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如何理解雷達(dá)測(cè)量波和被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)之間關(guān)系

來源:西安賽譜自動(dòng)化儀表技術(shù)有限公司   2022年08月11日 10:54  

     首先不是所有的雷達(dá)液位計(jì)都要求介電常數(shù)參數(shù)的。一些非接觸式和單桿的導(dǎo)波雷達(dá)往往只有靈敏度選項(xiàng)。需要介電常數(shù)的多為聲稱可以檢測(cè)界面及雙桿的雷達(dá)液位計(jì),一些以檢測(cè)低介電常數(shù)介質(zhì)為賣點(diǎn)的液位計(jì)也會(huì)要求介電常數(shù)

介電常數(shù)對(duì)雷達(dá)電磁波的影響體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是影響介質(zhì)表面對(duì)電磁波的吸收(反射)率,二是電磁波在穿過介質(zhì)時(shí)波長(zhǎng)(頻率)會(huì)發(fā)生改變。

 

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         從大多數(shù)純粹的 發(fā)射反射接收 的工作過程來看,確實(shí)不需要介電常數(shù)。根據(jù)需要調(diào)整靈敏度,就可以達(dá)到從各種回波中檢出需要的回波,完成測(cè)量。

 
  但是,在一些情況下,排除不需要的回波,檢出需要的回波,需要大大增加液位計(jì)的運(yùn)算
量,這個(gè)時(shí)候我們可以增加一個(gè)介電常數(shù)參數(shù),這樣更容易的通過參數(shù)增加。更容易獲得好的性價(jià)比。

                                            

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 例如:
  液面有泡沫會(huì)把泡沫表面識(shí)別為液面;
  一些液面表層會(huì)析出一些其它介質(zhì)(如泥漿表面的清水),因?yàn)楹鼙?,液位?jì)會(huì)把下面的介質(zhì)表面作為液面。
  某些介質(zhì)中,液位計(jì)會(huì)把罐底回波作為液面信號(hào)。
  另外:雙桿或同軸探桿的導(dǎo)波雷達(dá),液位計(jì)需要區(qū)別兩個(gè)電J間的相互作用是發(fā)生在液面以上或介質(zhì)中。
 這些情況下,增加一個(gè)介電常數(shù)可以大大減少運(yùn)算量,有時(shí)還是必須的。
  
  所以根據(jù)型號(hào)、用途、結(jié)構(gòu)的不同,一些雷達(dá)液位計(jì)會(huì)要求介電常數(shù),而另一些則要求靈敏度。

   雷達(dá)液位計(jì)不是根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)來測(cè)量的。應(yīng)該說,雷達(dá)液位計(jì)是根據(jù)計(jì)算雷達(dá)波到物體表面所用的時(shí)間來測(cè)量的。
被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)只是決定雷達(dá)波反射率的條件之一。
   雷達(dá)波是一種電磁波,電磁波的反射率受下面條件影響:衰減系數(shù)與電導(dǎo)率(σ)及磁導(dǎo)率(μ)的平方根成正比,與介電常數(shù)(ε)的平方根成反比。” 也就是說 目標(biāo)物體的介電常數(shù)越大,衰減率越小,衰減率小了反射率就大。所以介電常數(shù)大--反射率強(qiáng)--信號(hào)強(qiáng)度高。
反過來 碰上 介電常數(shù)小的介質(zhì) 衰減率大 反射率小 信號(hào)強(qiáng)度弱
所以在設(shè)定的時(shí)候如果能給定介電常數(shù),對(duì)于測(cè)量
是有用的。
   雷達(dá)的精髓之一在于回波分析的算法,例如VEGA是采用ECHOFOX信號(hào)處理過濾以及*的模糊邏輯。非常復(fù)雜,模型要將各種現(xiàn)有參數(shù)建立起來,綜合分析了其中互相關(guān)系,搭配最佳方式,其中就包括了介質(zhì)的介電常數(shù),這個(gè)常數(shù)雖然本身的精度雖然不比其他的參數(shù)那么要求高,但是這個(gè)常數(shù)的量自身差別有可能是較大的,例如硫酸大約是80左右,而丙酮只有大約1,這就是80倍的差異。雷達(dá)波會(huì)有一部分穿透介質(zhì),在底部反射回來,反射回來的波是很復(fù)雜的一個(gè)順序。要識(shí)別、要分析計(jì)算。發(fā)射強(qiáng)度固然重要,但是這是一個(gè)精細(xì)的工作,一味的增強(qiáng)發(fā)射強(qiáng)度,就像一個(gè)莽漢不去動(dòng)腦子綜合考慮,就用蠻力,那是不行的

雷達(dá)液位計(jì)是根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)來采樣運(yùn)算放大并輸出信號(hào),如果反射來的信號(hào)過強(qiáng)戓過弱,液仿計(jì)就不采樣運(yùn)算放大并輸出信號(hào),保持原來的信號(hào)。輸出信號(hào)的大小,雷達(dá)液位計(jì)是根據(jù)計(jì)算雷達(dá)波到物體表面以返回所用的時(shí)間來決定

雷達(dá)波是一種電磁波,電磁波的反射率受下面條件影響:衰減系數(shù)與電導(dǎo)率(σ)及磁導(dǎo)率(μ)的平方根成正比,與介電常數(shù)(ε)的平方根成反比。” 也就是說 目標(biāo)物體的介電常數(shù)越大,衰減率越小,衰減率小了反射率就大。所以介電常數(shù)大--反射率強(qiáng)--信號(hào)強(qiáng)度高。

反過來 碰上 介電常數(shù)小的介質(zhì) 衰減率大 反射率小 信號(hào)強(qiáng)度弱



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