FMCW雷达物位计技术在物位测量领域的应用

雷达技术应用于储罐或者容器内的液位测量最早可追溯到20世纪70年代，经过一段时间的技术积累与推广宣传，雷达物位计在80年代后得到了快速发展。它的出现克服了机械式液位计存在的诸多缺点，例如：难于维护，存在接触介质的测量部件，容易发生腐蚀，故障率高等。早期雷达物位计大都采用脉冲雷达技术，测量系统通过天线以固定的带宽周期性的发射某一固定频率的微波脉冲，在被测物料表面产生反射后由雷达天线系统接收，微处理器对此信号进行处理，识别出回波，通过时间拓展的方法来进行时间的准确测量并纪录。采用多次测量求平均值，进而计算出液位。限于当时的技术，尽管采用拓展时间求平均值的方法，其最好精度也只能达到5~10mm。

随着技术的进步，调频连续波（FMCW）雷达技术开始应用在物位测量领域，该技术使雷达物位计实现物位的连续测量。雷达系统发射一线性增加的高频雷达信号，该信号被目标表面反射或散射并被系统接收，如此可测得发射与接收的时差。系统可比对出所接收到信号的频率与此时发出信号的频率的差值Δf，该频率差与传播距离成正比。频率差Δf可通过快速傅里叶变换（FFT）转换成频谱，通过分析频谱即可得到传播距离，进而得到液位值。