不同氣相介質(zhì)對(duì)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響

以前常常在思考，不同氣相介質(zhì)對(duì)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度到底有沒(méi)有影響。直到問(wèn)了很多相關(guān)專業(yè)人士以及看了專家的分析，才得出了一個(gè)結(jié)論，今天分享給大家，希望對(duì)大家在使用導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)有一些幫助。

時(shí)域反射原理是導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)測(cè)量的核心原理，它頭部會(huì)發(fā)出周期性的電磁波脈沖，電磁波脈沖以光速沿探頭傳播。當(dāng)探頭上存在阻抗失配點(diǎn)時(shí)，電磁波脈沖會(huì)在該點(diǎn)產(chǎn)生反射回波，在液面產(chǎn)生的反射回波會(huì)沿探頭傳播并被引導(dǎo)接收波雷達(dá)液位計(jì)的頭部部分。由于電磁波脈沖的發(fā)射和接收時(shí)間與導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的頭部與液位的距離成正比，因此可以根據(jù)電磁波脈沖的傳播時(shí)間計(jì)算出被測(cè)液位高度。它具有高可靠性，其測(cè)量過(guò)程只與被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)，與密度、壓力等無(wú)關(guān)，傳播過(guò)程中產(chǎn)生的損耗更小，返回信號(hào)質(zhì)量更好。因此，高溫高壓、泡沫、灰塵等復(fù)雜工況對(duì)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的影響很小。而且它的測(cè)量精度很高，可實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)在時(shí)間軸上的精確放大，最小測(cè)量誤差可控制在±1mm以內(nèi)，測(cè)量精度高，同時(shí)非常易于安裝和維護(hù)。

了解了導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的原理和特點(diǎn)之后，我們正式回歸主題，在氣相介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生變化的工況下，是否會(huì)對(duì)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。有專家針對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，考慮到高溫高壓、高飽和蒸汽工況下氣相介質(zhì)的介電 常數(shù)較為不穩(wěn)定，且具有較高的危險(xiǎn)性，所以他們采用食用油填充容器內(nèi)液面上方的空間，模擬介電常數(shù)發(fā)生變化的氣相介。分五步進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，分別是第一進(jìn)行回波信號(hào)的預(yù)處理，使用巴特沃斯濾波器，濾除 回波信號(hào)中的高頻噪聲。第二進(jìn)行回波信號(hào)的識(shí)別，根據(jù)回波信號(hào)的特點(diǎn)，在一定 橫坐標(biāo)范圍內(nèi)，查找幅值最大點(diǎn)所在的位置作為回波信號(hào) 的位置。 第三回波信號(hào)的定位點(diǎn)的選擇，在回波信號(hào)的峰值 點(diǎn)處使用二階拉格朗日插值，將插值后的橫坐標(biāo)作為回波信號(hào)的定位點(diǎn)，以獲取更高的測(cè)量精度。第四進(jìn)行液位 - 傳播時(shí)間關(guān)系的確定，根據(jù)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的等效時(shí)間采樣原理，確定在正常工況下測(cè)得的傳播時(shí) 間與對(duì)應(yīng)液位的關(guān)系。 最后一步是液位值的標(biāo)定，對(duì)根據(jù)測(cè)量時(shí)間計(jì)算得到的液位 進(jìn)行標(biāo)定處理。

最終得出結(jié)論，在極端高溫高壓、高飽和蒸汽工況下，蒸汽的密度和溫度會(huì)增大，導(dǎo)致蒸汽介質(zhì)的介電常數(shù)增大。根據(jù)時(shí)域反射原理，當(dāng)氣相介質(zhì)的介電常數(shù)增大時(shí)，電磁波脈沖的傳播速度會(huì)相應(yīng)減慢，使得測(cè)得的電磁波脈沖傳播時(shí)間增大，導(dǎo)致測(cè)得液位位置低于實(shí)際液位位置。