高頻雷達(dá)物位計與低頻雷達(dá)物位計優(yōu)劣分析
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目前雷達(dá)物位計已成為物位測量主流產(chǎn)品,高頻雷達(dá)物位計使用居多,低頻率雷達(dá)物位計逐漸被淘汰。從超聲波液位計應(yīng)用來看,超聲波液位計獲得較好回波時工作頻率約為40KHz、波長約9mm、發(fā)射波開角為7°-8°。工作頻率越高,其開角越小,但其量程較小。如果雷達(dá)物位計要獲得與超聲波液位計上述效果的回波,雷達(dá)物位計工作頻率應(yīng)為26GHz、波長為11mm。當(dāng)雷達(dá)物位計用口徑為100mm的喇叭天線,可獲得7°-8°開角的發(fā)射波。6GHz低頻雷達(dá)物位計相當(dāng)于工作頻率為10KHz超聲波液位計。此工作頻率的超聲波物位計在物位測量中各項指標(biāo)都不理想,尤其不適用于固體料位的測量。
雷達(dá)物位計優(yōu)點
雷達(dá)物位計電磁波不受空氣波動影響,隨距離衰減小,穿透力強(qiáng)。
雷達(dá)物位計局限性
1、影響雷達(dá)的性能是介電常數(shù),理論上在真空中雷達(dá)衰減極小,當(dāng)空氣中存在對雷達(dá)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(dá)波發(fā)射,嚴(yán)重時雷達(dá)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(dá)影響極小,但雷達(dá)天線是由材料做成,雷達(dá)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)。
考慮雷達(dá)物位計使用現(xiàn)場工況時,應(yīng)特別注意天線到被測介質(zhì)間空氣介電常數(shù)的分布和被測介質(zhì)的表面狀態(tài)及其介電常數(shù)。
高頻雷達(dá)優(yōu)點
1、高頻雷達(dá)物位計(主要指工作頻率為26GHz和24GHz雷達(dá)物位計)具有能量高、波束角小(一般Φ95mm喇叭天線的波束角為8°,而6GHz雷達(dá)物位計的喇叭天線直徑為Φ246時,波束角為15°)、天線尺寸小、精度高等優(yōu)點。
2、26GHz雷達(dá)物位計雷達(dá)波長11mm,6GHz雷達(dá)物位計雷達(dá)波長50mm,雷達(dá)物位計測量散裝料位時,雷達(dá)波反射主要來自料面的漫反射,漫反射的強(qiáng)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(yuǎn)遠(yuǎn)小于50mm,26GHz雷達(dá)是散裝料物位測量的最佳選擇。
3、在一些直徑小高度矮的小罐應(yīng)用中,6GHz雷達(dá)天線長(300-400mm)無形中增大了盲區(qū)(大約600mm),由于6GHz雷達(dá)方向性差(開角大)在小罐中會產(chǎn)生多徑反射;26GHz雷達(dá)頻率高頻,天線短,方向性好,克服了6GHz雷達(dá)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(dá)天線會堆積污物、水汽等,26GHz雷達(dá)天線小,加天線罩可大大改善污物、水汽影響;6GHz雷達(dá)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(dá)方向性好,很多惡劣工況,可通過簡單隔離,將雷達(dá)裝在容器外進(jìn)行測量。