Cómo seleccionar el sensor de nivel de radar adecuado: Guía de selección de ingeniería

Los sensores de nivel de radar se utilizan ampliamente en cuencas de agua, tanques de almacenamiento, buques de proceso, sistemas de aguas residuales y silos de sólidos a granel. El instrumento correcto no puede ser seleccionado de frecuencia, rango de medición o precio solo. Los factores más importantes sonpropiedades de producto, fuerza de reflexión, distancia de medición, temperatura de proceso y presión, geometría de los buques, obstrucción interna y conexiones de montaje disponibles.

1. Inicio con cuatro condiciones de selección clave

1. Proceso medio

Agua, aceite, ácido, alcalino, solvente, lodo, polvo o gránulos? El medio afecta la fuerza del eco, los materiales de la antena y si una sonda inmersa es apropiada.

2. Distancia de medición

Determinar la distancia máxima real desde el punto de referencia de la antena hasta el nivel más bajo, y verificar el nivel máximo contra el instrumento pulsa#39; Limitación de campo cercano.

3. Condiciones del proceso

Confirme temperatura, presión, vacío, vapor, espuma, polvo, agitación y turbulencia superficial.

4. Condiciones de instalación

Compruebe el tamaño de la boquilla, la altura de la boquilla, el diámetro de la nave, las estructuras internas, y si una sonda inmersa es aceptable.

2. ¿Por qué son las propiedades multimedia el primer paso de selección?

La medición del nivel de radar depende de la energía electromagnética reflejada en la superficie del producto. Elrelativa constante dieléctrica, condición superficial y forma física del productopor lo tanto influencia la fuerza eco. En general, los materiales dieléctricos más altos proporcionan reflejos más fuertes, mientras que los hidrocarburos y otros líquidos bajo-dieléctricos requieren más atención al diseño de antenas, rango de medición y margen de señal.

Agua y soluciones acuosas

Normalmente proporcionan fuertes reflexiones de radar y son generalmente aplicaciones directas para radares no convencionales.

Aceites e Hidrocarburos

Típicamente tienen una constante dieléctrica inferior, por lo que el rango máximo, el diseño de la antena y el margen de eco disponible deben ser revisados.

Productos viscosos o de cocción

Cuando la acumulación pesada es probable en una sonda inmersa, el radar no contacto es a menudo atractivo.

Medios corrosivos

Antena, conexión de proceso, forro de brida y materiales de sellado deben ser revisados para compatibilidad química.

Importante:No hay un umbral universal continuo-dieléctrico que determine si cada sensor de radar funcionará. Las condiciones mínimas medibles dependen de la frecuencia, la antena, el rango, el diseño de sonda y la capacidad de procesamiento de señales.

3. ¿Radar de pulso, Radar de FMCW o Radar de onda guía?

Ninguna de estas tecnologías es universalmente superior. FMCW, en particular aproximadamente 80GHz radar de espacio libre, se utiliza cada vez más para la medición sin contacto, mientras que el radar de onda guiado conserva importantes ventajas en la medición de interfaces, cámaras confinadas y aplicaciones bajas selectivas.

4. ¿Por qué es 80GHz Radar útil en vasos complejos?

Narrow Beam

Ayuda a evitar las paredes del recipiente, estructuras de refuerzo, tuberías, soportes y algunos componentes del agitador.

Antenas compactas

Se puede lograr un buen enfoque de haz con conexiones de proceso relativamente pequeñas.

Bulk Solids

Útil para cemento, grano, polvo mineral, pellets de plástico y otros materiales con superficies de productos pendientes.

Diseño sin contacto

Evita una sonda inmersa que podría ser fuertemente recubierta por productos viscosos o cristalizantes.

La principal ventaja de 80GHz es sulongitud de onda corta y la capacidad de haz estrecho, en lugar de una afirmación general de mayor penetración. La espuma, la condensación severa, los productos de baja elección y otras condiciones difíciles todavía requieren una evaluación específica de la aplicación.

5. ¿Cómo se debe seleccionar Rango, Distancia cercana y precisión?

Distancia máxima de medición

Utilice la distancia máxima real desde el punto de referencia de la antena al nivel más bajo de líquidos o sólidos, no sólo la altura nominal del recipiente.

Limitación cercana a Field

Diferentes sensores de radar tienen diferentes distancias mínimas mensurables. Valores como 0. 08 m o 0. 3 m no se debe aplicar universalmente.

Precisión de medición

Las aplicaciones generales de control de procesos, bateo e inventario o relacionadas con la custodia tienen diferentes requisitos de precisión y deben utilizar la clase apropiada de instrumentos.

