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雷達料位測量原理和主要技術(shù)因素

來源:金湖信儀自動化儀表有限公司   2010年10月11日 09:09  

雷達料位計是利用回波測距原理。發(fā)射天線向被測目標發(fā)射微波,被測目標的微波被接收天線接收,信號處理器將發(fā)射信號與接收信號比較,計算出被測距離,并可算出相應的物位值。
微波脈沖來回傳播時間t由下式?jīng)Q定:
t= (1)
式中a—天線到被測目標的距離
c—微波傳播的速度(光速)
由于微波在傳播途徑上有衰減和干擾反射,故測量的關(guān)鍵是要能接收到反射回波,并識別出有效回波。接收的回波能量Pk可用簡化的雷達方程表示如下:
Pk=Pτx C x GiGtGr/r4 (2)
式中: Pτ—天線輻射功率
C ——- 經(jīng)驗系數(shù),由經(jīng)驗決定
Gi——- 由目標表面介電特性及面積決定的反射增益
Gt,Gr—天線發(fā)射和接收效率
r—天線與目標間的距離
  從式(2)知:接收的回波能量大小與天線的發(fā)射和接收效率以及天線輻射功率有關(guān),故雷達料位計的天線設計和形狀很關(guān)鍵關(guān)鍵,現(xiàn)有的天線除號角天線(喇叭口)和棒狀天線外,還有平面天線和拋物面天線,為用于介電常數(shù)較小的物料,將纜繩作為天線或安裝導波管,纜繩和導波管一直延伸到庫或倉底,由此來傳遞發(fā)送和接收的電磁波,增強了回波的信號。
  從式(2)還知:接收的回波能量大小與物料表面的介電特性有關(guān),介電常數(shù)ε高,反射率高,得到的回波強度也高;介電常數(shù)ε低,物料會吸收部分微波的能量,回波強度也較低。通常要求被測物料的介電常數(shù)ε:液體為ε>1.8,固體ε>2.5, 水泥廠固體ε>2.5,水泥的介電常數(shù)ε為3。
 

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