雷达物位计和超声波物位计的不同原理与选用

2019-10-23 13:46 来源: 装修保障网 作者:李恩槐 阅读()

  雷达物位计和超声波物位计是测量物位的两种重要仪表,广泛用于化工厂、食品加工厂、建材厂、原料厂等工厂内各种罐体、料仓、水池的连续物位测量中,对工业过程进行监控。因二者功能相似,常被相互替换。事实上,二者在应用场合的界限划分并不明确。为帮助用户对二者更好地区分,本文就雷达物位计和超声波物位计的不同原理与选用介绍如下。

  


雷达物位计和超声波物位计的不同原理与选用

  计为雷达物位计

  一、两种物位计的不同原理

  1、雷达物位计

  按工作方式划分,雷达物位计主要分为脉冲式和连续调频式两种。

  脉冲式雷达物位计采用微波的原理(发射→反射→接收),由天线发射出的电磁波信号,并在被测物料表面产生反射,反射的回波信号被雷达物位计接收,再计算出发射至接收的行程时间。

  连续调频式雷达物位计的工作原理与脉冲式不同,电磁波信号被液面反射后,被同一天线接收,再基于快速傅里叶(FFT)变换的技术原理,将时域中不同频率的信号转变成频域中的频谱,根据发射信号和回波信号之间的频率差与到介质表面的距离成正比,计算出天线到物料表面的距离。

  2、超声波物位计

  与脉冲式雷达物位计类似,超声波物位计也是利用回波的反射原理,来测量物位的高度,二者的唯一区别为雷达物位计采用的是电磁波,无需传播介质,但是超声波物位计采用的是机械波,其必须借助一定介质才能进行传播,所以当介质的压力、温度、密度、湿度等条件恒定时,超声波在介质中的传播速度是一个常数。

  二、两种物位计的选择应用

  超声波物位计因其声波的传播速度与传播介质的温度、压力以及被测介质的特性等关系密切,一般用于较为稳定的工况下的物位测量;而雷达物位计选型要综合考虑介质的介电常数、料仓高度、物料形态及稳定性等因素,从而确定其微波频率、波束角以及天线型式。

  (1)介电常数

  由于电磁波的衰减系数与介质的介电常数的平方根成反比,因此,被测介质的介电常数越大,电磁波的衰减越少,物位计接收到的反射信号也就越强,在该情况下测量物位,选用雷达物位计来更为适合。

  (2)测量范围

  与雷达物位计相比,超声波物位计的测量量程要短,一般不超15m。因此,在大型或超大型的储罐、塔槽、锅炉等设备的应用场合,雷达物位计更为适合。

  (3)产品特性

  由于温度和压力对超声波物位计的测量影响较大,一般不可用于压力较高或负压的场合,所以超声波物位计多用于常压容器。而雷达物位计受温度和压力的影响不大,可以用在高温、高压工况下应用。这是因为机械波易受传播介质的影响,能量衰减也相对较大,在气态或者不均匀介质中表现也更为明显。

  电磁波的传播性较超声波要强,因此雷达物位计的可使用量程范围也比超声波要大,持别现在采用高频和连续调频技术,使得其量程范围进一步增大。

  雷达物位计对环境和介质本身产生的扰动分辨能力更强,也能够更好地消除干扰,使得其能更好地保证测量精度。也正是因为雷达物位计的测量范围更宽广,精度更高,采用的测量技术与仪表构造更为高端、复杂,因此在价格上雷达物位计比超声波物位计更贵,不少用户出于成本考虑,多选用超声波物位计替代雷达物位计。

  (4)物料形态及稳定性

  当物料为固体或粉末状态时,由于折射、漫散射等影响,使有效的回波减少,杂波干扰增加,这种情况下,不建议选用超声波物位计。但当测量表面会发生波动时,选用雷达物位计也存在有效回波检测困难的问题。


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