安防之家讯：图1是目前在工程应用较多的调频连续波式微波物位（液位和料位）计。

图1　调频式微波物位计

通常只需将发射、接收天线装在被测料仓（罐）上方，即可对物位进行连续测量。这种调频连续波式微波物位计抗机械噪声和电磁噪声能力强，在高温、高压、高粘度情况下，可连续、快速而准确地测出目标物体的物位值。

调频连续波式微波物位计工作原理如图2所示。

图2　调频式微波液位计原理示意图

调频固态源产生等幅的无线电波，其振荡频率在时间上按调制信号呈周期性变化，设在某一瞬间频率为f０，由发射器射向测量对象，并由测量对象反射回来，经过接收器接收，输入混频器，在回波到达混频器的瞬间，固态源的振荡频率由于调制信号的作用，较回波频率已有了变化，设为f１；它继续不断地射向测量对象，并有一部分作为本振频率耦合到混频器与f１进行混频。这样，在混频器的输出端就产生了差频△f，并且此差频与发射器和接收器离测量对象的距离上成正比，测量出△f的大小也就可以计算得到距离L的数值。设调制信号波形为三角型，固态源初始频率为f０，则固态源频率变化规律为

　（1）

式中，T为调制波周期；F为调制波频率；f０为固态源初始频率；f２为本振频率；△f０为固态源在调制信号l／2周期内的频偏范围；t为时间 。

回波频率为

　（2）

式中，f１为回波频率；△t为微波往返于被测对象之间的延迟时间，C为光速，L为被测距离；所以，差频频率△f为

（3）

由上式整理得被测距离L为

（4）

从上式可以看出被测距离L与差频频率△f成正比。当固态源的调制频率，和频偏△f０定时，只要测出△f，就可以计算得到L。

当固态工作频偏△f＝300 MHz，调制频率F＝1kHz时，代入式（3）中可得

即被测距离L每变化1m时，差频频率为4kHz。

采用三角波双重调制可以克服调频式微波物位计的部分固有误差；加上采取其他措施，微波物位计的测量精确度可达±l％。测量范围一般为0.5～20 m，最大可达几十米（由固态源发射功率大小决定）以上。

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