Radar de onda guiada: características, instalación y cableado

I. ¿Qué es un medidor de nivel por radar de ondas guiadas?

Un medidor de nivel por radar de ondas guiadas utiliza una varilla de sonda o un cable de acero para guiar ondas electromagnéticas hacia el medio que se mide. Cuando la señal de radar llega a la superficie del medio, parte de dicha señal se refleja y regresa al instrumento a través de la varilla de sonda o del cable.

El instrumento calcula la distancia entre el punto de referencia de la sonda y la superficie del medio a partir de la señal recibida y, a continuación, convierte dicha distancia en el nivel real del líquido.

En comparación con el radar convencional de espacio libre, el radar de ondas guiadas transmite la mayor parte de su señal a lo largo de la varilla o cable de sonda, lo que concentra la energía de la señal.

No obstante, esta estructura también implica que se deben considerar cuidadosamente los siguientes factores durante la selección y la instalación:

• Longitud de la varilla o cable de la sonda;

• Altura del recipiente;

• Espacio disponible para la instalación;

• Método de fijación de la sonda;

• Si se produce agitación;

• Si el medio es propenso a la adhesión;

• Si hay obstáculos alrededor de la sonda.

II. ¿Cuáles son las características de los medidores de nivel por radar de ondas guiadas?

1. Adecuado para pequeños tanques de almacenamiento

El radar convencional de espacio libre requiere una cierta cantidad de espacio para la propagación del haz.

En tanques pequeños o instalaciones con espacio limitado, las ondas de radar pueden verse afectadas por las paredes del tanque o por estructuras internas.

Dado que el radar de ondas guiadas dirige la señal a lo largo de una varilla o cable de sonda, puede ofrecer condiciones de medición favorables en ciertos tanques de almacenamiento de pequeño tamaño.

2. Medición estable bajo fluctuaciones significativas en la superficie del líquido

Si dentro del recipiente se presenta agitación o fluctuaciones en la superficie del líquido, una varilla o cable de sonda correctamente fijado puede proporcionar una trayectoria de propagación relativamente estable para la señal de radar.

Para cables de gran longitud o aplicaciones con fuertes perturbaciones líquidas, se puede evaluar la fijación en la base según los requisitos de instalación del instrumento.

3. Ventajas para ciertos medios con baja constante dieléctrica

Las señales de radar en espacio libre deben propagarse desde la antena hasta la superficie del medio y generar un eco reflectado efectivo.

Cuando el medio presenta características de reflexión débiles, la señal de eco puede reducirse.

Dado que el radar de ondas guiadas concentra la energía electromagnética a lo largo de la varilla o cable de sonda, puede proporcionar una señal más estable para ciertos medios con baja constante dieléctrica.

No obstante, esto no significa que el radar de ondas guiadas no sea afectado en absoluto por la constante dieléctrica; el rango real de aplicación debe confirmarse según las especificaciones del modelo correspondiente.

III. ¿Cuáles son las limitaciones de los medidores de nivel basados en radar de ondas guiadas?

El radar de ondas guiadas no es necesariamente superior al radar de espacio libre para todos los proyectos de medición del nivel de líquido.

Una limitación evidente es que:

La longitud de la varilla o cable de la sonda debe ajustarse al recipiente real.

Las varillas o cables de sonda más largos aumentan:

• La dificultad de transporte;

• La dificultad de instalación;

• La dificultad de mantenimiento;

• Los requisitos de fijación mecánica.

La longitud de la varilla o cable de la sonda se determina generalmente en función de las condiciones operativas específicas; por lo tanto, las sondas de distintos proyectos no siempre son intercambiables.

Asimismo, el rango de medición del radar de ondas guiadas también está limitado por la estructura de la sonda y por las condiciones de instalación mecánica.

En comparación, el radar de espacio libre no requiere una sonda de longitud completa para extenderse dentro del recipiente y puede ser más adecuado para ciertos proyectos de medición a larga distancia.

El rango máximo específico de medición debe basarse en la hoja de datos del modelo correspondiente.

IV. ¿Qué debe considerarse al instalar un medidor de nivel con radar de ondas guiadas?

1. Desconecte la alimentación eléctrica antes de retirar o instalar el instrumento:

Antes de reemplazar un medidor de nivel existente o realizar trabajos de cableado, desconecte la alimentación del instrumento y manejue el cableado de señales de acuerdo con los requisitos de seguridad eléctrica en el lugar.

Tras la instalación, verifique que el cableado sea correcto antes de restablecer la alimentación.

2. Evite instalar el radar de ondas guiadas directamente en las entradas de aguas residuales, en las entradas de alimentación de materiales o en ubicaciones sujetas a un fuerte impacto líquido.

El flujo de líquido entrante puede provocar que el cable oscile, así como generar fluctuaciones significativas en la superficie, lo que afecta la medición.

3. Evitar el contacto entre el cable y las estructuras circundantes

El cable de ondas guiadas debe mantenerse en una posición adecuada y debe evitar el contacto directo con:

• Muros de piscina;

• Muros de tanque;

• Casas protectoras;

• Tuberías;

• Soportes;

• Otras estructuras metálicas.

