Cómo instalar un transmisor de nivel por radar: principios, precauciones y supresión de falsos ecos

Los transmisores de nivel por radar emplean ondas electromagnéticas para medir de forma continua el nivel de líquidos y de sólidos en estado libre. El radar sin contacto no requiere que el dispositivo permanezca sumergido en el medio de proceso y se utiliza ampliamente en tanques industriales, sistemas de tratamiento de agua, procesos químicos y silos para sólidos en estado libre.

La estabilidad de la medición depende de la selección del instrumento, la posición de montaje, la geometría del recipiente, las dimensiones de la boquilla, las condiciones de llenado y las estructuras internas. Una posición de montaje adecuadamente diseñada reduce los ecos de interferencia fijos en la fuente y simplifica el procesamiento posterior de la señal. Por tanto, la instalación debe basarse en el ángulo del haz, el diseño de la antena y los requisitos del modelo de radar seleccionado.

1. ¿Qué debe confirmarse antes de instalar un transmisor de nivel de radar?

Antes de la instalación, verifique el fluido de proceso, la distancia máxima de medición, la temperatura de proceso, la presión de proceso, la geometría del recipiente o silo, y la conexión de proceso requerida. Si el recipiente ya se encuentra en servicio, siga los procedimientos de seguridad del sitio antes de abrir cualquier brida, conexión roscada o puerto de proceso. El recipiente debe despresurizarse y confirmarse que está libre de medios peligrosos, ya sean de temperatura elevada, tóxicos, inflamables o corrosivos.

Confirmar el rango de medición.

Determinar la distancia máxima desde el punto de montaje del radar hasta el nivel más bajo previsto.

Confirmar el valor medio.

Los líquidos, suspensiones, polvos, gránulos y sólidos en estado libre presentan diferentes características de reflexión.

Confirmar la temperatura y la presión.

Las condiciones de proceso deben mantenerse dentro de los límites nominales del modelo seleccionado.

Verificar las estructuras internas.

Identificar los agitadores, vigas, bobinas, escaleras, tuberías y puntos de llenado antes de seleccionar la posición de montaje.

2.¿Dónde debe instalarse un transmisor de nivel por radar?

El radar sin contacto se instala habitualmente en la parte superior de un tanque o silo. La posición preferida garantiza un camino de medición despejado hasta la superficie del material, al tiempo que minimiza la presencia de estructuras fijas dentro del haz principal del radar.

La distancia respecto a la pared del recipiente debe determinarse a partir del diámetro del recipiente, el ángulo del haz de radar y la geometría interna. Diferentes frecuencias y diseños de antena presentan características de haz distintas; por tanto, la distancia de instalación debe ajustarse conforme a los requisitos del modelo específico. Haz estrecho.80GHzEl radar suele ofrecer una mayor flexibilidad de montaje en buques de diseño complejo o en aplicaciones cerca de la pared.

Evite llenar los flujos.

Los sólidos en caída, el líquido entrante y los chorros pueden obstruir la superficie real y generar ecos inestables.

Evite obstáculos de gran tamaño.

Los agitadores, vigas, escaleras, tuberías y bobinas de calefacción pueden generar ecos falsos fijos.

Control de las reflexiones en la pared.

Seleccione la posición de montaje según el ángulo de la viga y la geometría del recipiente.

Dirija el sistema hacia una superficie representativa.

En aplicaciones con líquidos, el sistema se instala normalmente en posición vertical; en el caso de sólidos, debe considerarse el ángulo de reposo.

3. ¿Es el centro de un tanque una posición de montaje adecuada?

La idoneidad del montaje en el centro depende de la geometría del recipiente, del ángulo de haz de la antena y del diseño del radar. En algunos tanques cilíndricos, una geometría simétrica puede generar múltiples reflexiones más intensas alrededor del centro; por este motivo, es habitual instalar ciertos radares de haz más ancho fuera del centro.

Los radares modernos de alta frecuencia con haz estrecho ofrecen una mayor flexibilidad en su instalación, y el montaje en el centro también puede ser adecuado en aplicaciones específicas.La posición final debe ajustarse a la geometría del recipiente y a los requisitos de instalación del modelo seleccionado.

