Nahbereich und Blindzone bei Radar und GWR: Einstellung und Montage

I. Weisen Radar-Niveaumessgeräte eine Blindzone auf?

Radar-Niveaumessgeräte weisen in der Regel eine bestimmte Nahfeld-Mess-Blindzone auf.

Die Blindzone bezeichnet einen bestimmten Bereich in der Nähe der Radarantenne. Innerhalb dieses Bereichs kann das Messgerät von Faktoren wie der Antenne, der Prozessverbindung, dem übertragenen Signal sowie Nahfeld-Echos beeinflusst werden – was es schwierig macht, die tatsächliche Oberfläche des gemessenen Mediums stabil zu bestimmen.

– In einigen Installationsdokumenten für an Flanschen montierte Radar-Füllstandmessgeräte – ungefähr0,3 munterhalb der Flanschbefestigungsoberfläche kann als Referenz für die Nahfeld-Blindzone verwendet werden.

Dieser Wert ist jedoch kein universeller Parameter für alle Radar-Füllstandmessgeräte.

Die tatsächliche Blindzone hängt von folgenden Faktoren ab:

• Radarmodell;

• Antennenart;

• Betriebsfrequenz;

• Montageart;

• Flansch- oder Düsestruktur;

• Signalverarbeitungsfähigkeit.

Daher ist das wichtigste Prinzip bei der Installation eines Radar-Füllstandmessgeräts:

Das höchste Material- oder Flüssigkeitsniveau darf nicht in die spezifizierte Messblindzone des Messgeräts eindringen.

Die spezifische Blindzone muss gemäß dem Datenblatt oder der Bedienungsanleitung des jeweiligen Modells bestätigt werden.

II. Wie sollte die höchste Materialmenge eines Radar-Füllstandmessgeräts eingestellt werden?

Radar-Füllstandmessgeräte werden üblicherweise an der Oberseite eines Speicherbehälters oder eines Silos installiert; daher befindet sich die Nahfeld-Blindzone unter dem Messgerät.

Bei Einstellung des höchsten Materialniveaus sollte weiterhin eine ausreichende Distanz zwischen der Oberfläche des Mediums und der Radarantenne beibehalten werden.

Wenn das Medium in die Blindzone gelangt, können folgende Probleme auftreten:

• Das hohe Materialniveau kann nicht korrekt gemessen werden;

• Der Messwert springt plötzlich an;

• Das Instrument fängt ein falsches Echo ein;

• Der gemessene Wert bleibt unverändert;

• Es treten abnormale Alarme auf.

Daher sollte während der Planungsphase des Speicherbehälters oder der Silo gleichzeitig Folgendes berücksichtigt werden:

Höchste Prozessmaterialmenge + Radar-Blindzone + erforderliche Sicherheitsmarge.

Die Blindzone ist im Allgemeinen in den Fabrikparametern des Messgeräts voreingestellt; ob sie für ein konkretes Projekt angepasst werden muss, richtet sich nach den Inbetriebnahmeanforderungen des jeweiligen Modells.

III. Was sollten Sie bei dem Kauf eines berücksichtigen?80 GHz Radar-Niveaumesser?

80 GHz Radar-Füllstandmessgeräte verwenden in der Regel die Frequenzmodulierte kontinuierliche Wellen-Technologie.

– Während eines Frequenzmesszyklus sendet das Gerät Radar-Signale aus, deren Frequenz kontinuierlich variiert. Nachdem das Signal von der Oberfläche des Materials oder der Flüssigkeit reflektiert wurde, entsteht zwischen dem zurückgekehrten Signal und dem aktuellen gesendeten Signal ein Frequenzunterschied.

Das Gerät berechnet die Entfernung vom Radar zur Oberfläche des Mediums durch Analyse dieses Frequenzunterschieds.

Einige 80 GHz Radar-Modelle können folgende Funktionen bieten:

• Näherungsweise 1° schmaler Strahl;

• Messgenauigkeit auf Millimeterebene;

• Schnelle Echoverarbeitung;

• Schnelles Pegelverfolgung;

• Anzeige der Echo-Kurve;

• Mehrsprachige Bedienoberfläche;

• Anwendung in Umgebungen mit starkem Staub oder Dampf.

Einige spezifische Modelle können zudem spezifiziert werden.Genauigkeit von 1 mm) oder eine Messzykluslänge von etwa 5 ms–).

