷達物位計和超聲波物位計的不同原理與選用介紹如下:

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  一、兩種物位計的不同原理 

  1、雷達物位計    按工作方式劃分,雷達物位計主要分為脈沖式和連續調頻式兩種。    脈沖式雷達物位計采用微波的原理(發射→反射→接收),由天線發射出的電磁波信號,并在被測物料表面產生反射,反射的回波信號被雷達物位計接收,再計算出發射至接收的行程時間。    連續調頻式雷達物位計的工作原理與脈沖式不同,電磁波信號被液面反射后,被同 線接收,再基于快速傅里葉(FFT)變換的技術原理,將時域中不同頻率的信號轉變成頻域中的頻譜,根據發射信號和回波信號之間的頻率差與到介質表面的距離成正比,計算出天線到物料表面的距離。    

  2、超聲波物位計    與脈沖式雷達物位計類似,超聲波物位計也是利用回波的反射原理,來測量物位的高度,二者的 區別為雷達物位計采用的是電磁波,無需傳播介質,但是超聲波物位計采用的是機械波,其必須借助一定介質才能進行傳播,所以當介質的壓力、溫度、密度、濕度等條件恒定時,超聲波在介質中的傳播速度是一個常數。

  二、兩種物位計的選擇應用    

  超聲波物位計因其聲波的傳播速度與傳播介質的溫度、壓力以及被測介質的特性等關系密切,一般用于較為穩定的工況下的物位測量;而雷達物位計選型要綜合考慮介質的介電常數、料倉高度、物料形態及穩定性等因素,從而確定其微波頻率、波束角以及天線型式。

 ?。?)介電常數    由于電磁波的衰減系數與介質的介電常數的平方根成反比,因此,被測介質的介電常數越大,電磁波的衰減越少,物位計接收到的反射信號也就越強,在該情況下測量物位,選用雷達物位計來更為適合。

 ?。?)測量范圍    與雷達物位計相比,超聲波物位計的測量量程要短,一般不超15m。因此,在大型或超大型的儲罐、塔槽、鍋爐等設備的應用場合,雷達物位計更為適合。

 ?。?)產品特性    由于溫度和壓力對超聲波物位計的測量影響較大,一般不可用于壓力較高或負壓的場合,所以超聲波物位計多用于常壓容器。而雷達物位計受溫度和壓力的影響不大,可以用在高溫、高壓工況下應用。這是因為機械波易受傳播介質的影響,能量衰減也相對較大,在氣態或者不均勻介質中表現也更為明顯。    電磁波的傳播性較超聲波要強,因此雷達物位計的可使用量程范圍也比超聲波要大,持別現在采用高頻和連續調頻技術,使得其量程范圍進一步增大。    雷達物位計對環境和介質本身產生的擾動分辨能力更強,也能夠更好地消除干擾,使得其能更好地保證測量精度。也正是因為雷達物位計的測量范圍更寬廣,精度更高,采用的測量技術與儀表構造更為高端、復雜,因此在價格上雷達物位計比超聲波物位計更貴,不少用戶出于成本考慮,多選用超聲波物位計替代雷達物位計。

 ?。?)物料形態及穩定性    當物料為固體或粉末狀態時,由于折射、漫散射等影響,使有效的回波減少,雜波干擾增加,這種情況下,不建議選用超聲波物位計。但當測量表面會發生波動時,選用雷達物位計也存在有效回波檢測困難的問題。

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