在過程物位測量中,主要使用兩種技術,一種是脈沖波技術,另一種是調頻連續波技術。通俗來解釋,運用脈沖波技術的是低頻、高頻雷達物位計,運用調頻連續波技術的是調頻雷達物位計,它們在(zai)應用(yong)上(shang)各有特(te)點(dian)。那么就(jiu)有人提問了,在(zai)測(ce)量準確度上(shang)兩(liang)種(zhong)技術(shu)有區別嗎?
脈沖波法與調頻連續波變化技術在測量精度上沒有根本區別,在過程物位測量領域,測量精度一般在0.1%FS左右,在這個精度范圍內,二者都很容易實現,具體儀器所能達到的精度取決于天線設計、元器件質量、回波處理軟件和應用案例。比如大型石油產品儲罐中的液位測量需要非常高的測量精度,常用的液位計要求絕對精度為±1mm。為了達到(dao)高(gao)精度,需要使用大型拋物面(mian)天(tian)線或平板天(tian)線來建立具有(you)更(geng)好(hao)聚焦(jiao)性能的信號。同時,它必須包括強(qiang)大的計算機處理能力和(he)溫度和(he)壓力補償,以達到(dao)高(gao)精度。
在測量分(fen)辨率(lv)和帶(dai)寬(kuan)(kuan)方面,在過程物(wu)(wu)位(wei)測量應用中,脈沖(chong)(chong)(chong)波(bo)(bo)技術(shu)(shu)和調頻(pin)連續(xu)波(bo)(bo)技術(shu)(shu)都是以(yi)(yi)一(yi)個(ge)“包絡”工作,包絡的(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)度(du)取決于微波(bo)(bo)物(wu)(wu)位(wei)計的(de)(de)(de)帶(dai)寬(kuan)(kuan),更寬(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)結果導致更窄(zhai)的(de)(de)(de)包絡,從(cong)而提(ti)高了測量分(fen)辨率(lv)。測量分(fen)辨率(lv)是影(ying)響微波(bo)(bo)物(wu)(wu)位(wei)計精(jing)度(du)的(de)(de)(de)幾個(ge)因素(su)之一(yi)。脈沖(chong)(chong)(chong)微波(bo)(bo)物(wu)(wu)位(wei)計帶(dai)寬(kuan)(kuan)脈沖(chong)(chong)(chong)微波(bo)(bo)物(wu)(wu)位(wei)計的(de)(de)(de)載波(bo)(bo)頻(pin)率(lv)從(cong)5.8GHz到26GHZ不等,分(fen)辨兩個(ge)相鄰(lin)回(hui)波(bo)(bo)時,脈沖(chong)(chong)(chong)寬(kuan)(kuan)度(du)很重要。舉個(ge)例子(zi),一(yi)個(ge)納秒脈沖(chong)(chong)(chong)相當于300mm的(de)(de)(de)長度(du)。因此(ci),很難區分(fen)相距小(xiao)于300mm的(de)(de)(de)兩個(ge)相鄰(lin)回(hui)波(bo)(bo),較(jiao)(jiao)窄(zhai)的(de)(de)(de)脈沖(chong)(chong)(chong)寬(kuan)(kuan)度(du)會導致更好的(de)(de)(de)測量分(fen)辨率(lv)。但是,較(jiao)(jiao)窄(zhai)的(de)(de)(de)脈沖(chong)(chong)(chong)要求儀器(qi)在處(chu)理(li)時具有較(jiao)(jiao)寬(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)帶(dai)寬(kuan)(kuan)。脈沖(chong)(chong)(chong)寬(kuan)(kuan)度(du)較(jiao)(jiao)短的(de)(de)(de)高頻(pin)脈沖(chong)(chong)(chong)可(ke)以(yi)(yi)獲(huo)得較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)測量分(fen)辨率(lv),包絡線前(qian)沿(yan)較(jiao)(jiao)陡峭(qiao),因此(ci)可(ke)以(yi)(yi)獲(huo)得較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)精(jing)度(du)。
調頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)連(lian)續波(bo)物(wu)位計的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)是(shi)掃描的(de)(de)(de)(de)(de)起始頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)和(he)結(jie)束(shu)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)值。與脈(mo)沖波(bo)方法不(bu)同,調頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)連(lian)續波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)振幅在(zai)整個(ge)(ge)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)范圍內是(shi)恒(heng)定的(de)(de)(de)(de)(de)。更(geng)(geng)寬(kuan)的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)會為頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)每個(ge)(ge)響(xiang)應產(chan)生(sheng)更(geng)(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)拍(pai)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)。這導致(zhi)更(geng)(geng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)測量(liang)(liang)分辨率(lv)和(he)兩個(ge)(ge)脈(mo)沖間(jian)(jian)隔中(zhong)(zhong)更(geng)(geng)短的(de)(de)(de)(de)(de)脈(mo)沖持續時間(jian)(jian)。在(zai)調頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)連(lian)續波(bo)測量(liang)(liang)應用中(zhong)(zhong),每個(ge)(ge)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)響(xiang)應都(dou)作為包(bao)絡(luo)進行處(chu)理。在(zai)調頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)連(lian)續波(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)段應用中(zhong)(zhong),FFT不(bu)會為每個(ge)(ge)儲罐回波(bo)產(chan)生(sheng)單一、離散的(de)(de)(de)(de)(de)拍(pai)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin),而(er)是(shi)產(chan)生(sheng)與回波(bo)對應的(de)(de)(de)(de)(de)拍(pai)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)范圍,這轉(zhuan)化為測量(liang)(liang)不(bu)確(que)定度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)范圍。距(ju)離調頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)連(lian)續波(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)-帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)和(he)測量(liang)(liang)分辨率(lv)對精(jing)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)其他影響(xiang)先(xian)前(qian)解釋:調頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)連(lian)續波(bo)和(he)脈(mo)沖微(wei)波(bo)物(wu)位計都(dou)使(shi)用包(bao)絡(luo)曲線進行測量(liang)(liang),更(geng)(geng)寬(kuan)的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)(dai)寬(kuan)會帶(dai)(dai)(dai)來更(geng)(geng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)測量(liang)(liang)分辨率(lv)。因此(ci),窄回波(bo)具(ju)有更(geng)(geng)陡峭的(de)(de)(de)(de)(de)上升(sheng)沿(yan),從而(er)允(yun)許更(geng)(geng)準確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)測量(liang)(liang)。影響(xiang)測量(liang)(liang)精(jing)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)其他因素(su)是(shi)信(xin)(xin)噪比和(he)干擾。當干擾效應會導致(zhi)真實響(xiang)應曲線失(shi)真并導致(zhi)測量(liang)(liang)不(bu)準確(que)時,信(xin)(xin)噪比會導致(zhi)更(geng)(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)測量(liang)(liang)精(jing)度(du)。天線選擇和(he)機械(xie)布置是(shi)確(que)保最佳精(jing)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)因素(su)。
綜上,無論是(shi)脈沖(chong)波雷達物位計還是(shi)調(diao)頻雷達物位計,測量(liang)精度并(bing)沒有什么差別(bie),二(er)者都是(shi)非常精密(mi)的儀(yi)器(qi)。總的來說(shuo)儀(yi)表的質量(liang),根據工況做出的正確(que)選(xuan)型才是(shi)影響測量(liang)準確(que)度最重要的因(yin)素。
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