雷達液位計系列產(chǎn)品，是指工作在 76-81GHz的調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達產(chǎn)品。產(chǎn)品最大量程可以達到65m, 盲區(qū)在10 cm以內(nèi)。由于它工作頻率更高，帶寬更大，測量精度更高。產(chǎn)品提供支架的固定方式，無需現(xiàn)場布線使得安裝便捷簡易。
雷達液位計系列的主要優(yōu)勢如下：
n 毫米波射頻芯片，實現(xiàn)更緊湊的射頻架構，更高的信噪比，更小的盲區(qū)。
n 5GHz工作帶寬，使產(chǎn)品擁有更高的測量分辨率與測量精度。
n 最窄6°天線波束角，安裝環(huán)境中的干擾對儀表的影響更小，安裝更為便捷。
n 一體化透鏡設計，體積精巧。
n 顯控和水位計采用分離設計，可定制。
n 低功耗運行，壽命大于3年。
2 支持手機藍牙調(diào)試，方便現(xiàn)場人員維護工作（后續(xù)版本支持）。
雷達液位計技術規(guī)格
發(fā)射頻率 | 76GHz~81GHz |
測量范圍 | 0.1 m ~65m |
測量精度 | ±1mm |
波束角 | 6° |
供電范圍 | 9~28VDC |
通訊方式 | RS485 |
工作溫度 | -40~85℃ |
外殼材質(zhì) | 不銹鋼/PP |
天線類型 | 透鏡天線 |
推薦線纜 | 0.35mm2 |
防護等級 | IP68 |
安裝方式 | 支架/螺紋 |
電纜入口 | PG9 |
產(chǎn)品外形尺寸
不銹鋼結構尺寸示意圖
支架結構尺寸示意圖
PP結構尺寸示意圖
支架結構尺寸示意圖
安裝需要注意的兩點：（1）保證儀表垂直于水面（2）避免發(fā)射波束照射到干擾物，產(chǎn)生虛假回波。典型工況參見以下幾點。
n 保證水位計垂直于水面安裝，傾斜將接受信號幅度變?nèi)酰绊懻y距。
儀器安裝位置示意圖
n 保證波束范圍內(nèi)沒有干擾物，如河岸岸邊。
儀器安裝位置示意圖
n 儀器安裝至少離側壁20cm，地下管網(wǎng)安裝盡量靠近下水井中央，否則井壁容易產(chǎn)生干擾信號，影響測量判斷。
安裝至少離容器壁20cm
| 序號 | 顏色 | 備注 |
1 | 綠 | RS485A | |
3 | 黃 | RS485B | |
4 | 紅 | 電源輸入正極 | |
5 | 黑 | 電源輸入負極 | |
6 | 白 | 暫無 | |
產(chǎn)品接線圖
當用戶使用RS485傳輸時，液位計通過防水接頭引出4根線接線即可 圖中線纜的長度根據(jù)用戶需求可定制。串口參數(shù)：RS458，波特率--9600，數(shù)據(jù)位--8，停止位--1，校驗位--無。注意設備供電電壓在9V--36V范圍內(nèi)，建議使用12V供電。
首先將設備按照上述接口定義正確連線，注意設備供電電源范圍為9~36V
第二步，使用485轉串口線將設備連接到電腦
第三步，接通電源12V，打開上位機，進行設備調(diào)試
配置上位機串口參數(shù)
按照圖中順序配置串口參數(shù)，波特率9600，連接成功后雙擊“讀取配置”可以設置和讀取參數(shù)。
4.1.2 回波曲線
上位機波形界面
【測量類型】可以根據(jù)現(xiàn)場需要，選擇距離信息輸出形式。核心參數(shù)是傳感器參考點到待測物的測試距離。給出了實時值具體的計算公式。其中高位調(diào)整默認是0。
參數(shù)含義
參數(shù)名稱 | 顯示 |
默認值 | 物位 |
關聯(lián)配置 | 無 |
選項意義 | 物位模式：實時值=低位調(diào)整-距離（最小為0） 空高模式：實時值=距離-高位調(diào)整（最小為0） |
