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雷達物位計vs超聲波物位計對比分析
發(fā)布時間：
2023-06-09 14:06
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物位是工業(yè)過程監(jiān)控的重要目標參數之一，各種罐體、料倉、水池等的連續(xù)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。那么，雷達物位計和超聲波物位計區(qū)別在哪里？這兩種的測量原理究竟是什么？雷達物位計和超聲波物位計相比各自的優(yōu)勢是什么呢?
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的聲波稱為超聲波，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，能夠成為射線而定向傳播。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。在超聲波檢測技術中，不管那種超聲波儀器，都必須把電能轉換超聲波發(fā)射出去，再接收回來變換成電信號，完成這項功能的裝置被稱為超聲波換能器，也稱探頭。工作時，超聲波換能器置于被測物上方，向下發(fā)射超聲波，超聲波穿過空氣介質，在遇到被測物表面時被反射回來，又被換能器所接收并轉換為電信號，電子檢測部分檢測到這一信號后將其變成物位信號進行顯示并輸出。
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(fā)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)為基礎的雷達料位計，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并沿相同路經返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)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，各有什么優(yōu)缺點呢？
1. 超聲波精度不如雷達；2. 由于頻率和天線尺寸的關系，采用更高頻率的雷達物位計天線尺寸小，更便于安裝；3. 由于雷達頻率更高，因此波長更短，對傾斜的固體表面有更好的反射；4. 雷達測量盲區(qū)相對超聲波更??；5. 由于雷達頻率更高，因此雷達波束角小，能量集中，增強回波能力同時又有利于避開干擾物；6. 相比采用機械波的超聲波物位計，雷達基本不受真空、空氣中的水蒸氣、粉塵（石墨、鐵合金等高介電性的粉塵除外）、溫度壓力變化影響。
這樣看起來雷達似乎非常完美。那么，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(yōu)點，其中最主要的優(yōu)點是超聲物位計的成本遠低于雷達物位計。因此在對性能干擾不大（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(yè)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，并結合安裝條件、使用環(huán)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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