Diese Spezifikationen gelten für bestimmte Produkte und können nicht als universelle Parameter für alle Produkte angesehen werden.80 GHz Radar-Instrumente. Die tatsächliche Produktauswahl sollte auf dem entsprechenden Modell-Datasheet basieren.

IV. Warum ist 80 GHz Eignet sich ein Radar für komplexe Silos?

Eine wichtige Eigenschaft von 80 GHz Der Radarbereich ergibt sich aus seinem relativ engen Strahl.

Ein engerer Übertragungsstrahl trägt dazu bei, folgende Effekte zu reduzieren:

• Reflexionen an der Tankwand;

• Störungen in der Tragkonstruktion;

• Rohrinterferenz;

• Störung bei Füllvorrichtungen;

• Falsche Echoe, die durch andere interne Strukturen erzeugt werden;

Daher,80 GHz Radar kann als eine der Lösungen für die Füllstandmessung für folgende Anwendungen betrachtet werden:

• Behälter mit kleinem Durchmesser;

• Lagerbehälter mit komplexen inneren Strukturen;

• Silos mit festem Material;

• Umgebungen mit starkem Staub.

Gleichzeitig unterstützen einige Modelle die Installation über relativ lange Montagedüsen; die Düsenabmessungen sowie die zulässige Länge sollten jedoch weiterhin gemäß den Anforderungen des jeweiligen Produkts bestimmt werden.

V. Wie funktioniert ein Guided-Wave-Radar-Füllstandmesser?

Ein geführter Wellen-Radar-Füllstandmessgerät verwendet ebenfalls elektromagnetische Wellen zur Höhemessung; seine Signalübertragungsart unterscheidet sich jedoch von derjenigen herkömmlicher Freiraum-Radar-Systeme.

Die Hochfrequenzpulse des geführten Wellen-Radars bewegen sich in Richtung des Mediums entlang:

• Eines Sondenstabs;

• Eines Stahlkabels.

Wenn der Radarimpuls die Oberfläche des gemessenen Mediums erreicht, wird ein Teil des Signals reflektiert und entlang desselben Pfads zum Instrument zurückkehrt.

Das Instrument berechnet auf Grundlage der Ausbreitungszeit des Radarimpulses die Entfernung von der Referenzposition der Sonde bis zur Oberfläche des Mediums und wandelt diesen Wert anschließend in ein Pegelsignal um.

Der Messprozess kann wie folgt zusammengefasst werden:

Übertragen eines Hochfrequenzpulses → Fortbewegung entlang der Sondenstange oder des Stahlkabels → Reflexion an der Mediumoberfläche → Rückkehr zum Messgerät → Berechnung der Entfernung → Umwandlung in Höhenwert

VI. Was ist der Unterschied zwischen geführtem Wellenradar und herkömmlichem Radar?

Ein herkömmliches Freiraum-Radar sendet Radarwellen über eine Antenne in das Behälter ein.

– Der geführte Wellenradar lenkt das Signal hingegen über einen Probestab oder ein Stahlkabel.

Daher muss bei der Installation besondere Aufmerksamkeit auf die Position der Sondenstange oder des Stahlkabels gelegt werden.

Wenn das geführte Stahlkabel mit folgenden Objekten in Kontakt kommt:

• Die Poolwand;

• Die Tankwand;

• Träger;

• Rohre;

• Schutzgehäuse;

Können zusätzliche Reflexionen entstehen, die die Pegelbestimmung beeinflussen.

Während der Installation sollte eine angemessene Freigabe um die Sonde herum beibehalten werden.

VII. Was bei der Installation eines Guided-Wave-Radar-Niveaumessgeräts zu beachten ist?

1. Entfernung der Stromversorgung vor dem Entfernen des bestehenden Messgeräts

Bevor Sie das Niveaumessgerät austauschen, trennen Sie zunächst die Stromversorgung des Messgeräts und trennen Sie die Signalkabel gemäß den elektrischen Anforderungen der Anwendung.

Nach Abschluss der Installation des neuen Messgeräts sowie der Überprüfung der Verkabelung ist die Stromversorgung wiederherzustellen.

2. Vermeiden Sie Einlassstellen für Abwasser oder Bereiche mit starkem Einfluss.

Der geführte Wellenradar sollte nicht direkt an Abwasser-Einlassstellen, Flüssigkeitsfüllstellen oder an Positionen mit offensichtlicher Flüssigkeitsstörung installiert werden.

