介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)對(duì)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的影響
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)是依據(jù)時(shí)域反射原理（TDR）為基礎(chǔ)的雷達(dá)液位計(jì)，采用高頻振蕩器作為電磁脈沖發(fā)生體，發(fā)射電磁脈沖，沿導(dǎo)波纜或?qū)РU向下傳播，當(dāng)遇到被測(cè)介質(zhì)表面時(shí)，雷達(dá)液位計(jì)的部分電磁脈沖被反射回來，形成回波。并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，通過測(cè)量發(fā)射波與反射波的運(yùn)行時(shí)間，經(jīng) t=2d/c 公式，計(jì)算得出液位高度。
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)
根據(jù)圖（a）所示，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射電磁脈沖時(shí)，在通過導(dǎo)波纜頂部的時(shí)候，由于距發(fā)射端較近，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)虛假回波，可通過濾除虛假回波，來消除干擾。電磁脈沖沿導(dǎo)波纜向下傳播時(shí)，當(dāng)信號(hào)到達(dá)被測(cè)介質(zhì)表面時(shí)，回波一部分會(huì)被反射，并在回波曲線上產(chǎn)生一個(gè)階躍性變化。另外一部分信號(hào)仍然會(huì)繼續(xù)向下傳播，直到損耗在不斷發(fā)射中。液位計(jì)通過檢測(cè)出液位回波和頂部發(fā)射回波之間的時(shí)間差，根據(jù)這個(gè)時(shí)間差，經(jīng)過智能化信號(hào)處理器，進(jìn)行計(jì)算就可以得到液位的高度。
從圖（b）可以看出，在空罐的時(shí)候，沒有液位就不會(huì)檢測(cè)到液位回波信號(hào)，但是頂部虛假回波同樣會(huì)存在，電磁脈沖傳輸?shù)綄?dǎo)波纜的底部，罐底會(huì)產(chǎn)生一個(gè)回波。假如罐體內(nèi)有兩種不相溶的介質(zhì)，由于密度不同，兩種介質(zhì)會(huì)分為上下兩層。如果且這兩種介質(zhì)的介電常數(shù)相差極大，那么就可以通過回波信號(hào)的不同來判斷兩種介質(zhì)的界面，進(jìn)而計(jì)算出兩種介質(zhì)的高度以及界面的高度。由于電磁脈沖是通過導(dǎo)波纜向下傳播，信號(hào)衰減比較小，因而可以測(cè)量低介電常數(shù)的介質(zhì)。一般情況下被測(cè)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)越大，反射回來的脈沖信號(hào)就越強(qiáng)。也就更容易區(qū)分出虛假回波。更容易得到真實(shí)液位。比如水比甲醇更容易測(cè)量。
介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)是表征介質(zhì)極化的一個(gè)物理量，它是由介質(zhì)本身的屬性決定的。因此，介質(zhì)不同，相對(duì)介電常數(shù)也不同。被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)大小直接影響高頻脈沖信號(hào)的反射率。當(dāng)電磁脈沖到達(dá)介質(zhì)表面時(shí)，電磁波會(huì)發(fā)生反射和折射。相對(duì)介電常數(shù)越大，則反射的損耗越小，相反相對(duì)介電常數(shù)越小，則發(fā)射的損耗越大，信號(hào)衰減的越嚴(yán)重。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率大于10mS/cm，則會(huì)全部反射回來，即回波信號(hào)越強(qiáng)。由于過小的相對(duì)介電常數(shù)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)極度衰減。因而每一種導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)都具有一項(xiàng)最小相對(duì)介電常數(shù)，確保雷達(dá)液位計(jì)能夠正常使用。不同公司的導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不同，對(duì)最小相對(duì)介電常數(shù)的要求也不同。
