浅谈调频连续波雷达物位计

物料高度是工业自动化过程控制中一个非常重要的过程参数。测量物料高度的方法有很多，例如电容式、差压式、超声波、电磁波、核辐射等，针对不同的工况和介质可以使用不同测量原理的物位计。随着科技的高速发展，具有先进测量技术的雷达类物位计发展迅速，由于其适应复杂工况能力强，使用维护方便等原因，深受广大用户欢迎。76GHz~81GHz调频连续波雷达物位计由于其天线尺寸小、测量精度高、发射角小等优点，近年来市场占有率快速提高，已经逐步成为物位测量的主力产品。

调频连续波雷达物位计通常安装在罐顶，并通过透镜天线连续发射微波信号。该发射信号的频率由锯齿波进行线性调制，连续发射的微波信号遇到被测介质表面时，由于介电常数发生突变，微波信号的部分能量被连续的反射回来，并被透镜天线系统所接收。接收信号的频率与发射信号的频率存在差值，而该差值与雷达天线到被测介质表面的距离成正比，越大的频率差值代表着越远的物料距离。由式（1）即可计算出被测物质到测量参考面的距离。

D= c·ΔF/2R（1）

其中，D为测量参考面到被测介质的距离，c为光（电磁波）在真空中的传播速度，ΔF为接收信号与发射信号的频率差，R为发射信号频率随时间的变化率。

然后根据用户设定的空料位位置，由式（2）即可计算出物料高度。

L =E-D（2）

其中，E为测量参考面到用户设定的空料位位置，D为测量参考面到被测介质的距离，L为物料高度。

调频连续波雷达物位计采用模块化设计，便于生产组织和维修升级。结构部分由壳体部件和传感器部件组成。电路部分由滤波模块、测量模块、显示模块组成，电路安装在壳体部件内。软件部分主要负责核心测量功能、总线通讯、人机交互，主要控制测量模块和显示模块。

审核编辑 黄宇