应用功能

R170调频波FMCW雷达产品(也称THz太赫兹雷达)，由于它采用比Ku波段雷达的频率更高的THz波段，在远程目标探测、强烟雾粉尘环境下，远距离成像、多光谱成像等方面有重要的应用，且能够探测比微波雷达更小的目标和实现更精确的定位，具有更高的分辨率和更强的保密性。

什么是太赫兹(THz)电磁波：它指的是电磁波频率在100GHz~10,000GHz(10THz)之间的电磁波和电磁辐射。这波段是人类到目前为止了解和应用开发最少的区域，太赫兹在电磁波谱上位于中红外和微波之间，代表了从量子机制传输理论物理学到经典机制传输理论物理学的转变阶段。 1THz(=1000GHz) 电磁波的波长是 300um(0.3mm 大约人体头发的直径)

太赫兹电磁波特性

很好的瞬态特性：太赫兹(THz)的电磁脉冲的脉宽可以窄在皮秒(ps)级，因此，它可以用于对各种材料进行时间分辨研究，测量分子结构；通过取样测量技术，能够有效地抑制远红外背景噪声的干扰。

有很宽的宽带：太赫兹(THz)脉冲源通常只需要几个周期的电磁波振荡，单个脉冲的频带宽可以覆盖 GHz到THz的范围，许多生物大分子的振动和转动能级、电介质、半导体、超导、薄膜材料的分子振动能级都在这个波段。因此，太赫兹(THz)时域光谱可作为探测材料在THz波段信息的一种有效的手段，非常适合于测量材料吸收光谱，可用于进行定性鉴别应用。

相干性：相干电流驱动的偶极子振荡产生或是相干的激光脉冲非线性差频效应产生；

低能性：太赫兹(THz)光子能量只有几个毫电子伏，不会出现X射线电离和破坏被检测物质的现象，因此不容易破坏被检测物质。

强穿透性：对于非极性物质有很强的穿透力，许多非金属非极性材料对太赫兹(THz)射线吸收较小，因此，可用于探测材料内部结构。如，陶瓷/硬纸板/塑料制品/泡沫等对THz电磁辐射是透明的，也可用于机场/车站安全监测，比如探查枪械/爆炸物和毒品，或用于电路板焊接检测。

易被极性分子吸收：太赫兹(THz)在非均匀的物质中有较少的散射，能够探测和测量水汽含量等。也可以通过分析它们特征谱研究物质成分或进行质量控制。作为用于工业测量领域的太赫兹雷达，高精度、非接触式物位和液位测量，具有其他普通微波脉冲雷达、导波雷达不可比拟的优势，极窄的波束和穿透能力，更能适应超复杂的工况，而不减弱测量性能。

太赫兹频段位于电磁波频谱的中段，具有丰富的频谱资源：

调频波雷达物/液位计的速度与距离公式

FMCW是取英文Frequency Modulated Continuous Wave的词头的缩写。FMCW技术是在雷达物位测量设备中最早使用的技术。

FMCW微波物位计采用线性的调制的高频信号，一般都是采用10GHz或24GHz微波信号。它是一种基于复杂数学公式的间接测量方法，由频谱计算出物位距离。天线发射出被线性调制的连续高频微波信号并进行扫描，同时接收返回信号。发射微波信号和返回的微波信号之间的频率差与到介质表面的距离成一定比例关系。

如果我们认为被线性调制的发射微波信号的斜率为K, 发射信号和反射信号的频率为rf,滞后时间差为rt,发射天线到介质表面的距离为R，C为光速。那么我们可以得到：rt = 2R/C。由于采用的是调频的微波信号，因此我们可得：rf=K×rt；两式合并后，我们得到公式：R = C×rf/2K（公式2）根据公式2，我们可以看到，天线到介质表面的距离R与发射频率和反射频率差rf成正比关系。

信号处理部分将发射信号和回波信号进行混合处理，得到混合信号频谱，并通过独立的快速傅立叶（FFT）变化来区分不同的频率信号，最后得到准确地数字回波信号，计算出天线到介质表面的距离。

