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产品参数

产品名称:物位计丈量技能难点解决方案

发布时间:2022-09-04 15:38:49

来源:华体会网页登录入口

产品型号:物位仪表

产品介绍

  ( frequency modulated contin - uous wave,FMCW)是一种经过对接连波进行频率调制来取得间隔与速度信息的雷达体系体系,因为它具有无间隔盲区、高分辨率和低发射功率等长处,近年来受到了人们的广泛重视。

  物位丈量技能阅历了结构上从机械式外表向电子式外表开展,以及工作办法上由触摸式向非触摸式开展的阶段。

  图1中,前4种丈量技能都归于触摸式丈量办法,第5种辐射法为非触摸丈量办法。其间,直视法是指眼睛能够直接观测到介质容量改变的一类办法;测力法是指经过被测介质对指示器或传感器等方针施加外力来丈量的办法;压力法是由被测介质施加在丈量探头而发生压力进行丈量的办法;电特性法是运用被测介质的电特性进行丈量的办法;辐射法选用电磁频谱原理技能。

  前4种办法需求丈量仪器的悉数或一部分部件与被测介质(固体或液体物料)相触摸才干抵达丈量的意图。从长时刻来看,物料粘附物及沉积物会对这些机械部件发生附着,当物料为腐蚀性或易发生水锈的介质时,对仪器精度的影响将愈加严峻。在工业生产中,对物位外表最基本的要求是高精度和高可靠性,这就需求有运用规模更大、精度更高的技能呈现。

  近几年来,开展较快的是行程时刻或传达时刻ToF ( time of flight )丈量原理,又称回波测距原理。它是运用能量波在空间中的传达时刻来进行衡量的一种办法。能量波在信号源与被测目标之间传递,能量波抵达被测目标后被反射并返回到探头上被接纳,归于非触摸测距。

  ToF 丈量技能能够运用的能量波有机械波(声或超声波)、电磁波(一般为K波段或X波段的微波)和激光(一般为红外波段的激光),相应的物位计称为超声波物位计、微波物位计和激光物位计。

  天线发射器向间隔为R被丈量物料发射能量波,经被丈量介质反射,由天线的接纳器接纳。能量波来回所经过的时刻用td表明,可得到间隔R与时刻td 的联系为:td=2R/c (l) 式中:c为空气中能量波的传达速度,当以声波为能量源时,c=340m/s;当以电磁波为能量源时,c=3×l08m/s.非触摸丈量办法正是运用式(l)中间隔R与时刻td的联系,以不同的办法经过时刻差td求得间隔R的。

  虽然辐射法物位计都是选用ToF丈量原理,但所选用的能量波不一起,信号的反射机理及在信号处理等方面都有很大的不同。以现在常用的超声波和微波物位计为例,它们都选用ToF丈量原理,都需求一个信号发生器和一个回波信号接纳器,但两种能量波在频率规模、反射办法以及关于包括间隔信号的反射波的处理上都有比较大的不同。

  电磁波的波段非常宽,从3kHz~3000GHz ,微波是指频率为300MHz~300CHz的电磁波。在物位检测中,微波运用的频段规定在4~30GHz:之间,典型波段为5.8GHz、10GHz 、24GHz.5.8 GHz 的频率归于C波段微波;10GHz的频率归于X波段微波;24GHz的频率归于K波段微波。

  声波是机械波,频率规模为20Hz~20kHz ,因而,当声波的振动频率高于20kHz或低于20kHz时,咱们便听不见了。咱们把频率高于20kHz 的声波称为“超声波”.

  电磁波与声波发生的原理是不同的,声波是靠物质的振动发生的,在真空中不能传达;而电磁波是靠电子的振动发生的,其自身便是一种物质,传达不需求介质,能在真空中传达。这两种波在经过不同的介质时都会发生折射、反射、绕射和散射及吸收等现象,物位计正是运用这种特性来丈量间隔的。

  超声波物位计由声纳技能衍化而来,其装置办法有顶部装置和底部装置两种。前期的超声物位计选用的也是液体导声,超声探头装置在料罐底部外,超声波从底部传入,经被测液体传达到液面,反射后传回探头。超声波传达时刻与液位的凹凸成正比。因为超声波在各种被测介质中传达的声速不同,所以很难做成通用产品;且料罐底部(尤其是液体料罐的底部)装置探头的办法在有用中往往也有困难。因而,在实践工业过程中,运用空气作为导声介质的顶部装置运用越来越广泛。

  超声波物位计的声波信号是在不同声阻率(声阻率等于物料密度px声速。)的界面上反射的。因为空气和物料的密度不同很大,所以它们的声阻率相差也很大,声波在空气和物料的分界面上就像在镜面上相同反射,并由接纳器接纳回波信号。可是,因为超声波是机械波,在空气中传达的波长小于17mm ,传达速度受温度影响较大,如当温度为0℃ 时,声速为331.6m/s当温度为20 ℃ 时,声速为 344m/s .因而,有必要进行温度补偿,且在丈量蒸发性液体时,因为空气中含有的蒸发组分不同,声速也不同,也会发生较大的差错。

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