El contacto entre el cable y las estructuras metálicas circundantes puede generar reflexiones adicionales y también puede provocar desgaste mecánico.

V. ¿Cómo debe gestionarse la impermeabilización en las instalaciones de radar de ondas guiadas para exteriores?

Para instalaciones exteriores, se debe prestar especial atención a la entrada del cable del instrumento.

Durante la instalación:

• Apriete firmemente la junta del cable;

• Asegure correctamente las conexiones de conducto;

• Mantenga la integridad de sellado del carcasa del instrumento;

• Instale un bucle de derrame en la entrada del cable;

• Trate el blindaje del cable de acuerdo con los requisitos eléctricos.

Antes de que el cable entre en el instrumento, este puede doblarse hacia abajo para que la agua de lluvia o la condensación goteen desde el punto más bajo, reduciendo así el riesgo de que el agua se infiltre a través del cable hacia el instrumento.

Esta medida es especialmente importante para tanques de aguas residuales abiertos, tanques de almacenamiento y otros entornos con alta humedad.

VI.¿Qué debe considerarse durante la instalación de cables de señal y las pruebas de aislamiento?

Algunos proyectos de ingeniería realizan pruebas de aislamiento después de que se haya completado la instalación de los cables de señal.

Por ejemplo, algunas especificaciones de proyecto pueden establecer:

• Tensión de prueba: 500 VDC;

• Duración de la prueba: 60 s;

• Resistencia de aislamiento: ≥20 MΩ.

Estos parámetros corresponden a requisitos de ingeniería específicos y no constituyen normas universales para todos los proyectos de medidores de nivel por radar con ondas guiadas.

Antes de realizar una prueba de aislamiento, verifique que la electrónica del instrumento haya sido desconectada del circuito de prueba. La prueba debe realizarse de acuerdo con el manual del instrumento y las especificaciones eléctricas del proyecto para evitar dañar el equipo electrónico con un voltaje de prueba excesivo.

VII.¿Cómo debe cablearse un medidor de nivel por radar?

Diferentes modelos de medidores de nivel por radar pueden requerir suministros de alimentación CC o CA. Por ello, antes de realizar la instalación eléctrica, verifique primero:

• Placa de identificación del instrumento;

• Tensión de alimentación;

• Tipo de suministro de energía;

• Requisitos de certificación;

• Definición de terminales;

• Polaridad de la señal;

• Terminal de tierra.

Algunos documentos de instalación de productos recomiendan el uso de un cable de par trenzado blindado con un área de sección transversal del conductor de aproximadamente 0,5 mm²–2 mm².

La especificación real del cable también debe determinarse en función del método de suministro de energía, de la distancia del cable y de las normas eléctricas vigentes en el lugar.

Los pasos típicos de cableado incluyen:

1. Desconectar la fuente de alimentación del instrumento;

2. Verificar la placa de identificación y el diagrama de cableado;

3. Abrir el compartimento de terminales;

4. Pasar el cable por la entrada de cableado;

5. Conectar los cables según las marcas de los terminales;

6. Implementar la blindaje y la conexión a tierra según los requisitos;

7. Verificar la polaridad;

8. Apretar la junta del cable;

9. Restablecer la alimentación eléctrica tras confirmar que la carcasa está correctamente sellada.

Las herramientas específicas, la longitud de deshilado de alambres y el método de operación de los terminales deben basarse en el manual de instalación del modelo correspondiente.

VIII. ¿Cómo debe seleccionarse un modelo de medidor de nivel por radar?

Los medidores de nivel por radar están disponibles con una variedad de diseños de antena y estructurales, entre ellos:

• Antenas de boquilla;

• Antenas parabólicas;

• Antenas en matriz;

• Antenas de varilla;

• Antenas con forma de caída;

• Antenas planas;

• Diseños higiénicos.

Diferentes modelos son adecuados para distintas condiciones de operación.

Los siguientes factores deben confirmarse cuidadosamente durante la selección:

Por lo tanto, no se debe seleccionar un medidor de nivel por radar únicamente en función del rango de medición requerido.

IX. Qué debe tenerse en cuenta al comprar un producto 80 GHz¿Medidor de nivel por radar?

80 GHz Los medidores de nivel por radar suelen utilizar onda continua modulada en frecuencia (FMCW) Tecnología.

Durante cada ciclo de barrido de frecuencia, el instrumento transmite una señal de radar cuya frecuencia varía de manera continua. Tras el retorno del eco, se genera una diferencia de frecuencia con respecto a la señal transmitida actual; el instrumento calcula la distancia objetivo basándose en dicha diferencia de frecuencia.

Algunos 80 GHz Las especificaciones del producto pueden incluir:

• Rayo estrecho de aproximadamente 1°;

• Precisión de medición a nivel de milímetro;

• Procesamiento rápido de eco;

• Visualización de la curva de eco;

• Interfaz de operación multilingüe;

• Aplicaciones que involucran polvo o vapor;

No obstante, estos parámetros son específicos de cada producto y no deben considerarse como especificaciones universales para todos.80 GHz Instrumentos de radar.