Un margen fijo de rango del 10% no es un requisito universal. En cambio, la selección debe tener en cuenta el punto de montaje real, el nivel máximo y mínimo, las condiciones de funcionamiento anormales y el margen de señal disponible.

6. Posición de instalación puede ser más importante que la precisión nominal

Muchos problemas de campo son causados por la instalación en lugar de la precisión del instrumento. Un radar de alta precisión todavía puede producir lecturas inestables si su haz golpea directamente un flujo de entrada, haz, tubo o agitador.

Evite las corrientes de llenado

No apuntar el radar directamente a la caída de material líquido o a granel.

Evitar las Obstruciones Internas

Compruebe la ruta del haz para vigas, tuberías, bobinas de calefacción, soportes y agitadores.

Compruebe la boquilla de montaje

El diámetro y la altura de la boquilla deben coincidir con los requisitos de la antena para evitar falsos ecos fuertes.

Revisa la dirección de Antena

Las aplicaciones líquidas normalmente apuntan a la superficie, mientras que los sólidos requieren consideración de la posición de llenado y la pendiente de material.

No hay distancia universal de la pared:Un requisito fijo como 200 mm o 300 mm de la pared del vaso no es aplicable a cada sensor de radar. Frecuencia, tamaño de antena, diámetro del vaso y ángulo del haz determinan la posición de montaje aceptable.

7. Cómo seleccionar el radar para alta temperatura, presión y medios corresivos

Temperatura alta

Confirme el proceso y las temperaturas ambiente junto con las calificaciones de temperatura de antena, sello y electrónica.

Alta presión o vacío

Controle la conexión de proceso, brida, diseño de sellos y calificación de presión en lugar de depender únicamente del principio de medición de radar.

Medios corrosivos

Seleccione PTFE, PFA, 316L u otros materiales compatibles según el proceso químico real.

Zonas peligrosas

La certificación de protección de la explosión debe coincidir con el proyecto y la clasificación de área peligrosa. La clasificación del recinto IP no es un sustituto de la certificación Ex.

8. Sensores de nivel de radar para aplicaciones de agua y aguas residuales

Las cuencas de agua, los tanques de aguas residuales, los sistemas de agua de tormenta, los pozos húmedos y las estaciones de bombeo son aplicaciones comunes para radares no convencionales. A diferencia de los sensores de presión sumergidos, el radar no permanece en contacto continuo con el agua. A diferencia de la medición ultrasónica, el radar utiliza ondas electromagnéticas y no requiere compensación de temperatura para los cambios en la velocidad del sonido en fase gaseosa.

Tratamiento del agua residual

Cuencas de aguas residuales, tanques de asentamiento, estaciones de elevación y control de nivel húmedo.

Stormwater Monitoring

Cuencas de agua de tormenta, culverts, estructuras subterráneas y puntos de monitoreo de inundaciones urbanas.

Hidrología

Ríos, canales, embalses y otras aplicaciones de monitoreo del nivel del agua sin contacto.

Agua industrial

Cuencas de agua de refrigeración, tanques de agua de fuego, tanques de agua de proceso y instalaciones de almacenamiento.

El radar debe tener una visión clara de la superficie del agua y debe estar situado lejos de un fuerte flujo de entrada, cascadas, estructuras de hormigón de protrusión y otras obstrucciones fijas. Las instalaciones al aire libre también deben considerar la protección del clima, la estabilidad del montaje, la protección del aumento y la protección del cable.

9. ¿Qué señal de salida debe ser seleccionada?

4 a 20 mA

Común para PLC, DCS y RTU insumos analógicos en sistemas de procesos industriales.

4–20 mA + HART

Añade funciones de configuración del parámetro, diagnóstico y mantenimiento remoto seleccionado.

RS485 Modbus

Útil para registradores de datos, portales IoT y sistemas de monitoreo digital multisensor.

Otras redes industriales

Los grandes proyectos de proceso deben coincidir con el protocolo de comunicación de la arquitectura de control de plantas.

10. Guía rápida de selección de radar

11. ¿Qué información se requiere antes de comprar un sensor de nivel de radar?

Producto

Nombre medio
Líquido o sólido
Viscosidad
Corrosividad
Tendencia de cocción o cristalización

Vessel

Altura
Diámetro
Tamaño de la boquilla
Altura de la boquilla
Estructuras internas

Condiciones del proceso

Temperatura
Presión
Vacuo
Espuma
vapor
polvo

Requisitos eléctricos y de proyectos

Suministro de energía
4–20 mA/HART o RS485
Requisitos de precisión
Necesidades de zonas peligrosas
Tanque fotos o dibujos

nbsp; FAQ: Selección de sensores de nivel de radar

1. ¿Qué constante dieléctrica es necesaria para el radar sin contacto?

