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Cómo seleccionar un medidor de nivel por radar: tipos, condiciones del proceso, instalación y solución de problemas. Los instrumentos de nivel por radar
están disponibles en una amplia gama de diseños, frecuencias, tipos de antena y configuraciones de proceso. La selección del instrumento adecuado requiere más que verificar el rango de medición y la precisión especificada.
Los factores más importantes son el medio de proceso, las propiedades dieléctricas, la temperatura, la presión, el vapor, la espuma, el polvo, la geometría del recipiente, la conexión del proceso y la señal de salida requerida.Debe seleccionarse un medidor de nivel por radar adecuado en función del entorno de medición real y de las condiciones de eco.
1. ¿Qué tipos de instrumentos de nivel por radar están disponibles?
Radar de espacio libre
La antena se instala por encima de la superficie del producto y mide el nivel mediante ondas electromagnéticas, sin necesidad de contacto directo con el medio.
Radar de ondas guiadas
Los pulsos del radar se propagan a lo largo de una varilla, un cable o una sonda coaxial. Esta tecnología se utiliza ampliamente para el control del nivel de líquidos, la medición de niveles de interfaz y aplicaciones específicas en procesos industriales.
26GHz Radar
Una tecnología de radar industrial madura, adecuada para numerosas aplicaciones con líquidos y sólidos en estado granular. El tamaño de la antena y el ancho de su haz deben ajustarse a la geometría del recipiente.
80GHz Radar
ofrece un haz más estrecho mediante una antena relativamente compacta, lo que lo hace especialmente adecuado para recipientes de sección estrecha, conexiones de procesos de pequeño tamaño y tanques con estructuras internas complejas.
2.¿Qué parámetros son más importantes al seleccionar un medidor de nivel por radar?
| Parámetro de selección | Por qué es importante |
|---|---|
| Medio del proceso | Determina si la aplicación involucra un líquido, una suspensión o un sólido en estado libre, y ayuda a evaluar la reflectividad, la corrosión y el acumulado. |
| Constante dieléctrica | Influye en la intensidad de la reflexión radar. Los medios de baja constante dieléctrica generalmente requieren un margen de señal mayor y un análisis cuidadoso de la aplicación. |
| Rango de medición | Afecta al tipo de instrumento, a la elección de la antena y al rendimiento de la señal requerido. |
| Temperatura y presión. | Determinar la conexión del proceso, el sistema de sellado, el diseño de la antena y la clasificación mecánica. |
| Espuma, vapor y polvo. | Pueden afectar la calidad del eco, el estado de la antena y la estabilidad de las mediciones a largo plazo. |
| Geometría del recipiente | Los boquillas, paredes, agitadores, vigas y tuberías internas pueden generar reflexiones no deseadas. |
En el caso específico del radar de ondas guiadas, antes de especificar el instrumento, deben confirmarse los siguientes aspectos: presión, temperatura, constante dieléctrica, compatibilidad de materiales, conexión del proceso y rango de medición.
3. ¿Radar en espacio libre o radar de ondas guiadas?
Elija el radar de espacio libre.
Debe evitarse el contacto directo con el medio.
Entre sus aplicaciones típicas se incluyen líquidos viscosos, medios corrosivos, aguas residuales, sólidos en estado libre y recipientes en los que la acumulación sobre la sonda no sea deseable.
Para tanques de sección estrecha o componentes internos complejos, un 80GHz El radar de haz estrecho puede ofrecer ventajas adicionales.
Elección del radar de ondas guiadas:
La sonda puede instalarse directamente en el medio de proceso.
Este tipo de sistema se utiliza frecuentemente para el control del nivel de líquidos, la medición de interfaces y en recipientes de proceso de diseño compacto.
Dado que la sonda entra en contacto directo con el medio, es necesario considerar la compatibilidad con el material, el riesgo de acumulación de residuos y las cargas mecánicas.
4. 26GHz o 80GHz Radar: ¿Cuál deberías elegir?
| Condiciones de aplicación | Criterios de selección |
|---|---|
| Tanque de almacenamiento estándar | Ambos 26GHz y 80GHz puede ser adecuado en función del diseño del instrumento y de las condiciones del proceso. |
| Recipiente estrecho | 80GHz El radar suele preferirse debido a su haz más estrecho. |
| Numerosas obstrucciones internas | Un estrecho 80GHz El sistema de vigas puede facilitar la evitación de tuberías, soportes y otras estructuras fijas. |
| Existente y probado 26GHz Aplicación | Si la medición actual es estable y fiable, no es necesario cambiar la frecuencia solo porque exista una opción a mayor frecuencia. |
5. ¿Por qué, en ocasiones, la lectura de un nivel por radar puede experimentar saltos o volverse inestable?