实际上，FMCW信号是在两个不同的频率之间循环。目前市场上的FMCW微波物位计主要以两种频率为主：9到10GHz和24.5到25.5GHz。采用FMCW原理的微波物位计都具有连续自校准的处理功能。被处理的信号与一个表示已知固定距离的内部参照信号进行比较。任何差值会自动得到补偿，这样消除了由温度波动或变送器内部电子部件老化引起的可能的测量漂移。

R170产品适合的应用领域

产品特别适用于在高温高压反应釜环境下，采用罐外穿透测量或通过石英玻璃隔离法兰进行透视式测量

产品电磁波发射角小于1°，适合于狭窄空间或导波管道测量

产品可以达到150m测量范围，适合于超大储罐的测量

产品具有极高的测量精度，特别适合高精度计量级测量

产品具有丰富的回波处理算法和各类工矿环境的经验数据；对强粉尘、蒸汽等极恶劣工况以及带搅拌、加热棒等特殊过程仓储罐体应用，具有其他同类产品所没有的独特优势。

R170产品特点

120GHz-130GHz调频波雷达，是一款应用于工业测量领域的太赫兹雷达10GHz超大调频扫描频率宽度，应用面广

320*240dot TFT彩色液晶显示，操作方便，界面友好

支持标准 HART、MODBUS、PROFIBUS 总线协议

支持上位机设置软件、手机 APP、LCD 键盘模组、罐旁表等多种操作和组态方式24VDC、220VAC 两种供电机型

简单的安装结构，适应现场各种安装形态

R170技术规格

测量介质：固体
测量范围：0.3m~150m 
过程连接：法兰≥DN80 
过程温度：-40～110℃
过程压力：-0.1～0.3MPa
精     度：±5mm  
防护等级：IP67
频率范围：123GHz
天线尺寸：78mm透镜天线 + 吹扫（或不带吹扫）
天线材质：PTFE
电源：两线制(DC24V)/四线制(DC12V~24V)/四线制（AC220V)
防爆等级：Exia ⅡC T6 Ga / Exd IIC T6 Gb
外壳：铝/塑料/不锈钢信
号输出：二线制4...20mA/HART协议/四线制4...20mA /RS485 Modbus

电气参数

过程链接：法兰

材质：304不锈钢、PP

外壳和外壳之间的密封：硅橡胶

外壳视窗：聚碳酸酯

接地端子：不锈钢

供电电压

    四线制：标准型12~24VDC

    功耗：max80mA DC24V/2W

    允许波纹：＜100Hz，Uss＜1V

          （100~100K）Hz，Uss＜10mV

双腔外壳：四线制(198~242)V AC， 或 四线制100V AC

电缆参数

电缆入口／插头：1个M 20xl.5 电缆入口

           1个盲堵 M20×1.5

接线端子：导线横截面2.5mm²

安装

注意事项：

1. 安装位置

2. 安装角度

波束散射：由于微波信号与容器壁的偏振效应，我们建议安装时，容器每3m高度保证，R130距离侧壁不最小20mm。

偏振效应：

1) 发射锥遇到平面障碍物和垂直支柱会引起巨大的虚假反射。这些障碍物反射大振幅的雷达信号。圆形障碍物表面散射雷达信号的发射波，产生小振幅的虚假反射。

2) 要得到最小虚假反射，首先通过旋转仪器以得到最佳信号（最低虚假回波振幅）。然后建立虚假回波曲线。

术语表：

精度：测量值与标准或真实值的一致程度。

搅拌器：用于混合或充气的机械装置。一种产生波动的设备。

算法：用于一个问题的指定的明确规则或程序。

环境温度：接触设备外壳的周遭空气的温度。

天线：从指定方向发射和接受信号的天线。一般在物位雷达测量中有四种天线，喇叭状，杆状，抛物线形和波导时。

衰减：用来表示信号从某点传播到另外一点中幅值的降低。衰减有可以用输入幅值与输出幅值的纯量比率来表示。

自动虚假回波抑制：一种通过调整TVT的级别来避免虚假回波读数的技术。（请参考TVT） 自动虚假回波抑制距离：定义TVT距离的结束点。（请参考TVT）与自动虚假回波抑制配合使用。

