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雷达物位计vs超声波物位计对比分析 日本nohken

日期:2019-08-08 07:11
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摘要: 物位是工業過程監控的重要目標參數之一,各種罐體、料倉、水池等的連續物位測量中,由于現場工況千差萬別,很難有能滿足所有工況應用的物位儀表。 其中,在非接觸測量儀表中,雷達和超聲波兩種原理物位計應用非常廣泛。那麽,雷達物位計和超聲波物位計區別在哪裏?這兩種的測量原理究竟是什麽?雷達物位計和超聲波物位計相比各自的優勢是什麽呢? 今天,我們就這些問題和大家講解一下這兩種物位計。 超声波液位计我们一般把声波频率超过20kHz的声波称为超声波,超声波是机械波的一种,即是...


物位是工業過程監控的重要目標參數之一,各種罐體、料倉、水池等的連續物位測量中,由于現場工況千差萬別,很難有能滿足所有工況應用的物位儀表。

其中,在非接觸測量儀表中,雷達和超聲波兩種原理物位計應用非常廣泛。那麽,雷達物位計和超聲波物位計區別在哪裏?這兩種的測量原理究竟是什麽?雷達物位計和超聲波物位計相比各自的優勢是什麽呢?

今天,我們就這些問題和大家講解一下這兩種物位計。

超聲波液位計我們一般把聲波頻率超過20kHz的聲波稱爲超聲波,超聲波是機械波的一種,即是機械振動在彈性介質中的一種傳播過程,它的特征是頻率高、波長短、繞射現象小,另外方向性好,能夠成爲射線而定向傳播。

超聲波在液體、固體中衰減很小,因而穿透能力強,尤其是在對光不透明的固體中,超聲波可穿透幾十米的長度,碰到雜質或界面就會有顯著的反射,超聲波測量物位就是利用了它的這一特征。

在超声波检测技術中,不管那种超声波仪器,都必须把电能转换超声波发射出去,再接收回来变换成电信号,完成这项功能的装置被称为超声波换能器,也称探头。工作时,超声波换能器置于被测物上方,向下发射超声波,超声波穿过空气介质,在遇到被测物表面时被反射回来,又被换能器所接收并转换为电信号,电子检测部分检测到这一信号后将其变成物位信号进行显示并输出。

雷達波液位計與超聲波物位計工作模式相同,雷達物位計同樣采用發射-反射-接收的工作模式,不同是雷達超聲波物位計的測量主要依賴超聲波換能器,而雷達物位計則依靠高頻頭和天線;超聲波物位計使用機械波,而雷達物位計使用的是超高頻率(幾G到幾十G赫茲)電磁波。電磁波以光速運行,運行時間可以通過電子部件被轉換成物位信號。另一種常見的雷達物位計是導波雷達物位計。導波雷達物位計是依據時域反射原理(TDR)爲基礎的雷達料位計,雷達料位計的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播,當遇到被測介質表面時,雷達料位計的部分脈沖被反射形成回波並沿相同路經返回到脈沖發射裝置,發射裝置與被測介質表面的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比,經計算得出液位高度。

兩種物位計對比,各有什麽優缺點呢?

1. 超声波精度不如雷达;

2. 由于频率和天线尺寸的关系,采用更高频率的雷达物位计天线尺寸小,更便于安装;

3. 由于雷达频率更高,因此波长更短,对倾斜的固体表面有更好的反射;

4. 雷达测量盲区相对超声波更小;

5. 由于雷达频率更高,因此雷达波束角小,能量集中,增强回波能力同时又有利于避开干扰物;

6. 相比采用机械波的超声波物位计,雷达基本不受真空、空气中的水蒸气、粉尘(石墨、铁合金等高介电性的粉尘除外)、温度压力变化影响。

這樣看起來雷達似乎非常上乘。那麽,是否雷達物位計可以完全代替超聲波物位計呢?當然不是。

超聲波物位計也有自身的優點,其中*主要的優點是超聲物位計的成本遠低于雷達物位計。因此在對性能幹擾不大(如一些液位測量)的工況,且對精度要求不高的情況下,超聲波液位計是性價比更高的物位測量儀器。雷達和超聲波兩類型物位計均是工業物位測量的良好解決方案,其選型應用需根據過程工況、介質特性決定,並結合安裝條件、使用環境等外界因素。經濟適用,更好的性價比是設計人員選型的重要依據,也是現代工廠精細化管理追求良好效益的基礎條件。

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