Los saltos bruscos o las lecturas de radar inestables suelen deberse a cambios en las condiciones de eco, y no a un fallo puntual de un instrumento. El primer paso consiste en determinar si el eco real entre el producto y la superficie se mantiene estable.
Interferencia por llenado
Un flujo de llenado, salpicaduras o movimiento de material en estado libre que atraviese el haz de radar puede provocar una inestabilidad temporal del eco.
Acumulación o condensación en la antena:
El polvo, la condensación, el recubrimiento o la acumulación de producto sobre la antena puede reducir la señal de radar disponible.
Superficie de material inclinada.
Los sólidos en estado granular que presentan un ángulo de reposo pronunciado pueden desviar la energía de radar lejos de la antena y alterar el patrón de eco conforme el material se desplaza.
Ecos falsos provocados por estructuras fijas.
Los haces de radiación, las paredes de los contenedores, los tubos, los agitadores y las boquillas pueden generar reflexiones no deseadas.
En aplicaciones con sólidos en estado granular, el colapso del material, su deslizamiento o el liberamiento brusco de acumulaciones en las paredes también pueden provocar que el nivel indicado aumente o disminuya rápidamente. En tales casos, el instrumento puede estar siguiendo correctamente un cambio real en la superficie del material, en lugar de presentar un fallo de funcionamiento.
6. Cómo diagnosticar problemas cuando las lecturas del nivel por radar son inestables
| Estado del equipo | Acción recomendada |
|---|---|
| Acumulación de polvo en la antena | Limpiar la antena y evaluar una opción de purga con aire si la aplicación presenta un alto nivel de polvo. |
| Condensación intensa | Revisar las condiciones de instalación, el diseño de la antena y la temperatura del proceso. |
| Aumento brusco de la lectura durante el llenado | Reubicar el sensor o redirigir el haz para que no atraviese directamente el flujo de llenado. |
| Corregir la interferencia debida a una obstrucción. | Optimizar la posición o el ángulo del sensor y configurar la supresión de eco falso según la curva de eco real. |
| Fluctuación del proceso a corto plazo. | Una vez confirmado que el eco real es válido, ajuste el amortiguamiento o el filtrado del software, si es necesario. |
Importante:El amortiguamiento, el filtrado del software y la supresión de ecos falsos deben aplicarse tras haber verificado la instalación y las condiciones del eco. Un amortiguamiento excesivo puede hacer que la tendencia parezca más suave, pero también ralentiza la respuesta del instrumento ante cambios reales en el nivel.
7.¿Cómo funciona un nivelador por radar?
Un medidor de nivel por radar emite ondas electromagnéticas desde su antena hacia la superficie del líquido o del material. La señal se refleja en la superficie del producto y es recibida por la antena. A continuación, los sistemas electrónicos analizan la relación entre las señales transmitidas y las señales reflejadas para determinar la distancia entre el sensor y la superficie del producto.
La distancia medida se combina con la geometría del recipiente o con la distancia en vacío configurada para calcular el nivel real. Dependiendo del diseño del instrumento, el radar puede emplear procesamiento de señales basado en pulsos o en FMCW. No se debe describir la medición por radar como el uso de «muestreo ultrasónico», ya que el radar y la medición ultrasónica se basan en principios físicos distintos.
8. ¿Cómo se pone en servicio un radar de ondas guiadas?
Los transmisores de radar de ondas guiadas pueden configurarse y ponerse en servicio habitualmente mediante un módulo de visualización local, un comunicador portátil HART o un software de configuración basado en PC.
Módulo de visualización local
se utiliza para configurar el rango, las unidades, los ajustes de salida, los parámetros de proceso y el diagnóstico básico.
comunicador portátil HART.
Adecuado para instrumentos que cuentan con comunicación HART de 4-20mA y que permite el acceso a información de configuración y diagnóstico.
Software de configuración para PC.
Por lo general, ofrece un acceso más detallado a las curvas de eco, los diagnósticos, los parámetros de configuración y la información almacenada del instrumento.
En la comunicación HART, el bucle de corriente debe ofrecer una impedancia suficiente. Si el sistema de alimentación o el sistema de control no incluye ya la carga de comunicación requerida, habitualmente se añade una resistencia de aproximadamente 250 Ω al bucle.
