導波雷達液位計工作原理

　　導波雷達液位計就是時域反射原理來進行測量的，測量過程我們分為信號傳播和整個測量系統來作介紹。

　　導波雷達信號傳播示意圖如圖2-4所示。

　　在機械機構上，儀表的表頭內部的收發電路會通過同軸射頻接插件和同軸電纜相連。同軸電纜的另一端將會在法蘭的位置與同軸導波桿連接。導波桿則是直接插入到罐體的介質內，導波桿的末端與罐底底部則是有一段距離的。

　　根據左圖可以看到，電路板輸出的脈沖信號會通過同軸電纜，再在同軸導波桿上進行傳播。由2.1節的介紹，在同軸電纜和導波桿的連接處會首先發生斷路，進而一部分信號會產生一個頂部回波信號，但是仍有一部分信號還會繼續沿導波桿傳播。當信號與被測液體表面接觸時，其阻抗特性會發生變化，其一部分也會被反射，會再產生-個真正的液位回波信號。也會有另外一部分信號仍然會繼續向下傳播，終會損耗在不斷發射中。液位計可以判斷出液位回波和頂部回波之間的時間差，根據這個時間差，我們用單片機進行計算就可以得到液位的高度。

　　根據右圖所示，在罐體為空的時候，沒有液位就不會發生液位回波信號，但是仍然會有頂部回波信號，而且在導波桿的底部會斷路而產生一個的底部回波信號。

　　假如罐體內有兩種不同的介質，由于密度不同這兩種介質會分別存在于液體的上部和下部。如果這兩種介質的介電常數大不相同，那么就可以通過回波的不同來判斷兩種介質的分界面，進而也可以得出這兩種）質的不同高度。由于脈沖信號是通過導波桿傳播，導波桿上的空氣、氣態的凝結不會影響性能，因此可以長時間測量低介電常數的產品。

　　一般情況下被測液體的介電常數越大回波信號也就越強，也就更容易檢測出液位，比如水比丁烷更容易測量。

　　導波雷達液位計的優點

　　1、能耗低。信號能量非常小，為信號至液面往返傳輸提供一條快捷高效的通道，信號的衰減保持在最小限度，因而可用以測量介電常數非常低的介質液位；另外由于導波雷達耗能小，供電回路不是單獨的交流供電，從而大大節省了安裝費用。

　　2、信號在傳輸中不受介質波動和儲罐中的障礙物等的影響，因而儀表所接收到的返回信號能量相應較強，而且返回信號中的干擾性雜散信號極小，基本對測量信號無影響。

　　3、介質介電常數的變化對測量性能影響不大，導波雷達和常規雷達一樣，采用傳輸時間來測量介質液位，信號自介質表面或水面反射回傳的時間一樣。不同的只是信號幅度的差別，普通雷達需考慮介質的影響，比較難辨識真正的液位信號，而導波雷達僅需測量電磁波的傳輸時間即可，無需信號的處理和辨別。

　　4、介質密度的變化不影響測量，介質密度的變化影響浸沒于介質中物體所受到的浮力，但不影響電磁波在波導體中的傳播。

　　5、霧氣和泡沫不影響測量，由于電磁波不通過空間傳播，因而霧氣不會引起信號的衰減，泡沫也不會對信號進行散射而損失能量。