物位測(ce)量技術發(fa)展
物位測(ce)量技術經(jīng)曆了結構(gòu)上從機械(xie)式儀表向(xiang)電子式儀(yi)表✔️發展，以(yi)及工作方(fāng)式上由接(jie)觸式向非(fei)接觸式發(fā)展的過程(cheng)。
TOF測量(liang)原理
近幾(jǐ)年來，發展(zhǎn)較快的是(shi)行程時間(jian)或傳播時(shí)間ToF ( time of flight )測量原(yuán)理，又稱回(huí)波測距原(yuan)理。它是利(li)用能量波(bō)在空間中(zhong)的傳播時(shi)間來進行(hang)度量的一(yi)種方法。能(néng)量波在信(xin)号源與被(bèi)🥰測對象之(zhi)間傳👨❤️👨遞，能(néng)量波到達(dá)被測對象(xiang)後被反射(shè)并返回到(dao)探頭上被(bèi)接收⭐，屬于(yu)非接❌觸測(ce)距。
雷達(dá)物位計分(fen)類
盡管輻(fú)射法物位(wei)計都是采(cai)用ToF測量原(yuán)理，但所采(cǎi)用的能量(liàng)波不同時(shi)，信号的反(fǎn)射機理及(ji)在信号處(chu)理🥰等方面(miàn)都有很大(dà)的不同。以(yǐ)現在常用(yòng)的超聲波(bo)和💔微波物(wù)位計爲例(li)，它們都采(cǎi)用ToF測量原(yuan)理，都需要(yao)一個信号(hao)發生器和(hé)一個回波(bō)信号接收(shou)器，但兩種(zhong)能量波在(zai)性質😍、頻率(lǜ)範圍、反射(she)方法以及(jí)對于包含(han)距離信号(hào)的反射波(bo)的處理上(shàng)都有比較(jiào)大的差别(bié)。
超聲波物(wu)位計與微(wēi)波物位計(jì)的對比
電(dian)磁波的波(bō)段從3kHz～3000GHz ，微波(bō)是指頻率(lǜ)爲300MHz～300GHz的電磁(ci)波。在物位(wei)🔅檢測❓中📞，微(wei)波使用的(de)頻段規定(dìng)在4～30GHz之間，典(diǎn)型波段🌈爲(wei)6.3GHz、10GHz 、26GHz。6.3 GHz 的頻率屬(shu)于C波段微(wei)波;10GHz的頻率(lü)屬于X波段(duan)微波;26GHz的頻(pin)率屬✊于K波(bō)段微波。
聲(sheng)波是機械(xiè)波，頻率範(fàn)圍爲20Hz～20kHz ，因此(ci)，當聲波的(de)振動頻率(lü)🌈高于㊙️20kHz或低(dī)于20kHz時，我們(men)便聽不見(jian)了。我們把(bǎ)頻率高于(yu)20kHz 的🌈聲波✊稱(chēng)爲“超聲波(bō)”。
電磁波與(yǔ)聲波産生(sheng)的原理是(shi)不同的，聲(shēng)波是靠物(wù)質的✔️振動(dong)産生的，在(zai)真空中不(bú)能傳播;而(er)電磁波是(shì)靠電子的(de)振蕩🌈産生(shēng)的，其本身(shēn)就是一種(zhǒng)物質，傳播(bō)🚩不需要🌈介(jiè)質，能在真(zhen)空中傳播(bō)。這兩種波(bō)在通過不(bu)同的介質(zhì)時都會發(fa)生折射、反(fǎn)射、繞射和(hé)散射及吸(xi)收等現象(xiang)，物位計正(zhèng)是應用這(zhe)種特性來(lai)測量距離(lí)🔴的。
超聲波(bō)物位計由(yóu)聲納技術(shu)衍化而來(lái)，其安裝方(fang)式有頂部(bù)安裝🚶和底(di)部安裝兩(liǎng)種。早期的(de)超聲物位(wei)計🍉采用的(de)也是液體(ti)導㊙️聲，超聲(sheng)探頭安裝(zhuang)在料罐底(di)部🐆外，超聲(sheng)波從底部(bù)傳入，經被(bèi)測液體傳(chuán)播到液面(mian)，反射後傳(chuan)回探頭。超(chao)聲波傳播(bō)時間與液(ye)位🎯的高低(dī)成正比。由(you)于超聲波(bō)在各種被(bèi)測介質中(zhong)傳播的聲(sheng)速🥰不同，所(suǒ)以很難做(zuo)成通用産(chan)品;且料罐(guan)底部(尤其(qi)是🌈液體料(liào)罐🐉的底部(bu))安裝探頭(tou)的方法👄在(zai)實用中往(wang)往也有困(kùn)難。因此，在(zài)實際工業(ye)過程中，利(lì)用🈲空氣作(zuo)爲導聲介(jiè)質的頂部(bù)安裝應用(yong)越來越廣(guang)泛。
與超聲(sheng)波物位計(ji)相比，雷達(dá)物位計的(de)微波信号(hao)是🔞在⭕不同(tóng)⛷️介電常數(shu)的分界面(miàn)上反射的(de)。微波以光(guang)速✉️傳播，速(su)度幾乎㊙️不(bu)受介質❤️特(tè)性的影響(xiang)，傳播衰減(jian)也很小，約(yue)0.2dB/km 。回波信号(hào)強弱🤟很大(da)程💰度上取(qu)決于被測(cè)液面上的(de)反射情況(kuàng)。在被測液(yè)面上的反(fan)射率除了(le)取決于被(bei)測物料的(de)面積和形(xíng)狀外，主要(yào)取決于物(wu)料📱的相對(duì)介電常數(shù)εr。相對介電(diàn)常數高，反(fǎn)射率也高(gao)，得到的回(huí)波強度高(gao);相對介電(diàn)常數低，物(wu)料會吸收(shōu)部分微波(bō)能量，回波(bo)強度較低(di)。
