雷達液位計是一種利用微波技術進行液位測量的設備。我們常見的雷達液位計分為兩種, 一種是接觸式介質的導波雷達液位計;另一種是不接觸介質的非接觸式雷達液位計,按照技術的不同,分為時域脈沖式的雷達液位計和調頻連續波雷達液位計。
雷達液位計是一種利用微波技術進行液位測量的設備。我們常見的雷達液位計分為兩種, 一種是接觸式介質的導波雷達液位計;另一種是不接觸介質的非接觸式雷達液位計,按照技術的不同,分為時域脈沖式的雷達液位計和調頻連續波雷達液位計。今天就來具體講講這個調頻連續波雷達液位計。
調頻連續波雷達液位計的工作原理:
調頻連續波雷達液位計的工作原理是利用同步調頻脈沖技術,向液體表面發射頻率受特定信號調制了的微波信號,當微波信號向下傳播到液體表面后被反射回接收器時,通過得到反射波與發射波的頻率差,推算出雷達波通過的距離,得出液位高度。
而線性調頻光信號則經由光學分束器進行分束,其中一路作為本振光信號,另一路作為探測信號由光學準直系統照射到目標表面。待測目標的反射光信號由光學準直系統接收,通過光纖環形器和光纖耦合器后與本振光信號合束,并通入光電探測器中進行相干拍頻。最終信號處理系統從光電探測器的光電流信號中提取目標距離和速度等信息。這就是調頻連續波激光雷達采用了與之相似技術,利用了線性調頻光信號作為探測信號。典型的調頻連續波激光雷達系統如圖1所示。
該系統中核心組件是能夠產生線性調頻光信號的激光光源。該光源可以是內調制激光光源、啁啾脈沖激光光源、外調制激光光源等。而現代中雷達系統中通常采用線性調頻微波信號作為探測信號,通過比較回波信號與參考信號的瞬時頻率,從而獲得目標距離信息。
調頻連續波雷達液位計的特點:
調頻連續波雷達液位計屬于毫米波雷達液位計。這種波長的雷達與激光傳感器比較,具有穿透性強的特點,尤其是在有霧、有煙和有灰塵的場合。與微波雷達比較,具有體積小、重量輕、帶寬大和波束窄等特點。主要通過微波脈沖的發射—反射—接收—處理進行液位的測量。調頻雷達液位計主要通過發射連續波信號,從回波信號中提取液位距離信息。
調頻連續波雷達液位計的調頻雷達帶寬大,所以它的距離分辨力很強。為什么這么說,雷達理論有過這樣的結論,雷達信號的帶寬決定了距離分辨力。單從這一點來看,調頻連續波雷達液位計與高頻雷達液位計相比,測量精度更加的高。
調頻連續波雷達液位計的分類:
調頻連續波激光雷達的核心組件是能夠產生線性調頻光信號的激光光源。目前已有的調頻連續波激光雷達中,激光光源可分為三類:內調制激光光源,啁啾脈沖激光光源以及外調制激光光源。因此調頻連續波雷達液位計分為這三類。
調頻連續波雷達液位計在三維成像中的應用:
激光雷達是一種理想的非接觸三維成像手段,其利用激光束作為探測信號,具有較高的空間分辨率。常見的激光雷達中,脈沖激光雷達系統簡單,成像速度快。但是距離分辨率較低,難以實現高精度三維成像。同時脈沖激光雷達采用直接探測方式,無法進行多普勒測量、容易受背景噪聲影響。而調頻連續波雷達液位計則可以獲得比脈沖激光雷達更高的距離分辨率,有助于實現高精度的三維成像。同時,調頻連續波激光雷達一般采用相干探測,可以對運動目標進行多普勒測量。因此,調頻連續波雷達液位計是一種更具應用前景的高精度三維成像方法測量。
總結:調頻連續波雷達液位計具有廣闊的應用前景。相較于傳統脈沖激光雷達,調頻連續波激光雷達具有分辨率高、測量距離遠、可實現多普勒測速、便于片上集成等優勢。雖然調頻連續波激光雷達仍然存在測量時間長,數據處理量較大等缺點,但在遙感測繪、高精度三維成像,自動駕駛等領域已經展現出實際應用價值,在市場應用中占來極具重要的地位。以上就是調頻連續波雷達液位計的詳情介紹,更多產品詳情內容請關注“物位計,液位計”欄目。