特別事項 | 如果距離>低位調(diào)整，物位=0； 如果距離<高位調(diào)整，空高=0； |
【阻尼時間】的作用是平滑測量結果中的突變，也就是阻尼濾波器。例如，阻尼時間為2秒，被測物體位置在t時刻發(fā)生階躍變化，測量輸出值會緩慢發(fā)生變化，在第一個2秒內(nèi)，完成63.2%的變化，并在第10秒(5倍的設置值)跟隨到實際位置，如下圖所示。
阻尼時間編輯界面與含義
阻尼時間說明
參數(shù)名稱 | 阻尼時間 |
參數(shù)范圍（S） | 0 ~100 |
默認值（S） | 40 |
關聯(lián)配置 | 無 |
選項意義 | 阻尼輸出，提升信號穩(wěn)定性 |
特別事項 | 由于測量時間短，暫時未使用此參數(shù) |
【低位調(diào)整】即低位調(diào)整點，具體的定義參見下圖。
低位調(diào)整編輯界面與定義
低位調(diào)整說明
參數(shù)名稱 | 低位調(diào)整 |
參數(shù)范圍（m） | 0.1~量程 |
默認值（m） | 65 |
關聯(lián)配置 | 如果設置的低位調(diào)整<高位調(diào)整+0.1，則低位調(diào)整 =（高位調(diào)整+0.1）； |
特別事項 | 低位調(diào)整點與量程無關，只影響物位的計算 |
【高位調(diào)整】即高位調(diào)整點。
高位調(diào)整說明
參數(shù)名稱 | 高位調(diào)整 |
參數(shù)范圍（m） | 0 ~（低位調(diào)整-0.1） |
默認值（m） | 0 |
關聯(lián)配置 | 如果設置的高位調(diào)整 >（低位調(diào)整-0.1），則高位調(diào)整 =（低位調(diào)整-0.1）； |
特別事項 | 高位調(diào)整與盲區(qū)設定無關，只影響空高的計算 |
【距離偏移】用于修正傳感器的參考點。儀表默認的參考點在出廠時被調(diào)校到如下圖a點所示的位置。如果想將參考點向下調(diào)校到b點，則在設置中輸入h1。
距離偏移編輯界面
距離偏移說明
參數(shù)名稱 | 距離偏移 |
參數(shù)范圍（m） | (-內(nèi)置偏移)~10m |
默認值（m） | 0 |
關聯(lián)配置 | 無 |
選項意義 | 修正傳感器的參考點零點。傳感器輸出值的范圍仍為【盲區(qū)】~【量程】之間，實際傳感器測量范圍歸一化到初始參考點為：【距離偏移+盲區(qū)】~【距離偏移+量程】。 |
特別事項 |
為了測量得到正確的結果，需設置儀表的量程范圍，具體含義參見下表。
表6–10量程說明
參數(shù)名稱 | 量程 |
參數(shù)范圍（m） | 1~65 |
默認值（m） | 65 |
關聯(lián)配置 | 如果設置量程<（盲區(qū)+0.1m），則量程自動設置為（盲區(qū)+0.1m）。 |
選項意義 | 算法處理時會忽略量程之外的回波，合理設置量程可以避開多次反射干擾以及可能的范圍之外的干擾信號。 |
特別事項 | 此量程并非指儀表的遠端測量極限，只用作限定算法區(qū)域。儀表測量極限請參見技術規(guī)格一節(jié)。 |
注：盲區(qū)與量程決定了算法應用的具體范圍，可以通過合理設置，規(guī)避干擾與虛假回波，實現(xiàn)快速且穩(wěn)定的測量。
以下對每個命令進行詳細說明： 1、 設置指令：功能碼0x10
讀取命令：功能碼0x03
起始地址 0x2000
偏移地址 | 命令名稱 | 數(shù)據(jù)格式 | 單位 |
0 | 低位調(diào)整 | 0-65000 | mm |