Si el sistema de alimentación, el aislador o el sistema de control ya proporcionan la resistencia de bucle HART necesaria, no es necesario añadir una resistencia externa adicional. El cableado debe seguir siempre el manual específico del instrumento.
9.¿Qué información se requiere para la selección de un medidor de nivel por radar?
Medio
Líquido o sólido
Nombre del medio
Propiedades dieléctricas
Viscosidad
Estado de la espuma o el polvo
Recipiente
Altura
Diámetro
Tamaño de la conexión de proceso
Altura de la boquilla
Estructuras internas
Condiciones de proceso
Temperatura normal y máxima
Presión
Vapor
Vácuo
Agitación
Electricidad y seguridad
Fuente de alimentación
4-20mA
HART
RS485
Protección contra explosionesRequisitos:
Preguntas frecuentes: Selección de un medidor de nivel por radar;
P1: ¿Cuál es el factor más importante a la hora de seleccionar un medidor de nivel por radar?
A: Comience analizando el medio de proceso, el rango de medición, la temperatura, la presión, la constante dieléctrica, las condiciones de espuma o polvo, y la geometría del recipiente. Estos factores determinan si es aplicable el radar en espacio libre o el radar de ondas guiadas,26GHz, o 80GHz Es la opción más adecuada.
Pregunta 2: ¿Es?80GHz El radar siempre es mejor que 26GHz¿Radar?
A: No.80GHz presenta ventajas evidentes en vasos de sección estrecha, conexiones de procesos de pequeño tamaño y instalaciones con numerosas obstrucciones internas. No obstante, una técnica ya validada 26GHz La instalación no necesita ser reemplazada solo porque exista una opción de mayor frecuencia.
P3: ¿Por qué la lectura del nivel mediante radar experimenta un salto repentino?
A: Entre las causas más frecuentes se encuentran la interferencia por llenado, la acumulación de señal en la antena o la condensación, superficies abruptas entre zonas porosas y sólidas, obstáculos fijos, espuma, polvo o la pérdida temporal del eco de la superficie real.
P4: ¿Es posible corregir lecturas inestables del radar simplemente aumentando el amortiguamiento?
A: El amortiguamiento puede reducir las fluctuaciones a corto plazo, pero antes de proceder se deben verificar las condiciones de instalación y de eco. Un amortiguamiento excesivo puede ocultar problemas en la medición y hacer que el instrumento responda con demasiada lentitud ante cambios reales del nivel.
Q5: ¿Puede el radar medir líquidos de baja constante dieléctrica?
A: Sí, pero los medios de baja permitividad generalmente generan reflexiones más débiles. Por ello, es fundamental revisar cuidadosamente el rango de medición, el diseño de la antena y el margen de señal disponible.
P6: ¿Cuál es la diferencia entre el radar de ondas guiadas y el radar en espacio libre?
A: El radar en espacio libre transmite ondas electromagnéticas a través del espacio gaseoso situado sobre el producto. Por su parte, el radar de ondas guiadas dirige la señal a lo largo de una varilla, un cable o una sonda coaxial que mantiene contacto directo con el medio de proceso.
Q7: ¿Se requiere siempre un resistor de 250 Ω para la comunicación HART?
A: No. HART requiere una impedancia de bucle suficiente. Si el suministro de energía, el aislador o el sistema de control ya proporcionan la resistencia requerida, no es necesario añadir un resistor adicional de 250 Ω.
Q8: ¿Qué información proporciona? METRAVON¿Necesitas recomendar un medidor de nivel por radar?
Por favor, proporcione el medio de medición, el rango de medición, la altura y el diámetro del recipiente, la conexión de proceso, la temperatura, la presión, el vapor, la espuma, el polvo, las estructuras internas, la señal de salida, los requisitos para zonas peligrosas y fotografías de la instalación.
Conclusión
Elegir un medidor de nivel por radar no se trata simplemente de comparar.26GHz con 80GHz o elegir el rango de medición más largo disponible. El instrumento adecuado debe coincidir con el, la temperatura y presión de proceso, el rango de medición, la espuma, el vapor, el polvo, la geometría del recipiente y la posición de instalación.
Radar en espacio libre, radar de ondas guiadas,26GHz, y 80GHz Todos tienen áreas de aplicación adecuadas. Para METRAVON Ofrecer información completa sobre el proceso y la instalación durante la fase de selección facilita la elección de la frecuencia adecuada, la antena, la conexión del proceso, la salida y la configuración de protección contra explosiones, reduciendo así el riesgo de lecturas inestables, ecos falsos y desajustes en el rango tras la instalación.
