利用微波反射的原理制作的液位計(jì),可以連續(xù)檢測(cè)與實(shí)現(xiàn)液位定點(diǎn)控制。通常微波發(fā)射天線(xiàn)傾斜一定的角度向液面發(fā)射微波束,波束遇到液面即發(fā)生反射,反射微波束被微波接收天線(xiàn)接收,從而測(cè)定液位,其原理如圖1所示。
圖1 反射式微波液位計(jì)原理圖
微波接收天線(xiàn)接收到的微波功率pr為
(1)
式中,h為兩天線(xiàn)距料面的垂直距離。
由于發(fā)射功率pi,波長(zhǎng)λ天線(xiàn)增益gi gr都是保持穩(wěn)定不變的,故上式可簡(jiǎn)化為:
(2)
式中,k1為增益常數(shù),取決于微波波長(zhǎng)、發(fā)射功率及天線(xiàn)的增益;k2為距離常數(shù),取決于天線(xiàn)安裝的方法與位置,主要是距離。
可見(jiàn),只要測(cè)定了天線(xiàn)接收到的微波功率,液位h就測(cè)得了,即
?。?)
微波功率的測(cè)量通??捎脽犭娀驘嶙璧仍?,再配合相應(yīng)的測(cè)量電路,根據(jù)接收到的微波信號(hào)功率最后經(jīng)數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理,顯示和輸出液位測(cè)量結(jié)果。也可用專(zhuān)門(mén)的微波檢波管(如2dv檢波二極管)檢波成直流電流由微安表直接示出。
發(fā)射與接收天線(xiàn)為保證良好的方向性,一般制作成扇形、角錐形或圓錐喇叭筒形,張角最佳值在400~600之間;還有一種介質(zhì)天線(xiàn),方向性更好。
在測(cè)量環(huán)境有大量水蒸氣時(shí),由于水(蒸氣)會(huì)對(duì)微波產(chǎn)生強(qiáng)烈吸收,因此可能會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的影響,對(duì)此應(yīng)該引起足夠重視。