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基于調頻連續波(Frequency Modulated Continuous Wave)技術理論的自動非接觸快 速測量手段在日常生產和生活中廣泛應用,典型事例包括油輪液位測量設備、汽車防撞 雷達、機載雷達高度表和氣象雷達。 油輪中原油具有強烈的腐蝕性,必須用非接觸的方法測量,所以油船采用液位測量 系統來測量船艙內液位來計算貨物的容量,從而實現對貨物、壓艙水和燃油的控制;煉 油廠和化工廠儲存罐內液體同樣具有強烈的腐蝕性,測量其液位信息時也只能采用非接 觸測量的方法,物位雷達就成了測量液位工具,通過測量液位,來進行進一步的綜合控 制管理;汽車行駛過程中,汽車與前面汽車的距離是不能直接測量的,通過防撞雷達可 以測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;飛機飛行過 程中,必須保持一定的高度才能防止飛機與地面建筑物發生碰撞,這種距離的測量也不 能直接去測量,在飛機上安裝的雷達高度表,測量飛機與地面的距離,保證了飛機安全。 在預報天氣時,云層的高度是一個很重要的信息,而高空的云層并不能直接測量,而氣 象站采用氣象雷達通過測量云層與地地面的距離,從而實現天氣的預測。 自動非接觸快速測量方法可以來源于多種技術,如超聲波測距,激光測距,和微波 雷達測距等。在實際應用中,上述技術各有優缺點:超聲波測距是采用超聲波換能器發 射出的超聲波脈沖,經過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換 成電壓脈沖,通過測量兩個脈沖的時間間隔,就可以測量其距離。其原理簡單,但由于 超聲波的方向性能比較差,測量精度不高,分辨力較低,容易造成誤測;激光測距采用 發射激光脈沖,然后測量返回的脈沖與發射脈沖時間差來測量距離,因為激光為相干光, 方向性極強,所以其測量精度高,誤測概率比較小,而且測量分辨率也很高,但它的系 統比較復雜,由于水蒸汽,粉塵對激光的衰減比較大,在一些特殊環境中的應用受到了 限制;微波測距系統有多種測距方式,一種是通過發射高頻脈沖,與激光測距方法類似, 測量返回脈沖的時間差,從而測量距離。另一種方法是發射連續線性調頻波,然后通過 測量返回信號與發射信號的頻率差來測距,微波測距系統比較簡單,通過不同的天線, 發射的信號也具有很好的方向性,而且電磁波對于水蒸汽,粉塵的衰減比較小,所以測 量精度比較高,誤測率比較低,系統簡單,是測距的理想方式。

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