4. ¿Cómo debe colocarse la marca de orientación de la brida?

Algunos transmisores de radar incluyen una marca de orientación en la brida, la conexión roscada o la carcasa, dado que la antena posee una dirección de polarización definida. Dependiendo del diseño del producto, esta marca puede requerir alinearse con la pared del buque, la abertura del pozo de estabilización o la conexión de derivación.

La marca de orientación debe posicionarse conforme a las instrucciones de instalación del modelo específico, de modo que la polarización de la antena se ajuste a la geometría del buque y se minimicen los reflejos fijos.

5. ¿Qué aspectos deben tenerse en cuenta para el montaje roscado y con brida?

Las conexiones roscadas y las de brida se utilizan ampliamente en transmisores de nivel de radar. Tras su instalación, la antena debe mantener la orientación requerida, y la conexión de proceso debe proporcionar un sellado adecuado para el medio de proceso, así como para la temperatura y la presión.

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6. ¿Qué aspectos deben tenerse en cuenta al instalar un radar en un boquillo?

Los transmisores de radar suelen instalarse en un boquillo de proceso corto situado en la parte superior de un recipiente. Este boquillo se convierte entonces en parte del trayecto de la señal de radar. Un boquillo demasiado largo, demasiado estrecho o que ubique la antena demasiado profundamente en su interior puede generar reflexiones adicionales y reducir la intensidad del eco útil.

Las dimensiones del boquillo deben seleccionarse en función del tamaño de la antena, la frecuencia de operación y el modelo específico de radar.Una estructura de boquilla adecuada mejora la propagación del haz y reduce los reflejos fijos en la pared de la boquilla.

– 7. ¿Cómo se debe instalar el radar en un silo de carga en granel?

Los sólidos en granel suelen formar una superficie inclinada y pueden generar pilas en movimiento, polvo y una geometría irregular durante el llenado. Por tanto, la instalación del radar debe tener en cuenta la dirección de llenado, el ángulo del material y la estructura interna del silo.

El radar se coloca normalmente en un punto donde pueda reflejar el nivel medio del material y mantenerse fuera del flujo principal de llenado.Los silos de gran tamaño o altura pueden emplear una brida ajustable o un sistema de direccionamiento para que el haz de radar se dirija hacia el área de medición preferida.

Porque80GHzEl radar genera un haz estrecho y, en muchos casos, ofrece ventajas de instalación en silos que presentan vigas estructurales, elementos de pared o superficies de materiales complejos. No obstante, durante la selección aún deben tenerse en cuenta la concentración de polvo, el rango de medición y la reflectividad del material.

– 8. ¿Cómo afectan los obstáculos internos a las mediciones por radar?

Las señales de radar pueden reflejarse no solo en la superficie del proceso, sino también en las paredes del recipiente, los haces, los agitadores, las bobinas de calentamiento, las escaleras y otras estructuras metálicas. Los ecos fijos intensos pueden interferir en la identificación de la señal de nivel real.

El diseño de la instalación debe situar las estructuras fijas principales fuera del haz principal, siempre que sea factible. Si algunas estructuras resultan inevitables, pueden emplearse funciones de supresión de ecos falsos o de aprendizaje de ecos para optimizar aún más la medición.

9.¿Qué es la supresión de eco falso?

La supresión de ecos falsos es una función habitual de puesta en servicio en los transmisores de nivel de radar inteligentes modernos. Durante la configuración, el instrumento puede registrar las reflexiones generadas por estructuras internas fijas y reducir su influencia durante el funcionamiento normal.

Es necesario conocer el nivel real del proceso durante la fase de aprendizaje de ecos, y el rango de aprendizaje debe configurarse adecuadamente para que el eco real del material no se almacene como una señal de interferencia fija.La supresión de eco falso debe aplicarse siempre que se cuente con una posición de montaje adecuada.

10. ¿Influyen la espuma, el movimiento superficial y la agitación en el rendimiento del radar?

