您當前的位置 :首頁 > 新聞中心 > 公司新聞

如何讓雷達物位計實現性能?

2022-06-27 11:34
267次

雷達的頻率、天線設計、智能算法和安裝位置,對罐體或筒倉料位的成功測量都起著重要的作用。越是復雜和對精度要求高的應用,頻率和天線的設計就越關鍵。

化工行業應用中如何選擇雷達物位計.jpg


用于料位測量時,自由空間雷達發射器通常使用6、26和80GHz頻率。最近,有很多關于高頻雷達發射器的炒作,一些公司聲稱:頻率越高,性能就越好。其實,這不一定是真的。相反,精度取決于頻率、波束角、天線配置和安裝,但最重要的還是產品本身的介電常數。

自由空間雷達發射器

自由空間雷達發射器有兩個主要的操作原理:飛行時間(TOF)和調頻連續波(FMCW)。每個都以“時間”作為距離測量的基礎,但是計算的方式各不相同。


TOF雷達使用發射器發射的微波脈沖。當微波能量到達被測對象時,由于介電常數(氣相、液體或固體表面)的變化而導致阻抗發生變化,微波能量被反射。反射能量取決于被測材料的介電常數。高介電材料,比如水會反射出全部或大部分的能量。低介電材料,如碳氫化合物,則反射的能量較少。


微波以光速移動,雷達檢測微波脈沖到達表面并返回所需要的時間。所得的時間除以二,獲得距離測量表面的距離。發射器從測量范圍減去距離測量,就能得到儲罐內或筒倉的料位。


調頻連續波(FMCW)雷達,同樣將微波能對準被測材料的表面。和TOF雷達一樣,反射的能量取決于材料的介電常數。調頻連續波雷達發射連續的能量流而不是脈沖,頻率是連續調制或變化的。所以,對于一個80 GHz FMCW雷達而言,發射器的頻率可能會從79GHz開始,然后逐步上升到81GHz。


發射器將從物料表面反射的頻率與發送出去的頻率進行比較。頻率之差等于微波到達物料表面并返回的時間。就像TOF雷達一樣,從測量范圍中減去距離測量,就能得到應用的料位。


盡管廠家援引各種各樣的原因,想說明一種技術比另外一種技術更好,但其實無論采用哪種技術都應考慮具體的應用細節。這兩種技術都使用微波能量以光速傳輸,能量的反射則取決于被測材料的介電常數,所以兩種方法都是通過測量時間來確定距離或者料位。


頻率效應

影響測量信號準確性和可用性的因素有很多,包括頻率、天線類型、安裝條件和被測材料的介電常數。



發射器頻率影響精度、波束角度和天線尺寸。與較高頻發射器相比,低頻發射器一般不太準確,因為較低頻率發射器所產生的信號分辨率較差。圖1顯示了6 GHz和26 GHz雷達發射器之間的包絡曲線比較。26 GHz雷達(紅線)產生的脈沖是大約6 GHz脈沖(藍線)長度的一半。這提供了反射和更高的準確性。


6 GHz脈沖比26 GHz脈沖寬得多。發射器解碼此脈沖并確定料位的位置。藍色箭頭表明可以在多個點解碼。發射器可以將前沿、中心或以下邊緣解碼為料位,從而會影響精度。由于26GHz發射器脈沖更尖銳,這就將解碼限制到一個點,如紅色箭頭所示。結果是,在過程應用中,6 GHz發射器的精度通常是6到10毫米,而26 GHz發射器可以提供2至3毫米的精度。


先進的算法可以應用到要求小于1毫米的罐體測量。80 GHz雷達反射的波峰也相當尖銳,這使得準確測量料位相對更容易。使用80 GHz的過程雷達,在應用中的測量精度可以達到1毫米,而使用80GHz的罐體測量和托管傳輸雷達的精度要小于0.5毫米。