Einfließender Flüssigkeitsstrom kann dazu führen, dass sich das Stahlkabel bewegt oder sich die Flüssigkeitsoberfläche rasch verändert – was die Messwerte beeinflusst.

3. Stellen Sie sicher, dass das Stahlkabel mit geführten Wellen keine Kontakt mit umgebenden Strukturen aufweist.

Bei bestimmten Anlagenprojekten für Abwasserbecken werden Flansche und Halterungen sorgfältig positioniert, sodass das Stahlkabel so weit wie möglich in einer geeigneten Position innerhalb des Behälters bleibt.

Das Hauptziel besteht darin, zu verhindern, dass das Stahlkabel mit umgebenden Strukturen in Kontakt tritt und dadurch zusätzliche Reflexionen erzeugt.

Die spezifische Installationsdistanz sollte anhand der tatsächlichen Behälterabmessungen sowie der Anforderungen an die Messgeräte bestimmt werden.

VIII. Wie sollten Signalkabel für geführte Wellenradaranlagen installiert werden?

– Einige industrielle Projekte verwenden flammhemmende, intrinsisch sichere Kabel sowie metallische Leitungen für die Signalverkabelung.

Bei der Kabelinstallation sollten die folgenden Punkte berücksichtigt werden:

• Verbinden Sie das Signalkabel korrekt an die Messgeräteanschlüsse;

• Befestigen Sie den Leitungskanal zuverlässig;

• Spannen Sie die Kabelschraube fest;

• Gewährleisten Sie an der Kabeleinlassstelle einen wasserdichten Schutz;

• Erden Sie den Abschirmungsschicht gemäß den Projektanforderungen.

Einige Projektakzeptanzstandards können eine Isolationsprüfung vorsehen; beispielsweise:

• Prüfspannung: 500 VDC;

• Prüfdauer: 60 s;

• Isolationswiderstand: ≥20 MΩ;

Diese Werte stellen spezifische Projektanforderungen dar. Bei der Durchführung von Isolationsprüfungen sind das Instrumentenhandbuch sowie die elektrischen Projektanforderungen zu befolgen.

IX. Warum sollten Außen-Radar-Füllstandmessgeräte eine Drip-Loop-Anordnung verwenden?

In Außenanlagen für Abwasserbecken, Speichertanks oder ähnliche Installationsumgebungen kann Wasserdampf, Regenwasser oder Kondensat entlang des Kabels zum Instrument fließen.

Daher kann im Kabel – bevor dieser ins Instrument gelangt – eine nach unten gerichtete Schleife gebildet werden.

Wenn Wasser entlang des Kabels fließt, tropft es zunächst am niedrigsten Punkt ab, wodurch das Risiko, dass Feuchtigkeit entlang des Kabels in das Instrumentgehäuse eindringt, reduziert wird.

Gleichzeitig sollte folgendes ebenfalls gewährleistet werden:

• Die Kabelschutzverbindung ist ordnungsgemäß versiegelt;

• Die Gehäuseabdeckung ist korrekt verschlossen;

• Die Kabeleinlassstelle ist wasserdicht;

• Die Außeninstallation entspricht dem erforderlichen Schutzklassifikationsstandard.

X. Welche Merkmale weisen Hochtemperatur-Radar-Füllstandmessgeräte auf?

– Hochtemperatur-Radar-Füllstandmessgeräte werden hauptsächlich für die industrielle Füllstandmessung bei erhöhten Prozesstemperaturen eingesetzt.

Einige Konfigurationen des METRAVON Hochtemperatur-Radar-Niveaumessgeräts können folgende Komponenten enthalten:

• Gehäuse aus 304-Rohstoff (rostfreiem Stahl);

• Lokales LCD-Display;

• Standardbohrungskonnektierung;

• Halterungsinstallation;

• Flanschinstallation;

• Wasser- und Staubdichter Kabelschutzschale;

• IP67-Schutzkonstruktion.

Diese Konfigurationen sollten entsprechend des jeweiligen Modells bestätigt werden.

Bei Hochtemperaturanwendungen sollte neben dem Gehäusmaterial auch besondere Aufmerksamkeit auf die Verbindungstechnik, die Antenne sowie den zulässigen Prozesstemperaturbereich des Messgeräts gelegt werden.

XI. Was ist der Unterschied zwischen einem Ultraschall-Niveaumessgerät und einem Radar-Niveaumessgerät?

Der grundlegendste Unterschied zwischen beiden besteht in der verwendeten Signalart.