La espuma, el movimiento superficial intenso y la agitación pueden alterar la intensidad y la estabilidad de los ecos de radar. Aunque el radar suele adaptarse adecuadamente a las variaciones de la temperatura del aire y a las condiciones de la fase gaseosa, aún debe tenerse en cuenta el estado de la superficie del proceso durante las fases de selección y puesta en servicio.

La espuma de gran espesor puede absorber o reflejar parte de la señal de radar. Su efecto depende del espesor de la espuma, del contenido de agua, de las propiedades del medio, de la frecuencia de radar y del diseño de la antena.Las aplicaciones de espuma persistente pueden evaluarse mediante el uso de distintas frecuencias de radar, radar de ondas guiadas u otras tecnologías de nivel similar.

Para superficies fuertemente agitado, el radar debe instalarse alejado de los agitadores y de las zonas de entrada y impacto, configurando el amortiguamiento y el filtrado de acuerdo con la respuesta de proceso requerida.

11. ¿Por qué los medios de baja constante dieléctrica son más difíciles de medir?

La intensidad del eco del radar está relacionada con las propiedades dieléctricas del medio.Los materiales de baja constante dieléctrica suelen generar reflexiones superficiales más débiles, por lo que requieren un rango dinámico de radar adecuado y una capacidad de procesamiento de señales adecuada.

A niveles muy bajos de líquido, parte de la energía del radar puede atravesar un líquido de baja constante dieléctrica y generar una reflexión en el fondo del tanque. El comportamiento real de la medición depende de las propiedades dieléctricas del líquido, la profundidad del líquido, la geometría del fondo del tanque y el algoritmo de procesamiento de la señal de radar.

12. ¿Por qué los fondos cónicos o curvos de los tanques requieren atención especial?

Los fondos de tanque de forma cónica, curva u otros perfiles irregulares modifican la dirección de reflexión de las señales de radar. Cuando el nivel del líquido se acerca al fondo, la intensidad relativa del eco de la superficie del líquido y del eco del fondo del tanque puede variar, por lo que el comportamiento de la medición a niveles muy bajos puede diferir del observado en condiciones normales de funcionamiento.

La altura del tanque, el punto cero y los parámetros del recipiente relacionados deben configurarse correctamente durante la puesta en servicio. Cuando un proceso requiera una protección independiente de nivel muy bajo, puede utilizarse un interruptor de nivel independiente como capa protectora adicional junto con la medición continua mediante radar.

13. ¿En qué casos debe utilizarse un pozo de estabilización, una cámara de derivación o un radar de ondas guiadas?

En aplicaciones con estructuras internas complejas, fuertes movimientos superficiales o restricciones específicas de montaje, puede emplearse un pozo de estabilización, una cámara de derivación o un radar de ondas guiadas, según las condiciones del proceso.

Pozo de estabilización

Adecuado para aplicaciones específicas con líquidos, cuando se requiere un trayecto de medición más estable. El diámetro de la tubería, el diseño de la abertura y la compatibilidad con el radar deben ajustarse adecuadamente.

Cámara de derivación;

Adecuada para recipientes de proceso seleccionados y permite aislar la zona de medición del intenso movimiento superficial en el tanque principal.

Radar de ondas guiadas

: guía la señal de radar a lo largo de una varilla o cable y es adecuado para aplicaciones específicas con espuma, interfaz, baja constante dieléctrica y derivación.

: los pozos de estabilización, las cámaras de derivación y los radares de ondas guiadas presentan condiciones de aplicación distintas, por lo que deben seleccionarse en función de la viscosidad, el grado de acumulación, la temperatura del proceso, la presión y los requisitos de mantenimiento.

: 14.¿Qué otros factores deberían tenerse en cuenta al instalar un radar al aire libre?

La instalación al aire libre requiere prestar atención a la protección del recinto, al recorrido de los cables y a la seguridad eléctrica, además de a la posición de medición. Las juntas para cables deben ser compatibles con el diámetro del cable y ajustarse correctamente. Se recomienda utilizar un bucle de drenaje para la entrada de cables al exterior, con el fin de reducir el riesgo de que el agua de lluvia fluya a lo largo del cable hacia el instrumento.

