مقارنة دقة القياس بين تقنيات الموجة النبضية وتقنيات الموجة المستمرة FM

وفي هذه العملية قياس مستوى السائل يُستخدم في هذا المجال تقنيتان رئيسيتان: تقنية الموجة النبضية وتقنية الموجة المستمرة (Zhuanzhuan). يُستخدم جهاز قياس مستوى الرادار بتقنية الموجة النبضية في أجهزة قياس مستوى الرادار منخفضة وعالية التردد، بينما يُستخدم جهاز قياس مستوى الرادار بتقنية الموجة المستمرة (FM) في أجهزة قياس مستوى الرادار بتقنية FM، ولكل منهما خصائصها المميزة في التطبيق. ثم تساءل أحدهم: ما الفرق في دقة القياس بين هاتين التقنيتين؟

لا يوجد فرق جوهري بين تقنية الموجة النبضية وتقنية الموجة المستمرة بتقنية تعديل التردد (FM) من حيث دقة القياس. في مجال قياس مستوى العمليات، تبلغ دقة القياس عادةً حوالي 0.1% من النطاق الكامل (FS). ضمن هذا النطاق، يسهل تحقيق الدقة المطلوبة في كلتا التقنيتين. وتعتمد دقة القياس التي يمكن للجهاز تحقيقها على تصميم الهوائي، وجودة المكونات، وبرمجيات معالجة الصدى، وظروف التطبيق. على سبيل المثال، تتطلب أجهزة قياس المستوى في خزانات تخزين المنتجات البترولية الكبيرة دقة قياس عالية جدًا، وتتطلب مقاييس المستوى الشائعة الاستخدام دقة مطلقة تبلغ ±1 مم. ولتحقيق هذه الدقة العالية، يلزم استخدام هوائي مكافئ كبير أو هوائي مسطح لتوليد إشارات ذات أداء تركيز أفضل. في الوقت نفسه، يجب أن يتضمن الجهاز قدرات معالجة حاسوبية قوية وتعويضًا لدرجة الحرارة والضغط لتحقيق دقة عالية.

فيما يتعلق بدقة القياس وعرض النطاق الترددي، في تطبيقات قياس مستوى العملية، تعمل كل من تقنيات الموجة النبضية وتقنية الموجة المستمرة FM ضمن "غلاف"، يعتمد عرضه على عرض النطاق الترددي لـ أجهزة إرسال مستوى الميكروويف الموجهة تؤدي النتائج الأوسع إلى نطاقات أضيق، مما يحسن دقة القياس. تُعد دقة القياس أحد العوامل العديدة التي تؤثر على دقة مقياس مستوى الميكروويف. نطاق تردد مقياس مستوى الميكروويف النبضي: تتراوح ترددات الموجة الحاملة في مقاييس مستوى الميكروويف النبضية من 5.8 جيجاهرتز إلى 26 جيجاهرتز، ويُعد عرض النبضة مهمًا عند فصل صدىين متجاورين. على سبيل المثال، تعادل نبضة النانوثانية طول 300 مم. لذلك، يصعب التمييز بين صدىين متجاورين يفصل بينهما أقل من 300 مم، ويؤدي عرض النبضة الأضيق إلى دقة قياس أفضل. مع ذلك، تتطلب النبضات الأضيق نطاقًا تردديًا أوسع للمعالجة. تؤدي النبضات عالية التردد ذات عروض النبض الأقصر إلى دقة قياس أعلى وجبهة غلاف أكثر حدة، وبالتالي دقة أعلى.

عرض نطاق مؤشر مستوى FM المستمر هو الفرق بين ترددي البداية والنهاية للمسح. على عكس طريقة الموجة النبضية، فإن سعة موجة FM المستمرة ثابتة على كامل نطاق التردد. ينتج عن عرض النطاق الأوسع تردد خفقان أعلى لكل استجابة في الطيف، مما يؤدي إلى تقسيم قياس أفضل وفترات نبض أقصر بين النبضات، ويتم التعامل مع كل استجابة طيفية كغلاف في تطبيق قياس موجة FM المستمرة. في تطبيقات موجة FM المستمرة، لا ينتج تحويل فورييه السريع (FFT) تردد خفقان منفصل واحد لكل صدى خزان، بل ينتج نطاقًا من ترددات الخفقان التي تتوافق مع الصدى، مما يترجم إلى نطاق من عدم اليقين في القياس. طيف موجة FM المستمرة للمسافة - تأثيرات أخرى لعرض النطاق ومعدلات تقسيم القياس على الدقة (كما تم شرحه سابقًا): تستخدم كل من مقاييس مستوى FM المستمرة ومقاييس مستوى الميكروويف النبضية منحنيات الغلاف لقياساتها، ويؤدي عرض النطاق الأوسع إلى دقة قياس أفضل. ونتيجة لذلك، يكون للأصداء الأضيق حواف صاعدة أكثر حدة، مما يسمح بإجراء قياسات أكثر دقة. من العوامل الأخرى التي تؤثر على دقة القياس نسبة الإشارة إلى الضوضاء والتداخل. تؤدي نسبة الإشارة إلى الضوضاء إلى دقة قياس أعلى، بينما قد تتسبب تأثيرات التداخل في تشويه منحنى الاستجابة الحقيقي، مما يؤدي إلى قياسات غير دقيقة. يُعد اختيار الهوائي والترتيب الميكانيكي من العوامل المهمة لضمان الدقة المثلى.

باختصار، لا يوجد فرق في دقة قياس كل من مقياس مستوى الرادار ذي الموجة النبضية ومقياس مستوى الرادار ذي التردد المتغير، فكلاهما جهازان دقيقان للغاية. وبشكل عام، تُعد جودة الجهاز، واختياره المناسب وفقًا لظروف التشغيل، أهم العوامل المؤثرة على دقة القياس.