雷達(dá)液位計(jì)工作原理是啥？

雷達(dá)是20世紀(jì)的一項(xiàng)突破性電子技術(shù)，起源于1935年英國(guó)為抵御空中威脅而開(kāi)發(fā)的早期系統(tǒng)。如今，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展并服務(wù)于航空、地理測(cè)繪、氣象監(jiān)測(cè)和航海導(dǎo)航等多個(gè)重要領(lǐng)域。

雷達(dá)的工作方式與眼睛類似，但它使用的是無(wú)線電波來(lái)探測(cè)和測(cè)量目標(biāo)。"雷達(dá)"這個(gè)詞源自英文縮寫，代表"無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距"。盡管無(wú)線電波和光波都是電磁波，但它們存在于不同的頻段。兩者都以光速傳播，但無(wú)線電波特別適合于雷達(dá)系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兛梢源┩冈茖雍推渌系K物，從而探測(cè)到遠(yuǎn)處的物體。

雷達(dá)液位計(jì)工作原理：

它通過(guò)發(fā)射電磁波并接收這些波從液體表面反射回來(lái)的信號(hào)來(lái)工作。雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)出電磁脈沖，當(dāng)這些脈沖遇到液體表面時(shí)會(huì)發(fā)生反射，反射波被同一天線捕獲。

通過(guò)測(cè)量電磁波從發(fā)射到接收回波所需的時(shí)間，雷達(dá)液位計(jì)可以計(jì)算出天線到液體表面的距離。這個(gè)距離與電磁波的傳播速度（光速）和運(yùn)行時(shí)間成正比，可以用公式D = CT/2來(lái)表示，其中D是距離，C是光速，T是電磁波的往返時(shí)間。

由于雷達(dá)液位計(jì)知道到空罐底部的固定距離E，因此可以通過(guò)減去從天線到液體表面的距離D來(lái)得到液體的高度L，即L = E - D。這樣，雷達(dá)液位計(jì)就能準(zhǔn)確地測(cè)量并顯示液體的當(dāng)前高度。

目前雷達(dá)液位計(jì)主要分為兩種：脈沖雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)。

脈沖雷達(dá)因其在精確測(cè)距方面的優(yōu)勢(shì)而在雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展中占據(jù)了核心地位。這種雷達(dá)通過(guò)發(fā)射脈沖信號(hào)并等待其反射回來(lái)的回波來(lái)工作。由于回波的接收發(fā)生在脈沖發(fā)射的間歇期，因此可以使用同一天線進(jìn)行發(fā)射和接收，這簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。實(shí)際的距離測(cè)量是基于發(fā)射脈沖與接收到的回波脈沖之間的時(shí)間差。由于電磁波以光速傳播，通過(guò)測(cè)量這個(gè)時(shí)間差，就可以計(jì)算出目標(biāo)物體的確切距離。這種方法使得脈沖雷達(dá)成為一種非常有效的距離測(cè)量工具。

調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)通過(guò)在一個(gè)設(shè)定的時(shí)間周期內(nèi)，比如50毫秒，向特定方向發(fā)射一個(gè)頻率隨時(shí)間線性增長(zhǎng)的連續(xù)電磁波。同時(shí)，它使用另一個(gè)天線持續(xù)接收來(lái)自同一方向的回波信號(hào)。在任何給定時(shí)刻，回波的頻率與發(fā)射波的頻率之間的差異是恒定的，并且這個(gè)頻率差與目標(biāo)物體到雷達(dá)站的距離成正比。這種特性使得雷達(dá)能夠有效地測(cè)量目標(biāo)物體的位置。

推薦閱讀：細(xì)談智慧路燈氣象監(jiān)測(cè)傳感器