脈沖波和調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)測量準(zhǔn)確度對比

在過程物位測量中，主要使用兩種技術(shù)，一種是脈沖波技術(shù)，另一種是調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)。通俗來解釋，運(yùn)用脈沖波技術(shù)的是低頻、高頻雷達(dá)物位計(jì)，運(yùn)用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的是調(diào)頻雷達(dá)物位計(jì)，它們在應(yīng)用上各有特點(diǎn)。那么就有人提問了，在測量準(zhǔn)確度上兩種技術(shù)有區(qū)別嗎?

脈沖波法與調(diào)頻連續(xù)波變化技術(shù)在測量精度上沒有根本區(qū)別，在過程物位測量領(lǐng)域，測量精度一般在0.1%FS左右，在這個(gè)精度范圍內(nèi)，二者都很容易實(shí)現(xiàn)，具體儀器所能達(dá)到的精度取決于天線設(shè)計(jì)、元器件質(zhì)量、回波處理軟件和應(yīng)用案例。比如大型石油產(chǎn)品儲(chǔ)罐中的液位測量需要非常高的測量精度，常用的液位計(jì)要求絕對精度為±1mm。為了達(dá)到高精度，需要使用大型拋物面天線或平板天線來建立具有更好聚焦性能的信號。同時(shí)，它必須包括強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)處理能力和溫度和壓力補(bǔ)償，以達(dá)到高精度。

在測量分辨率和帶寬方面，在過程物位測量應(yīng)用中，脈沖波技術(shù)和調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)都是以一個(gè)“包絡(luò)”工作，包絡(luò)的寬度取決于微波物位計(jì)的帶寬，更寬的結(jié)果導(dǎo)致更窄的包絡(luò)，從而提高了測量分辨率。測量分辨率是影響微波物位計(jì)精度的幾個(gè)因素之一。脈沖微波物位計(jì)帶寬脈沖微波物位計(jì)的載波頻率從5.8GHz到26GHZ不等，分辨兩個(gè)相鄰回波時(shí)，脈沖寬度很重要。舉個(gè)例子，一個(gè)納秒脈沖相當(dāng)于300mm的長度。因此，很難區(qū)分相距小于300mm的兩個(gè)相鄰回波，較窄的脈沖寬度會(huì)導(dǎo)致更好的測量分辨率。但是，較窄的脈沖要求儀器在處理時(shí)具有較寬的帶寬。脈沖寬度較短的高頻脈沖可以獲得較高的測量分辨率，包絡(luò)線前沿較陡峭，因此可以獲得較高的精度。

調(diào)頻連續(xù)波物位計(jì)的帶寬是掃描的起始頻率和結(jié)束頻率之間的差值。與脈沖波方法不同，調(diào)頻連續(xù)波的振幅在整個(gè)頻率范圍內(nèi)是恒定的。更寬的帶寬會(huì)為頻譜中的每個(gè)響應(yīng)產(chǎn)生更高的拍頻。這導(dǎo)致更好的測量分辨率和兩個(gè)脈沖間隔中更短的脈沖持續(xù)時(shí)間。在調(diào)頻連續(xù)波測量應(yīng)用中，每個(gè)頻譜響應(yīng)都作為包絡(luò)進(jìn)行處理。在調(diào)頻連續(xù)波頻段應(yīng)用中，F(xiàn)FT不會(huì)為每個(gè)儲(chǔ)罐回波產(chǎn)生單一、離散的拍頻，而是產(chǎn)生與回波對應(yīng)的拍頻范圍，這轉(zhuǎn)化為測量不確定度的范圍。距離調(diào)頻連續(xù)波頻譜-帶寬和測量分辨率對精度的其他影響先前解釋：調(diào)頻連續(xù)波和脈沖微波物位計(jì)都使用包絡(luò)曲線進(jìn)行測量，更寬的帶寬會(huì)帶來更好的測量分辨率。因此，窄回波具有更陡峭的上升沿，從而允許更準(zhǔn)確的測量。影響測量精度的其他因素是信噪比和干擾。當(dāng)干擾效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致真實(shí)響應(yīng)曲線失真并導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確時(shí)，信噪比會(huì)導(dǎo)致更高的測量精度。天線選擇和機(jī)械布置是確保最佳精度的重要因素。

綜上，無論是脈沖波雷達(dá)物位計(jì)還是調(diào)頻雷達(dá)物位計(jì)，測量精度并沒有什么差別，二者都是非常精密的儀器?？偟膩碚f儀表的質(zhì)量，根據(jù)工況做出的正確選型才是影響測量準(zhǔn)確度最重要的因素。