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(ta)們(men)在應用上各有特(te)點。那么就有人提(ti)問(wen)了,在測(ce)量(liang)準確(que)度上兩種技術(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(jue)對精(jing)度為±1mm。為了達(da)(da)到(dao)(dao)高精(jing)度,需要使用大型拋物(wu)面天(tian)線或平(ping)板天(tian)線來建立具有更(geng)好聚焦性能(neng)(neng)的信號。同(tong)時,它必須(xu)包括強大的計(ji)算機(ji)處理能(neng)(neng)力和溫(wen)度和壓力補償,以達(da)(da)到(dao)(dao)高精(jing)度。
在測量分(fen)辨率和帶寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)方面,在過程物(wu)(wu)位(wei)(wei)測量應用中(zhong),脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)波技術和調頻(pin)連續波技術都是(shi)以一(yi)個(ge)“包(bao)絡”工作,包(bao)絡的(de)(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)取(qu)決于微波物(wu)(wu)位(wei)(wei)計的(de)(de)(de)(de)帶寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan),更(geng)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)導(dao)致更(geng)窄(zhai)的(de)(de)(de)(de)包(bao)絡,從(cong)而提高了測量分(fen)辨率。測量分(fen)辨率是(shi)影(ying)響(xiang)微波物(wu)(wu)位(wei)(wei)計精度(du)的(de)(de)(de)(de)幾個(ge)因(yin)素之(zhi)一(yi)。脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)微波物(wu)(wu)位(wei)(wei)計帶寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)微波物(wu)(wu)位(wei)(wei)計的(de)(de)(de)(de)載(zai)波頻(pin)率從(cong)5.8GHz到26GHZ不等,分(fen)辨兩(liang)個(ge)相(xiang)鄰回波時(shi),脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)很重(zhong)要(yao)。舉個(ge)例子(zi),一(yi)個(ge)納秒(miao)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)相(xiang)當于300mm的(de)(de)(de)(de)長度(du)。因(yin)此(ci),很難區分(fen)相(xiang)距(ju)小于300mm的(de)(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)相(xiang)鄰回波,較(jiao)(jiao)窄(zhai)的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)會(hui)導(dao)致更(geng)好的(de)(de)(de)(de)測量分(fen)辨率。但是(shi),較(jiao)(jiao)窄(zhai)的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)要(yao)求儀器在處理時(shi)具(ju)有較(jiao)(jiao)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)(de)帶寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)。脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)較(jiao)(jiao)短的(de)(de)(de)(de)高頻(pin)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)(chong)可(ke)(ke)以獲得較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)測量分(fen)辨率,包(bao)絡線前沿(yan)較(jiao)(jiao)陡峭,因(yin)此(ci)可(ke)(ke)以獲得較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)精度(du)。
調(diao)頻(pin)(pin)連(lian)(lian)續(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)物位(wei)計(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶寬是(shi)掃描的(de)(de)(de)(de)(de)(de)起(qi)始(shi)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)和(he)結束頻(pin)(pin)率(lv)(lv)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)值(zhi)。與(yu)脈(mo)沖波(bo)(bo)(bo)方法不同,調(diao)頻(pin)(pin)連(lian)(lian)續(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振幅(fu)在(zai)整個(ge)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)范圍(wei)內是(shi)恒定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。更(geng)寬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶寬會(hui)(hui)為(wei)頻(pin)(pin)譜中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)每個(ge)響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)產(chan)生(sheng)(sheng)更(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拍(pai)頻(pin)(pin)。這導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量分辨率(lv)(lv)和(he)兩個(ge)脈(mo)沖間(jian)隔中(zhong)更(geng)短的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脈(mo)沖持續(xu)(xu)時(shi)間(jian)。在(zai)調(diao)頻(pin)(pin)連(lian)(lian)續(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)量應(ying)(ying)用中(zhong),每個(ge)頻(pin)(pin)譜響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)都(dou)作為(wei)包絡(luo)(luo)進行(xing)處理。在(zai)調(diao)頻(pin)(pin)連(lian)(lian)續(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)段應(ying)(ying)用中(zhong),FFT不會(hui)(hui)為(wei)每個(ge)儲罐回(hui)波(bo)(bo)(bo)產(chan)生(sheng)(sheng)單一、離(li)散的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拍(pai)頻(pin)(pin),而是(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)與(yu)回(hui)波(bo)(bo)(bo)對應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拍(pai)頻(pin)(pin)范圍(wei),這轉化為(wei)測(ce)(ce)量不確(que)定度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范圍(wei)。距離(li)調(diao)頻(pin)(pin)連(lian)(lian)續(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)譜-帶寬和(he)測(ce)(ce)量分辨率(lv)(lv)對精度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)其他(ta)影(ying)響(xiang)(xiang)先前解釋:調(diao)頻(pin)(pin)連(lian)(lian)續(xu)(xu)波(bo)(bo)(bo)和(he)脈(mo)沖微(wei)波(bo)(bo)(bo)物位(wei)計(ji)都(dou)使用包絡(luo)(luo)曲線進行(xing)測(ce)(ce)量,更(geng)寬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶寬會(hui)(hui)帶來更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量分辨率(lv)(lv)。因(yin)此,窄回(hui)波(bo)(bo)(bo)具有更(geng)陡峭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升沿,從而允許更(geng)準確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量。影(ying)響(xiang)(xiang)測(ce)(ce)量精度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)其他(ta)因(yin)素是(shi)信(xin)噪(zao)比和(he)干擾(rao)。當干擾(rao)效應(ying)(ying)會(hui)(hui)導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)真實(shi)響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)曲線失真并(bing)導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)測(ce)(ce)量不準確(que)時(shi),信(xin)噪(zao)比會(hui)(hui)導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)更(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量精度(du)(du)。天線選擇和(he)機械(xie)布置是(shi)確(que)保最(zui)佳精度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要因(yin)素。
綜上,無論(lun)是脈(mo)沖波(bo)雷達(da)物(wu)(wu)位計還是調頻(pin)雷達(da)物(wu)(wu)位計,測量精度并沒(mei)有(you)什么差別,二者都是非常精密的(de)儀器。總的(de)來說儀表的(de)質量,根據工況做出的(de)正確選型才是影(ying)響測量準確度最重要(yao)的(de)因素。
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