在過程物位測量中,主要使用兩種技術,一種是脈沖波技術,另一種是調頻連續波技術。通俗來解釋,運用脈沖波技術的是低頻、高頻雷達物位計,運用調頻連續波技術的是調頻雷達物位計,它們在應用上各有特點。那么就有人提問了,在測量準確度上兩種技術有區別嗎?
脈沖波與調頻連續波變化技術在測量精度上沒有根本區別,在過程物位測量領域,測量精度一般在0.1%FS左右,在這個精度范圍內,二者都很容易實現,具體儀器所能達到的精度取決于天線設計、元器件質量、回波處理軟件和應用案例。比如大型石油產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或平板天線來建立具有更好聚焦性能的信號。同時,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,在過程物位測量應用中,脈沖波技術和調頻連續波技術都是以一個“包絡”工作,包絡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,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,分辨兩個相鄰回波時,脈沖寬度很重要。舉個例子,一個納秒脈沖相當于300mm的長度。因此,很難區分相距小于300mm的兩個相鄰回波,較窄的脈沖寬度會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,包絡線前沿較陡峭,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頻率范圍內是恒定的。更寬的帶寬會為頻譜中的每個響應產生更高的拍頻。這導致更好的測量分辨率和兩個脈沖間隔中更短的脈沖持續時間。在調頻連續波測量應用中,每個頻譜響應都作為包絡進行處理。在調頻連續波頻段應用中,FFT不會為每個儲罐回波產生單一、離散的拍頻,而是產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:調頻連續波和脈沖微波物位計都使用包絡曲線進行測量,更寬的帶寬會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。當干擾效應會導致真實響應曲線失真并導致測量不準確時,信噪比會導致更高的測量精度。天線選擇和機械布置是確保最佳精度的重要因素。
綜上,無論是脈沖波雷達物位計還是調頻雷達物位計,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。