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微波物位计基础_概述

1、概述

1.1、 基本原理

微波物位计又称雷达物位计(Radar)，是取英文词组“RAdio Detection And Ranging”的词头字母而来的缩写词。微波物位计朝一个目标发射电磁波，电磁波井发射后返回发射源。安装在发射源处的接收器捕获到反射波，并把它与发射波作比较，确定目标的存在和它到发射源的距离。

微波和所有的电磁波一样在自由空间中是以光速(300,000,000m/s)传播，电磁波到达目标并经反射返回接收器这一来回所用的时间几乎是瞬间的。

根据波的传播原理，我们也知道电磁波的速度C= f ×λ （公式 1）。

f ----- 微波的频率；

λ---- 微波的波长。

因此我们可以知道不同频率的微波的波长是不同的。

微波物位计测量一个来回的时间，通过计算时间和距离系数得到物位。

1.2、 微波的特征

微波物位计和超声波物位计一样，也是基于回波测距原理（TOF）的物位测量方式。不同的是，它是一种电磁波，在传播的过程不需要传输媒介的传递，因此基本上不需要考虑挥发性气体和蒸汽、温度、压力（真空）、甚至粉尘的影响。

挥发性气体和蒸汽的影响。根据定义，真空的介电常数为1。通常，各种不同介质的挥发性和蒸汽的介电常数会大于1，但是他们对微波物位计的测量精度的影响是非常小的。微波物位计通常都是在空气中进行标定的；而各种介质的挥发性气体对微波物位计的测量精度的误差（与空气中的测量值比较）一般都因为太小而可以忽略不计。

温度的影响。高温或超高温对电磁波在空气或真空传输时间的影响非常小。2000ºC的温度变化仅仅引起了0.026%的物位测量值的变化（相对于0ºC）。带空气或氮气冷却系统的微波物位计厂被用于测量铁水或钢水的液味测量。

压力的影响。压力对于电磁波的传播速度有一些的影响，但通常没有太大的意义。在30Bar的压力的下，误差只有0.84%；但是，在100Bar的超高压下，误差达到2.8%。如果，过程压力是在大气压和100Bar之间连续地变化，那么就需要用压力表进行补偿。

粉尘的影响。电磁波对于扬起的粉尘具有穿透的能力（根据波长），几乎不会因为粉尘而造成能量的衰减，不像超声波的能力会被粉尘吸收而导致衰减，甚至失波。因此，近几年来采用雷达物位计被越来越广泛的应用粉尘非常大的应用中，比如：水泥行业的熟料仓、成品水泥仓等的测量，并却得很好的应用效果。

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