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基于調(diào)頻連續(xù)波(Frequency Modulated Continuous Wave)技術(shù)理論的自動(dòng)非接觸快 速測(cè)量手段在日常生產(chǎn)和生活中廣泛應(yīng)用,典型事例包括油輪液位測(cè)量設(shè)備、汽車防撞 雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)高度表和氣象雷達(dá)。 油輪中原油具有強(qiáng)烈的腐蝕性,必須用非接觸的方法測(cè)量,所以油船采用液位測(cè)量 系統(tǒng)來(lái)測(cè)量船艙內(nèi)液位來(lái)計(jì)算貨物的容量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物、壓艙水和燃油的控制;煉 油廠和化工廠儲(chǔ)存罐內(nèi)液體同樣具有強(qiáng)烈的腐蝕性,測(cè)量其液位信息時(shí)也只能采用非接 觸測(cè)量的方法,物位雷達(dá)就成了測(cè)量液位工具,通過(guò)測(cè)量液位,來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的綜合控 制管理;汽車行駛過(guò)程中,汽車與前面汽車的距離是不能直接測(cè)量的,通過(guò)防撞雷達(dá)可 以測(cè)量與前方行駛汽車的距離,從而防止車輛相撞,保證了汽車行駛安全;飛機(jī)飛行過(guò) 程中,必須保持一定的高度才能防止飛機(jī)與地面建筑物發(fā)生碰撞,這種距離的測(cè)量也不 能直接去測(cè)量,在飛機(jī)上安裝的雷達(dá)高度表,測(cè)量飛機(jī)與地面的距離,保證了飛機(jī)安全。 在預(yù)報(bào)天氣時(shí),云層的高度是一個(gè)很重要的信息,而高空的云層并不能直接測(cè)量,而氣 象站采用氣象雷達(dá)通過(guò)測(cè)量云層與地地面的距離,從而實(shí)現(xiàn)天氣的預(yù)測(cè)。 自動(dòng)非接觸快速測(cè)量方法可以來(lái)源于多種技術(shù),如超聲波測(cè)距,激光測(cè)距,和微波 雷達(dá)測(cè)距等。在實(shí)際應(yīng)用中,上述技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn):超聲波測(cè)距是采用超聲波換能器發(fā) 射出的超聲波脈沖,經(jīng)過(guò)物體表面或液體表面反射后,再被接收端的超聲波換能器轉(zhuǎn)換 成電壓脈沖,通過(guò)測(cè)量?jī)蓚(gè)脈沖的時(shí)間間隔,就可以測(cè)量其距離。其原理簡(jiǎn)單,但由于 超聲波的方向性能比較差,測(cè)量精度不高,分辨力較低,容易造成誤測(cè);激光測(cè)距采用 發(fā)射激光脈沖,然后測(cè)量返回的脈沖與發(fā)射脈沖時(shí)間差來(lái)測(cè)量距離,因?yàn)榧す鉃橄喔晒猓?方向性極強(qiáng),所以其測(cè)量精度高,誤測(cè)概率比較小,而且測(cè)量分辨率也很高,但它的系 統(tǒng)比較復(fù)雜,由于水蒸汽,粉塵對(duì)激光的衰減比較大,在一些特殊環(huán)境中的應(yīng)用受到了 限制;微波測(cè)距系統(tǒng)有多種測(cè)距方式,一種是通過(guò)發(fā)射高頻脈沖,與激光測(cè)距方法類似, 測(cè)量返回脈沖的時(shí)間差,從而測(cè)量距離。另一種方法是發(fā)射連續(xù)線性調(diào)頻波,然后通過(guò) 測(cè)量返回信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的頻率差來(lái)測(cè)距,微波測(cè)距系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,通過(guò)不同的天線, 發(fā)射的信號(hào)也具有很好的方向性,而且電磁波對(duì)于水蒸汽,粉塵的衰減比較小,所以測(cè) 量精度比較高,誤測(cè)率比較低,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,是測(cè)距的理想方式。

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