波束角：以一半的能量作为限制（-3dB）的波束夹角。

波束发散：穿过某种介质时波束被分散卓米物联。

盲区：从参考点起一段不感应区再加上附加屏蔽长度。仪表在处理时将忽略这段区域。

电容：由导体和绝缘体组成的系统的属性，当导体间存在电压差时可以储存电流。值表示为电流数量与电压差的比率，单位是法拉第（Farad）.

置信度：描述回波质量。高值表示高质量。置信度阀值定义最小值。

阻尼：应用于仪表性能的术语，表示测量在物位值改变后整理出稳定显示值的方式。

dB分贝：表示信号幅值的单位。

绝缘体：不传导直流电流的物质。（很多导电的液体等也有介电属性；水的介电常数是 80）

介电常数（DK）：在电磁场感应下，电介质储存电能的能力。卓米物联常称为相对介电常数。介电常数的增长直接与信号幅值的增长成比例。值一般是相对真空/干燥空气：空气的介电常数是 1。

回波：被反射的信号，振幅足够大，并与发射的信号能以一定的方法被区分开的称为回波。回波与直接发射的信号相关，被频繁的以分贝为单位测量。

回波置信度：对于有效回波的认可。回波可靠性的衡量。

回波标记：指向被处理回波的标记。

回波处理：雷达单元确定回波的过程。

回波强度：以dB描述高于1μV rms的被选择的回波的强度。

回波图：显示被处理的回波图。

发射椎体：天线角度的延伸。

虚假回波：任何不是所需目标的回波的回波。一般来说，卓米物联虚假回波由容器的障碍物产生。

频率：每单位时间发生时间的数量。频率可以规定为循环每秒。

赫兹Hz：频率单位，每秒一个循环。1 GHz等于109 Hz。

喇叭天线：圆锥形的，喇叭状的天线可以聚焦微波信号。卓米物联越大的喇叭尺寸，雷达波束越聚焦。

电感：在电路或在临近的电路中不同的电流感应一个电动势。单位是亨利。

微波：电磁波频率在雷达频率谱范围内的。（1GHz到300GHz）

多重回波：在目标回波距离出现的次要回波，可能为双重，三重或四重回波。

立管：在容器上一段用来安装法兰的管。

参数：根据指定目的或过程把某些可变量改变为常数。

极化：发射的电磁波属性，卓米物联描述随时间改变的电场矢量的方向和幅值。

极化错误：发射或接收的电磁波有一个不同于系统预期的极化的错误。

PROFIBUS PA：PROFIBUS 协议家族的一员，卓米物联为过程工业需要专门设计。（PA=过程自动化）

传播因数pf：这里最大速度是1,0. 当波穿过一个管或介质而出现传播速度的降低表示为pf值。

脉冲雷达：一种使用短微波脉冲直接测量距离的雷达。卓米物联距离通过飞行时间确定。radar是Radio Detection And Ranging的短写模式。发射和使用那些由目标反射电磁波以确定目标距离或位置的设备。

量程：发射电极和目标之间的距离。

量程延伸：低于容器 0%或空点的距离。

重复性：在相同的情况下测量同一个变量的多次测量接近程度。

射击：一次发射脉冲或测量。

光速：电磁波速度（包括电磁波和在自由空间的光。）光速为 299,792,458 米每秒。

径管：安装在容器内并与容器壁平行的管，在容器底部是开口的。

两线制雷达：低能量雷达。能够环路供电，模拟，本安，或数字（BUS）变送。

TVT(时间阀值)一个随时间变化的曲线，卓米物联作为阀值，超过其的回波被认为是有效的。 

导波天线：一个中空的，金属管传播微波信号到产品目标。