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如何理解雷達測量波和被測介質(zhì)的介電常數(shù)之間關(guān)系

來源:西安賽譜自動化儀表技術(shù)有限公司   2022年05月28日 11:34  

首先不是所有的雷達液位計都要求介電常數(shù)參數(shù)的。一些非接觸式和單桿的導(dǎo)波雷達往往只有靈敏度選項。

需要介電常數(shù)的多為聲稱可以檢測界面及雙桿的雷達液位計,一些以檢測低介電常數(shù)介質(zhì)為賣點的液位計也會要求介電常數(shù)。

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    介電常數(shù)對雷達電磁波的影響體現(xiàn)在兩個方面,一是影響介質(zhì)表面對電磁波的吸收(反射)率,二是電磁波在穿過介質(zhì)時波長(頻率)會發(fā)生改變。

  從大多數(shù)純粹的 發(fā)射反射接收 的工作過程來看,確實不需要介電常數(shù)。根據(jù)需要調(diào)整靈敏度,就可以達到從各種回波中檢出需要的回波,完成測量。
  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的運算,這個時候我們可以增加一個介電常數(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比。

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

雷達液位計不是根據(jù)被測介質(zhì)的介電常數(shù)來測量的。應(yīng)該說,雷達液位計是根據(jù)計算雷達波到物體表面所用的時間來測量的。
被測介質(zhì)的介電常數(shù)只是決定雷達波反射率的條件之一。
   雷達波是一種電磁波,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--信號強度高。
反過來 碰上 介電常數(shù)小的介質(zhì) 衰減率大 反射率小 信號強度弱

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所以在設(shè)定的時候如果能給定介電常數(shù),對于測量是有用的。
   雷達的精髓之一在于回波分析的算法,例如VEGA是采用ECHOFOX信號處理過濾以及*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。雷達波會有一部分穿透介質(zhì),在底部反射回來,反射回來的波是很復(fù)雜的一個順序。要識別、要分析計算。發(fā)射強度固然重要,但是這是一個精細的工作,一味的增強發(fā)射強度,就像一個莽漢不去動腦子綜合考慮,就用蠻力,那是不行的。

雷達液位計是根據(jù)被測介質(zhì)的介電常數(shù)來采樣運算放大并輸出信號,如果反射來的信號過強戓過弱,液仿計就不采樣運算放大并輸出信號,保持原來的信號。輸出信號的大小,雷達液位計是根據(jù)計算雷達波到物體表面以返回所用的時間來決定的
  雷達波是一種電磁波,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--信號強度高。反過來 碰上 介電常數(shù)小的介質(zhì) 衰減率大 反射率小 信號強度弱




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