在過(guò)程物位測量中,主要使用兩種技術(shù),一種是脈沖波技術(shù),另一種是調頻連續波技術(shù)。通俗來(lái)解釋?zhuān)\用脈沖波技術(shù)的是低頻、高頻雷達物位計,運用調頻連續波技術(shù)的是調頻雷達物位計,它們在應用上各有特點(diǎn)。那么就有人提問(wèn)了,在測量準確度上兩種技術(shù)有區別嗎?
脈沖波與調頻連續波變化技術(shù)在測量精度上沒(méi)有根本區別,在過(guò)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,二者都很容易實(shí)現,具體儀器所能達到的精度取決于天線(xiàn)設計、元器件質(zhì)量、回波處理軟件和應用案例。比如大型石油產(chǎn)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。為了達到高精度,需要使用大型拋物面天線(xiàn)或平板天線(xiàn)來(lái)建立具有更好聚焦性能的信號。同時(shí),它必須包括強大的計算機處理能力和溫度和壓力補償,以達到高精度。

在測量分辨率和帶寬方面,在過(guò)程物位測量應用中,脈沖波技術(shù)和調頻連續波技術(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的帶寬,更寬的結果導致更窄的包絡(luò ),從而提高了測量分辨率。測量分辨率是影響微波物位計精度的幾個(gè)因素之一。脈沖微波物位計帶寬脈沖微波物位計的載波頻率從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)納秒脈沖相當于300mm的長(cháng)度。因此,很難區分相距小于300mm的兩個(gè)相鄰回波,較窄的脈沖寬度會(huì )導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(xiàn)前沿較陡峭,因此可以獲得較高的精度。
調頻連續波物位計的帶寬是掃描的起始頻率和結束頻率之間的差值。與脈沖波方法不同,調頻連續波的振幅在整個(gè)頻率范圍內是恒定的。更寬的帶寬會(huì )為頻譜中的每個(gè)響應產(chǎn)生更高的拍頻。這導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時(shí)間。在調頻連續波測量應用中,每個(gè)頻譜響應都作為包絡(luò )進(jìn)行處理。在調頻連續波頻段應用中,FFT不會(huì )為每個(gè)儲罐回波產(chǎn)生單一、離散的拍頻,而是產(chǎn)生與回波對應的拍頻范圍,這轉化為測量不確定度的范圍。距離調頻連續波頻譜-帶寬和測量分辨率對精度的其他影響先前解釋?zhuān)赫{頻連續波和脈沖微波物位計都使用包絡(luò )曲線(xiàn)進(jìn)行測量,更寬的帶寬會(huì )帶來(lái)更好的測量分辨率。因此,窄回波具有更陡峭的上升沿,從而允許更準確的測量。影響測量精度的其他因素是信噪比和干擾。當干擾效應會(huì )導致真實(shí)響應曲線(xiàn)失真并導致測量不準確時(shí),信噪比會(huì )導致更高的測量精度。天線(xiàn)選擇和機械布置是確保最佳精度的重要因素。

綜上,無(wú)論是脈沖波雷達物位計還是調頻雷達物位計,測量精度并沒(méi)有什么差別,二者都是非常精密的儀器??偟膩?lái)說(shuō)儀表的質(zhì)量,根據工況做出的正確選型才是影響測量準確度最重要的因素。