微波物位計使用的微波頻率有三個頻段:C波段(5.8~6.3GHz)、X波段(9~10.5GHz)、K波段(24~26GHz)。制造商根據(jù)自己的技術(shù)及國家批準(zhǔn)的頻率來設(shè)計產(chǎn)品。
物位測量中的微波一般是定向發(fā)射的,通常用波束角來定量表示微波發(fā)射和接收的方向性。波束角和天線類型有關(guān),也和使用的微波頻率(波長)有關(guān)。
對于常用的圓錐形喇叭天線來說,微波的頻率越高,波束的聚焦性能越好,即波束角小,在實際使用中這是十分重要的,低頻微波物位計有較寬的波束,如果安裝不得當(dāng),將會收到內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的較多的虛假回波,例如:采用4”喇叭天線的26GHz雷達的典型波束角為8°,而5.8GHz 的典型波束角為17°。并且,微波的頻率越高,其喇叭尺寸也可以做的越小,更易于開孔安裝。還沒有頻率高于K波段(24—26GHz)的微波(雷達)物位計。
而X波段雷達由于沒有明顯的應(yīng)用特點,而在各大物位廠商的雷大物位技術(shù)發(fā)展中趨于被淘汰?,F(xiàn)今物位測量領(lǐng)域困擾用戶的是一些大型固體料倉的物位測量,特別是用于50/100米以內(nèi)的充滿粉塵和擾動的加料狀態(tài)下的料倉。相關(guān)技術(shù)的儀表例如電容或?qū)Рɡ走_TDR在放料時物位下降時會受到很強的張力負載,可能會損壞儀表或把倉頂拉塌掉。重錘經(jīng)常有埋錘的問題,需要經(jīng)常維修,大多數(shù)其他機械式儀表也是這樣。而高粉塵工況又可能會超出非接觸式超聲波物位測量系統(tǒng)的能力。高頻的調(diào)頻雷達技術(shù)尤其適合這種大型固體料倉的物位測量!
現(xiàn)今的高頻雷達一般為工作在K波段(24~26GHz)的雷達物位計,雷達的工作頻率越高其電磁波波長越短,越容易在傾斜的固體表面有更好的反射,并具有較窄的波束寬度,可有效避開障礙物,高的頻率還可使雷達使用更小的天線。而FMCW調(diào)頻連續(xù)波微波物位計發(fā)射和接受信號是同時的,相同時間內(nèi)發(fā)射的微波信號更多,固體測量中可減少高粉塵固體料倉測量中的失波現(xiàn)象。因此固體測量中高頻的調(diào)頻雷達能提供準(zhǔn)確、可靠的測量,并在例如化工行業(yè)中的PP粉末、PE粉末等介質(zhì)中也有良好應(yīng)用。但由于技術(shù)限制,現(xiàn)今還沒有工作在K波段以上的高頻雷達物位計。
也有使用5.8GHz ~ 10GHz的低頻雷達測量固體,但由于其較低的頻率、較長的波長其發(fā)射波不容易被漫反射,在高粉塵工況下會導(dǎo)致很多的二次或多次回波,干擾和噪聲很大,因此固體粉料測量中逐漸被淘汰。