雷达液位计基础知识 过程雷达基础.ppt

过程雷达原理 微波/雷达测量的基本原理 接触式与非接触式 脉冲信号与调频连续波(FMCW) 回波的处理(ECHO PROCESSING) 测量结果的输出方式(HART/FF) SAAB/ROSEMOUNT的三种过程雷达 什么是雷达波?是高频电磁波! 微波/雷达测量的基本原理 超声波和激光均易受罐内环境影响 雷达微波的频率范围:1G-60G 雷达波的发射与反射/ ?? 回波的接受 距离=(speed*time)/2 Speed=30万公里 回波的处理 雷达变送器 非接触式与导波雷达…54/56/33 非接触雷达的基本原理 雷达天线尺寸及发射角 雷达频率与发射角 高频雷达与低频雷达 介电常数??,空气=1.0 水的??=80,油=2-3; 接触式雷达的基本原理 导波缆的种类 钢性缆 柔性缆 TDR时域雷达与调频连续波(FMCW) TDR时域雷达计量回波的时间/3300/5400（6/26G） Distance=(speed*time)/2 FMCW调频连续波计算回波的频率差/5600 （10G） TDR 时域雷达的回波处理 脉冲波发射及反射接受:电路较简单,可实现两线制的变送器设计! 例如3300/5400 雷达回波能量的衰减 6大因素: Distance/距离 Waves and turbulence/表面的波动及扰动 Dielectric constant/介电常数 Foam/泡沫 Vapor and dust/上方的蒸汽和尘埃 Dirt on the antenna/天线的污染 雷达回波能量的衰减与4参数的关系 * * * 四线制高性能10G FMCW 5600 两线制非接触 6/26G TDR5400 两线制导波GWR3300系列 雷达波段厘米波 广播电视波段 短波波段 毫米波段 人眼的视觉波长 ?f ~ d 10 9 t0 ?f Frequency f (GHz) Time 参考点回波 总液位 导波缆端回波 界面 Water (20?) Oil (110?) 脉冲发生时刻 Air (170?) { Distance = Speed X Time / 2 Conditions Distance (1- 30 meter) Antenna diameter (0.1-0.5 m) Surface state (turbulent-calm) Dielectric Constant (1.7-80) Influence on reflected power (Min:Max) 1:1000 1:600 1:100 1:36 电磁波的速度与所经过的媒体的温度压力及组份介电常数??有关,但一般过程雷达可以忽略不计.水的??是空气的80倍,但与温度有关. The pulse is first reflected by the upper surface. One part of the pulse goes back to the transmitter, and the rest continues to the lower surface, where it is reflected and then returns to the transmitter. 1) Distance attenuation.Long distance gives a weaker signal 2) Waves and turbulence.Waves and turbulence reduces the returned energy. 3) Dielectric constant.Oil gives bad reflection. Water gives good. 4) Foam.Can in the worst case eliminate the echo. 5) Vapor and dust.Can influence depending on the frequency of the radar.At 10GHz it is no problem. 6) Dirt on the antenna. Dirt and condensed water stops the radar waves at the antenna. 高频雷达易受小物体干扰,但灵敏度高!因此,高频雷达多为非接触式并配以高级回波处理系统. * * * 电磁波的速度与所经过的媒体的温度压力及组份介电常数??有关,但一般过程雷达可以忽略不计.水的??是空气的80倍,但与温度有关. * The pulse is first reflected by the upper surface. One part of the pu