頻率也會影響發射器信號傳播的波束角。較低頻率的發射器比更高頻率的發射器產生更寬的波束角。在某些應用中,寬波束角可能比窄波束角更適合。


天線方面的考慮

天線大小和類型也影響波束角。天線頻率越低,天線越小,波束角越寬。增加頻率或增大天線尺寸可減少波束角。


許多人認為,最小波束角度是料位測量的選擇,這是一般規律。減小波束角可以使微波能量更容易地避開容器壁、攪拌器和罐體內部的其它障礙物。


為雷達發射器配置的波束角,不與容器壁或障礙物交叉,這是最理想的情況。


然而,重要的是需要明白,即使波束與障礙物或墻壁相交,這也并不一定意味著安裝不會成功。與墻壁相交可能會導致一些能量損失,但往往是無關緊要的。


波束路徑中的障礙物可以被映射出來,以便從信號評估中消除其影響。


人們經常認為,如果波束角與容器壁相交,那將不適合于在自由空間雷達中的應用。雷達安裝時,波束角不與容器墻壁相交是理想情況,但實際上由于安裝噴嘴和其它因素的干擾,導致幾乎無法實現。通過選擇適當的頻率、天線尺寸和容器映射,可以確保大多數應用的成功實施。


測量范圍

頻率和天線尺寸對測量范圍有影響。但被測材料的介電常數和測量的安裝條件,對測量范圍影響也很大。


低頻信號具有較長的波長,比高頻信號傳輸的距離更長。高頻雷達發射器可測量范圍約為100英尺,對于大多數應用程序而言,這已經足夠了。


天線的尺寸和類型也對傳輸距離有影響。大天線傳輸的距離比小天線傳輸的距離更遠,能量聚焦也更強。喇叭型天線、“淚珠”型、“拋物線”、桿、和平面天線,都是用來滿足不同應用需求和測量范圍的天線樣式。


雷達發射器的安裝條件

即使選擇了雷達,如果安裝不當,也會造成不良后果。在安裝中必須考慮現有的條件。被測材料的介電常數、安裝類型、位置和目標表面都會產生影響。


凝結,通常由雷達發射器天線上的水形成,會引發問題。水的介電常數高達80dc。在典型的喇叭形天線中,水滴凝聚在喇叭內部,會引起干擾并影響電磁信號的發射。這種干擾會導致信號中的“噪聲”并降低能量。如果凝結的水足夠多,會導致雷達鎖定近區,導致故障。


為了解決冷凝問題,已經開發出幾種特殊的天線設計,來避免“冷凝”的影響。如果在應用條件下必須使用傳統喇叭型天線,可以添加一個吹掃管線,以防止雷達凝結或灰塵堆積。因為空氣介電強度很低,它不會干擾微波信號。用壓力為60至70 psi的空氣吹掃,如由電磁閥激活的沖擊波,可以保持喇叭的清潔,這是一種常見而行之有效的方法。


一些制造商提供診斷功能來監測耦合區。當凝結或積灰達到一定水平后,可能會干擾信號。這些先進的診斷功能,可以用來進行維護,比如在天線故障前對其進行吹掃工作。提供預防性維護的能力,減少停機時間和應急能力維修需求。


必須考慮容器內部的障礙物。攪拌器、加熱線圈、套管、和容器內的其它組件,都可能會干擾雷達傳輸。80 GHz雷達較窄的波束角,在避免大多數的障礙物方面,效果明顯;其余無法避免的部分則需要從信號評估中加以消除,以防止發射器將障礙物視為虛假料位信號。


標簽

聯系我們Contact us
歡迎您來電咨詢

0562-5882939

銅陵市華耀儀器儀表有限公司

地址:安徽省銅陵市銅官區鵲江路640號

關注我們官方微信

更多精彩等著您

√天堂资源BT在线官网_1000部做羞羞事禁片免费视频_国产成人精品免高潮在线观看_2021夜夜乳狠狠乳狠狠爱
<var id="7nth5"><video id="7nth5"></video></var>
<cite id="7nth5"><video id="7nth5"></video></cite>
<cite id="7nth5"><video id="7nth5"></video></cite><menuitem id="7nth5"><dl id="7nth5"></dl></menuitem>
<var id="7nth5"></var>
<cite id="7nth5"></cite>
<var id="7nth5"></var>
<menuitem id="7nth5"><dl id="7nth5"><progress id="7nth5"></progress></dl></menuitem><var id="7nth5"></var>
<var id="7nth5"></var>
<cite id="7nth5"><span id="7nth5"></span></cite>
<var id="7nth5"><strike id="7nth5"><listing id="7nth5"></listing></strike></var><var id="7nth5"></var>
<var id="7nth5"></var>
<var id="7nth5"></var>
<var id="7nth5"></var>