1 | 高位調(diào)整 | 0-65000 | mm |
2 | 量程 | 0-65000 | mm |
注釋：每一個參數(shù)占用一位寄存器地址，數(shù)據(jù)為 U16或I16格式
舉例：
讀低位調(diào)整 命令如下：
設備地址 | 功能碼 | 起始地址 | 寄存器數(shù)量 | CRC |
0x01 | 0x03 | 0x2000 | （2字節(jié)） | （2 字節(jié)） |
寫低位調(diào)整 命令如下：
設備地址 | 功能碼 | 起始地址 | 寄存器數(shù)量 | 數(shù)據(jù)長度 | 寄存器值 | CRC |
0x01 | 0x10 | 0x2000 | 2 字節(jié) | （2 字節(jié)） | （2N字節(jié)） | （2字節(jié)） |
CRC 碼的計算規(guī)則：
預留16位寄存器為十六進制FFFF(即全為1)。稱此寄存器位 CRC 奇存器;
把第一位8位數(shù)據(jù)與 16 位 CRC 寄存器的地位相異或，把結果放于CRC 寄存器：
檢查最低位是否為0，如為。則把寄存器的內(nèi)容右移一位（朝低位），用填補高位;
如為1把寄存器的內(nèi)容右移一位（朝低位），用填補高位，然后CRC 奇存器與多項式A001
(1010 0000 0000 0001) 進行異或；4.3.4、 重復步驟3，直到右移8次，這樣整個8位數(shù)據(jù)全部進行了處理：重復步驟2 到步驟4，進行下一個8位數(shù)據(jù)的處理；最后得到的CRC 奇存器即為CRC碼。將CRC 結果放入信息幀時，將高地位交換，低位在前。
通訊協(xié)議范例：
主機發(fā)送數(shù)據(jù)：
站號 | 功能碼 | 起始地址 | 讀取點數(shù) | 校驗碼 | 意義 |
01 | 03 | 0000 | 0001 | 840A | 讀取空高，單位cm |
01 | 03 | 0001 | 0001 | D5CA | 讀取空高，單位mm |
01 | 03 | 0002 | 0001 | 25CA | 讀取液位高，單位cm |
01 | 03 | 0003 | 0001 | 740A | 讀取液位高，單位mm |
波束角：以比最大值低3dB作為界限的波束寬度。雷達液位計系列波束角6°
儀表的雷達波束空間幾何形狀示意圖
距離分辨率：距離分辨率是指兩個靠在一起的物體間隔多遠距離時，物位雷達能夠分辨出是兩個物體而不是一個物體且能夠測出它們各自的距離。 如果兩個物體的距離間隔小于物位雷達的距離分辨率，那么雷達只能測得一個距離值，此距離值不等于其中任何一個物體的距離值，而是兩個物體距離值的綜合。雷達液位計的調(diào)頻帶寬B=5GHz，最小距離分辨率=光速/工作帶寬/2≈3cm。
測量精度：如果只有一個物體且這個物體移動了很小的距離，物位雷達是否能識別距離變化。分辨出單個物體移動距離的指標叫做精度。雷達液位計的中頻信號進行自有算法分析，測量精度為0.5mm。
盲區(qū)：（1）指儀表的近端的測量極限，盲區(qū)內(nèi)儀表無法測量
回波：雷達接受到的反射的信號。
發(fā)射錐體：天線波束角度的延伸。
虛假回波：任何不是所需目標產(chǎn)生的回波。一般來說，虛假回波由容器的障礙物產(chǎn)生。
多重回波：在目標回波距離出現(xiàn)的多次反射回波，可能為2次，3次。
量程：（1）指儀表的最遠測量極限（2）特殊的，指人為設定的最遠距離，該距離以外，儀表處理數(shù)據(jù)的時候不考慮。
重復性：在相同的情況下測量同一個變量的多次測量的偏差程度。
閾值曲線：一個隨時間變化的曲線，作為閥值，超過其的回波被認為是有效的。