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15. Instalación del transmisde nivel de Radar lista de verificación

– Preguntas frecuentes;

– Pregunta 1: ¿A qué distancia debe instalarse el transmisor de nivel por radar respecto a la pared del recipiente?

A1: La distancia requerida depende de la frecuencia del radar, el ángulo de haz de la antena, el diámetro del buque y sus estructuras internas. En el caso de haces estrechos,80GHzEl radar ofrece, por lo general, una mayor flexibilidad en la instalación cerca de la pared. La distancia final debe ajustarse a los requisitos de instalación del modelo seleccionado.

P2: ¿Se puede instalar un transmisor de nivelación por radar en el centro de un recipiente?

A2: La idoneidad de una instalación en el centro depende de la geometría del recipiente y del diseño del radar.Los tanques cilíndricos simétricos pueden generar múltiples reflexiones, mientras que los radares modernos de haz estrecho pueden operar con éxito en aplicaciones específicas con montaje centralizado.

Pregunta 3: ¿Debe instalarse el radar siempre perpendicularmente a la superficie del líquido?

A3: En aplicaciones comunes con líquidos, la antena debe orientarse directamente hacia la superficie media del líquido. En aplicaciones entre líquido y sólido, debe considerarse el ángulo de reposo, la posición de llenado y la dirección requerida del haz.

Pregunta 4: ¿Por qué la posición de montaje debe evitar el punto de llenado?

A4: Los sólidos en caída o el líquido entrante pueden ingresar en el haz de radar y bloquear la superficie de proceso real, generando reflexiones inestables. La posición de montaje preferida se encuentra normalmente fuera del flujo de llenado.

P5: ¿Qué aspectos deben tenerse en cuenta al instalar un radar en una boquilla larga?

R: El diámetro y la longitud de la boquilla deben cumplir los requisitos del modelo específico de radar. Un diseño adecuado de la boquilla ayuda a reducir las reflexiones adicionales y a mantener una intensidad de eco útil.

P6: ¿Cómo se debe seleccionar un radar para aplicaciones con espuma?

R: La selección debe tener en cuenta el espesor de la espuma, su contenido de agua, las propiedades del medio de proceso y la frecuencia del radar.La presencia persistente de espuma espesa puede requerir la comparación de diferentes frecuencias de radar, el uso de radar de ondas guiadas u otras tecnologías de nivel similar.

Q7: ¿En qué casos resulta útil el aprendizaje basado en ecos falsos?

A7: Es útil cuando los haces, tuberías u otras estructuras fijas inevitables generan reflexiones. El aprendizaje por eco falso debe realizarse tras instalar el instrumento en una posición adecuada.

Q8: ¿Es necesario inclinar el radar en un silo de material sólido masivo?

A8: Depende de la geometría del silo y de la superficie del material. En silos de gran tamaño o con superficies de fuerte pendiente, puede utilizarse un sistema de montaje ajustable para optimizar la dirección del haz.

Conclusión

La estabilidad a largo plazo en la medición del nivel mediante radar depende de la posición de montaje, el ángulo del haz, las dimensiones de la boquilla, las estructuras internas, la reflectividad del medio y los parámetros de puesta en servicio. Por consiguiente, la distancia entre el radar y la pared del recipiente, la orientación de la brida y las dimensiones de la boquilla deben determinarse en función de la frecuencia de operación, el diseño de la antena y los requisitos de instalación del modelo de radar seleccionado.

El diseño de la instalación debe proporcionar un recorrido de medición claro y mantener los flujos de llenado, los agitadores y las estructuras fijas principales fuera de la viga principal siempre que sea factible. Los reflejos fijos que persistan pueden gestionarse adicionalmente mediante la supresión de eco falso. Durante la fase de selección, deben considerarse la espuma, los medios de baja constante dieléctrica, las superficies de sólido macizo y la geometría del fondo del tanque.

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