No hay umbral universal para todos los instrumentos de radar. Los productos dieléctricos inferiores generalmente proporcionan reflejos más débiles, por lo que el diseño de la antena, la frecuencia del radar y la sensibilidad del instrumento deben ser considerados. También se puede evaluar el radar de onda guiado para productos muy poco dieléctricos.

2. ¿Debería usarse siempre un radar de 80GHz para una cuenca de agua?

No necesariamente. 80GHz es particularmente útil cuando el espacio de instalación está restringido o se necesita un haz estrecho para evitar estructuras de cuenca. También se pueden utilizar otras tecnologías de radar adecuadas para aplicaciones convencionales de aguas abiertas.

3. ¿Qué radar es adecuado para un tanque con un agitador?

Primero determinar si la posición de montaje puede mantener el haz de radar lejos del eje de agitador y las cuchillas. El radar de haz estrecho 80GHz puede reducir la interferencia, mientras que el radar de onda guiado también puede considerarse en buques confinados seleccionados.

4. ¿Cuál es la zona ciega típica de un sensor de nivel de radar?

No hay valor universal. El radar de pulso, el radar FMCW y el radar de onda guiado tienen diferentes limitaciones cerca del campo. El nivel máximo siempre debe ser revisado contra la especificación del modelo seleccionado.

5. ¿El radar FMCW es siempre más preciso que el radar de pulso?

La precisión final no puede determinarse únicamente desde el principio de la gama. FMCW ofrece una fuerte resolución de distancia y capacidad de procesamiento de señales, pero la precisión real también depende de la antena, electrónica, algoritmo, rango y calidad de instalación.

6. ¿Cómo se debe seleccionar el radar para los medios corrosivos?

La medición no contacto es a menudo atractiva, pero PTFE, PFA, 316L u otros materiales deben ser seleccionados según los requisitos de compatibilidad química reales. También deben revisarse los sellos, la temperatura y la presión.

7. ¿Un sensor de nivel de radar requiere calibración frecuente?

Radar normalmente no requiere calibración frecuente de estándar líquido como un sensor analítico, pero la distancia vacía, el rango de medición y la configuración de salida deben configurarse correctamente. Las aplicaciones de proceso crítico o medición deben ser verificadas periódicamente según el sistema de calidad del proyecto.

8. ¿Cuál es el error de selección de radar más común?

La selección sólo por el rango máximo y el precio al ignorar el medio de proceso, la boquilla de montaje, las obstrucciones internas, el nivel máximo y la trayectoria del haz de la antena es una causa común de falsos ecos y rendimiento de campo inestable.

9. ¿Es el radar adecuado para monitorización de inundaciones urbanas?

Sí. El radar no contacto se puede utilizar en culverts, espacios subterráneos, infraestructura de agua de tormenta y puntos de monitoreo de inundaciones de baja altitud. También se debe tener en cuenta el montaje, la protección ambiental, la protección contra la oleada, la comunicación y el rango de medición.

10. ¿Qué información requiere METRAVON para la selección de radares?

Proporcione el nombre medio, distancia máxima de medición, nivel máximo, temperatura, presión, tanque o dimensiones de cuenca, conexión de montaje, estructuras internas, requisitos de salida, requisitos de área peligrosa y fotos del sitio.

Conclusión

Seleccionar el sensor de nivel de radar adecuado no es simplemente una opción entre 26GHz y 80GHz o entre pulso y FMCW. El punto de partida debe ser elmedia de proceso, rango de medición, temperatura y presión, geometría de los buques, condiciones de instalación y requisitos del sistema de control.

Para las cuencas de agua convencionales, tanques y aplicaciones generales de no contacto, el pulso o el radar FMCW se pueden seleccionar según las condiciones de alcance y montaje. Para buques complejos, espacios confinados y sólidos a granel silos, el radar FMCW de haz estrecho 80GHz a menudo vale la pena evaluar. Para líquidos bajo-dieléctricos, medición de interfaces y aplicaciones seleccionadas de bypass-chamber, el radar de onda guiado puede proporcionar ventajas adicionales.

METRAVON recomienda completar una revisión de proceso e instalación antes de la cita final en lugar de seleccionar un sensor de rango máximo solo. La información completa de buques, medios y montaje puede reducir significativamente los problemas de puesta en marcha y el riesgo de reemplazar el instrumento después de la instalación.