Por ejemplo:

• Ángulo del haz: 1°;

• Precisión: 1 mm;

• Ciclo de medición: 5 ms.

Todos estos parámetros deben confirmarse según la hoja de datos del modelo correspondiente y bajo las condiciones de prueba especificadas.

Al comprar un 80 GHz Para un medidor de nivel por radar, se deben comparar cuidadosamente los siguientes parámetros:

• Rango máximo de medición;

• Precisión de medición;

• Ángulo del haz;

• Estructura de la antena;

• Temperatura del proceso;

• Presión del proceso;

• Condiciones de polvo y vapor;

• Conexión de instalación;

• Método de puesta en marcha.

X.¿Cuál es el propósito de los estándares para medidores de nivel por radar?

Los estándares relacionados con los medidores de nivel por radar se utilizan principalmente para regular el diseño, la fabricación, las pruebas, la instalación y las aplicaciones industriales de productos.

Para proyectos de ingeniería reales, resulta más importante confirmar:

• ¿Qué normas se requieren para el proyecto?;

• ¿Cumple el producto con los requisitos de seguridad correspondientes?;

• ¿Se trata de protección antideflagrante?;

• ¿Se aplican requisitos de protección ambiental?;

• ¿Cumple la instalación eléctrica con las normas exigidas?;

• ¿Cumplen las certificaciones pertinentes los requisitos del proyecto? Las Normas

Constituyen una base importante para el diseño de ingeniería y la aplicación de productos; no obstante, no son el único criterio para evaluar el rendimiento del instrumento.

Preguntas frecuentes

Pregunta 1: ¿Cuál es la diferencia principal entre el radar de ondas guiadas y el radar convencional?

El radar de ondas guiadas transmite señales de radar a lo largo de una varilla de sonda o de un cable de acero; por su parte, el radar de espacio libre transmite ondas de radar a través del espacio abierto dentro del recipiente hacia la superficie del medio. Por ello, ambos tipos de instrumentos difieren significativamente en su estructura de instalación y en las condiciones operativas adecuadas.

Q2: ¿Es el radar de ondas guiadas adecuado para mediciones a larga distancia?

El rango de medición real del radar de ondas guiadas está limitado por la longitud de la varilla o del cable de la sonda, por la instalación mecánica y por el modelo específico. Para mediciones de nivel a larga distancia, se deben comparar las especificaciones reales tanto del radar de ondas guiadas como del radar de espacio libre antes de realizar la selección.

Pregunta Q3: ¿El radar de ondas guiadas está completamente independiente de la constante dieléctrica?

No. La estructura de onda guiada concentra la energía de radar y puede ofrecer ventajas para ciertos medios con baja constante dieléctrica; no obstante, las características dieléctricas del medio aún influyen en el eco recibido.

Q4: ¿Por qué el cable de acero no debe entrar en contacto con la pared del tanque?

El contacto entre el cable de acero y la pared del tanque puede generar reflexiones adicionales; asimismo, el fricción a largo plazo puede provocar desgaste mecánico y afectar la estabilidad de la medición.

P5: ¿Cada uno?80 GHz¿Ofrece el medidor de nivel por radar una precisión de 1 mm?

No. La especificación de precisión de 1 mm se aplica únicamente a ciertos modelos bajo condiciones especificadas. La precisión real debe confirmarse en función del producto y de las condiciones de aplicación específicas.

Q6: ¿Es el radar de ondas guiadas sin necesidad de mantenimiento?

No debe considerarse como un sistema completamente exento de mantenimiento. Para medios viscosos, que se cristalizan o que adhieren fácilmente, se debe verificar periódicamente el estado de la varilla o cable de la sonda, la selladura del instrumento y las conexiones eléctricas.

Conclusión;

Los medidores de nivel por radar con ondas guiadas dirigen señales electromagnéticas a lo largo de una varilla o cable de sonda y resultan muy adecuados para pequeños tanques de almacenamiento, superficies líquidas fluctuantes y ciertos medios con baja constante dieléctrica.

No obstante, la longitud de la varilla o del cable de la sonda debe determinarse en función de las condiciones del sitio; asimismo, las sondas de mayor longitud aumentan la dificultad de instalación y mantenimiento.

Durante la instalación, se debe prestar especial atención a lo siguiente:

Posición de entrada, espacio libre entre el cable y la pared del tanque, fijación mecánica, impermeabilización del cable, blindaje y puesta a tierra, así como inspección del cableado.

Al seleccionar un radar de ondas guiadas o 80 GHz En el radar de espacio libre, se deben considerar de manera integral los siguientes factores:

Rango de medición, medio, características dieléctricas, polvo, vapor, espuma, viscosidad, temperatura, presión y espacio de instalación.

Dimensiones específicas, especificaciones del cable, condiciones de prueba de aislamiento y 80 GHz Los parámetros de rendimiento del radar deben basarse en la hoja de datos, las instrucciones de instalación y las especificaciones técnicas del proyecto del instrumento correspondiente.