Ultraschall-Niveaumesser verwenden Schallwellen für die Messung; Radar-Niveaumesser verwenden hingegen elektromagnetische Wellen.

Bei der Messung des Schaumniveaus sollte nicht einfach angenommen werden, dass Radarwellen immer alle Arten von Schaum durchdringen können.

Die Schaumdicke, der Feuchtigkeitsgehalt sowie die Struktur können alle den tatsächlichen Radar-Echo beeinflussen; daher sollte die Anwendung entsprechend den tatsächlichen Betriebsbedingungen bewertet werden.

XII. Installationskontrollliste für die Blindzone des Radar-Niveaumessgeräts

Häufig gestellte Fragen –

Frage 1: Ist die Blindzone eines Radar-Niveaumessgeräts vorhanden? Stets 0,3 m?

Nein. Die Werte von etwa 0,3 m dienen lediglich als Referenzwert für bestimmte Produkte oder Installationsverfahren. Die Blindzone kann je nach Radarmodell, Antenne und Betriebsfrequenz variieren; daher sollten die spezifischen Produktanforderungen befolgt werden.

Q2: Warum darf der höchste Flüssigkeitsstand nicht in die Radar-Blindzone fallen?

Wenn das Medium in die Nahfeld-Blindzone gelangt, kann das Instrument möglicherweise nicht zuverlässig den echten Echo der Flüssigkeitsoberfläche unterscheiden – was zu einer abnormen Hochwertmessung führt.

Q3: Passiert es bei jedem?80 GHz Radar mit 1° Strahlwinkel und 1 mm Genauigkeit?

Nein. Dies sind Leistungsdaten bestimmter Modellvarianten. Der Strahlwinkel, die Genauigkeit sowie der Messzyklus von verschiedenen Modellen.80 GHz Radar-Instrumente können variieren.

Q4: Warum darf das Stahlkabel des geführten Wellenradars nicht an der Tankwand berühren?

Ein Kontakt zwischen dem Stahlkabel und metallischen Strukturen kann zusätzliche Reflexionen verursachen. Langfristige Reibung kann zudem zu mechanischer Verschleißbildung führen.

Q5: Können Radar-Füllstandmessgeräte in Vakuumumgebungen verwendet werden?

Radar nutzt elektromagnetische Wellen und ist für seine Ausbreitung nicht auf Luft angewiesen. Daher kann das Gerät – abhängig von der Druckbeständigkeit sowie dem Strukturdesign des Instruments – auch in Vakuumumgebungen eingesetzt werden.

Q6: Welches Verfahren eignet sich besser für schäumende Flüssigkeiten – Radar oder Ultraschall?

Dies sollte je nach Art des Schaums bestimmt werden. Die Ultraschall-Messung wird in der Regel stärker von Schaum beeinflusst, während auch Radar-Systeme durch dichtes Schaum oder Schaum mit hohem Feuchtigkeitsgehalt beeinträchtigt werden können. Die Wahl sollte nicht ausschließlich auf dem Typ des Messgeräts basieren.

Zusammenfassung –

Radaranaloge weisen in der Regel eine Blindzone bei Nahfeld-Messungen auf. Daher ist es bei der Installation unbedingt sicherzustellen, dass:

Der höchste Flüssigkeitsstand nicht in die Blindzone fällt.

Die Blindzone hängt vom Instrumentmodell, der Antenne, der Frequenz sowie der Installationsstruktur ab; sie sollte nicht für alle Anwendungen mit einer festen Distanz festgelegt werden.

Für 80 GHz Bei Radar spielen folgende Faktoren eine Schlüsselrolle:

Strahlwinkel, Genauigkeit, Messzyklus, Messbereich sowie die tatsächlichen Betriebssituationen.

Bei dem geführten Wellen-Radar sollte besondere Aufmerksamkeit folgenden Aspekten gewidmet werden:

Position der Messstange oder des Stahlkabels, Einlassort der Flüssigkeit, umgebende Hindernisse, Kabelwasserdichtigkeit sowie Schutzschutz-Erdung.

Die korrekte Einstellung der höchsten Materialmenge sowie die Sicherstellung, dass die Installationsstruktur den Anforderungen der Messgeräte entspricht, sind wichtige Bedingungen zur Vermeidung von Abweichungen bei Nahfeld-Messungen bei Radar-Füllstandmessgeräten.