Radar à ondes guidées : principe, installation, câblage et sélection

I. Qu'est-ce qu'un niveaumètre radar à ondes guidées ?

Le niveaumètre radar à ondes guidées utilise une tige de sonde ou un câble en acier pour guider des ondes électromagnétiques vers le milieu mesuré. Lorsque le signal radar atteint la surface du milieu, une partie de ce signal est réfléchie et retourne vers l'instrument via la tige de sonde ou le câble.

L'instrument calcule la distance entre le point de référence de la sonde et la surface du milieu à partir du signal retourné, puis convertit cette distance en le niveau réel du liquide.

Par rapport au radar à espace libre conventionnel, le radar à ondes guidées transmet la majeure partie de son signal le long de la tige ou du câble de sonde, ce qui permet de concentrer l'énergie du signal.

Cependant, cette structure implique également que les facteurs suivants doivent être soigneusement pris en compte lors de la sélection et de l'installation :

• Longueur de la tige ou du câble de sonde ;

• Hauteur du récipient ;

• Espace disponible pour l'installation ;

• Méthode de fixation de la sonde ;

• Présence d'agitation ;

• Présentation du milieu en termes d'adhésion ;

• Présence d'obstacles autour de la sonde.

II. Quelles sont les caractéristiques des instruments de mesure de niveau par radar à ondes guidées ?

1. Adapté aux petits réservoirs de stockage –

Le radar conventionnel en espace libre nécessite une certaine surface pour la propagation du faisceau –

Dans les petits réservoirs ou les installations présentant un espace limité, les ondes radar peuvent être affectées par les parois du réservoir ou par les structures internes.

Étant donné que le radar à ondes guidées dirige le signal le long d'une sonde ou d'un câble, il permet d'assurer des conditions de mesure favorables dans certains petits réservoirs de stockage.

2. Mesure stable en présence de fluctuations significatives de la surface du liquide

Lorsque l'agitation ou des fluctuations de la surface du liquide sont présentes à l'intérieur du récipient, une sonde ou un câble correctement fixés peuvent assurer une trajectoire de propagation relativement stable pour le signal radar.

Pour les câbles longs ou pour les applications soumises à des perturbations liquides importantes, la fixation en bas de câble peut être évaluée en fonction des exigences d'installation de l'instrument.

3. Avantages pour certains milieux à faible constante diélectrique

Les signaux radar en espace libre doivent parcourir la distance entre l'antenne et la surface du milieu pour générer un écho réfléchi efficace.

Lorsque le milieu présente des caractéristiques de réflexion faibles, le signal d'écho peut être réduit.

Étant donné que le radar à ondes guidées concentre l'énergie électromagnétique le long de la tige ou du câble de sonde, il peut fournir un signal plus stable pour certains milieux à constante diélectrique faible.

Cependant, cela ne signifie pas que le radar à ondes guidées est entièrement indépendant de la constante diélectrique ; la portée effective d'application doit toujours être vérifiée en se référant aux spécifications du modèle concerné.

III. Quelles sont les limites des mesures de niveau à base de radar à ondes guidées ?

Le radar à ondes guidées n'est pas nécessairement supérieur au radar en espace libre pour tous les projets de mesure du niveau de liquide.

Une limitation évidente est la suivante :

La longueur de la tige ou du câble de sonde doit correspondre à celle du récipient réel.

Les tiges ou câbles de sonde plus longs entraînent :

• Difficulté de transport ;

• Difficulté d'installation ;

• Difficulté de maintenance ;

• Exigences de fixation mécanique ;

La longueur de la tige ou du câble de sonde est généralement déterminée en fonction des conditions d'utilisation spécifiques ; par conséquent, les sondes provenant de projets différents ne sont pas nécessairement interchangeables.

De plus, la plage de mesure du radar à ondes guidées est également limitée par la structure de la sonde et par les conditions d'installation mécanique.

En comparaison, le radar en espace libre n'exige pas que la sonde soit de longueur complète pour s'étendre dans le récipient et peut donc s'avérer plus adapté pour certains projets de mesure à longue distance.

La plage de mesure maximale spécifique doit être déterminée en se basant sur la fiche technique du modèle correspondant.

IV. Quels facteurs doivent être pris en compte lors de l'installation d'un capteur de niveau à radar à ondes guidées ?

1. Désactiver l'alimentation électrique avant de retirer ou installer l'instrument

Avant de remplacer un capteur de niveau existant ou de réaliser des travaux de câblage, désactiver l'alimentation électrique de l'instrument et manipuler les câbles de signalisation conformément aux exigences de sécurité électrique en milieu sur site.

Après l'installation, vérifiez que le câblage est correct avant de rétablir l'alimentation électrique.

2. Éviter les zones d'entrée :

– Le radar à ondes guidées ne doit pas être installé directement à l'entrée des eaux usées, à l'entrée d'alimentation en matières ou dans les zones soumises à un impact liquide intense.

Un liquide en entrée peut provoquer une oscillation du câble et peut également induire des fluctuations significatives de surface, affectant ainsi la mesure.

3. Éviter tout contact entre le câble et les structures environnantes

Le câble à ondes guidées doit être maintenu dans une position appropriée et doit éviter tout contact direct avec :

• Les murs de la piscine ;

• Les murs du réservoir ;

• Les boîtiers de protection ;

• Les conduites ;

• Les supports ;

• D'autres structures métalliques.

Le contact entre le câble et les structures métalliques environnantes peut provoquer des réflexions supplémentaires et entraîner un usure mécanique.

V. Comment gérer l'étanchéité pour les installations extérieures de radar à ondes guidées ?

Pour les installations extérieures, une attention particulière doit être portée à l'entrée du câble d'instrumentation.

Pendant l'installation :

• Serrez fermement la gaine de câble ;

• Étanchez correctement les connexions des conduits ;

• Assurez l'intégrité d'étanchéité de l'enceinte de l'instrument ;

• Installez un boucle de gouttière à l'entrée du câble ;

• Manipulez l'écran du câble conformément aux exigences électriques.

Avant que le câble ne pénètre dans l’instrument, il peut d’abord être plié vers le bas de sorte que l’eau de pluie ou de condensation s’écoule du point le plus bas, réduisant ainsi le risque que l’eau se déplace le long du câble dans l’instrument.

Cette mesure est particulièrement importante pour les réservoirs d’eaux usées ouverts, les réservoirs de stockage et d’autres environnements à forte humidité.

VI. Que devrait-on considérer lors de l’installation de câbles de Signal et des tests d’isolation?

Certains projets d’ingénierie effectuent des tests d’isolation une fois l’installation du câble de signal terminée.

Par exemple, certaines spécifications de projet peuvent utiliser:

• Tension d’essai: 500 VDC; Durée du Test

• 60 s; Résistance d’isolation de

• ≥20 MΩ.

Ces paramètres sont des exigences techniques spécifiques et ne sont pas des normes universelles pour tous les projets de jauge de niveau radar à ondes guidées.

Avant d’effectuer un essai d’isolation, confirmer que l’électronique de l’instrument a été déconnectée du circuit d’essai. L’essai devrait être effectué selon le manuel de l’instrument et les spécifications électriques de projet pour éviter d’endommager l’équipement électronique avec la tension d’essai excessive.

VII. Comment une jauge de niveau Radar doit-elle être câblée?

Différents modèles de jauges de niveau radar peuvent utiliser des alimentations cc ou ca. Par conséquent, avant le câblage, vérifiez d’abord: la plaque d’identification de l’instrument

• Tension d’alimentation

• Type d’alimentation d’énergie de

• Exigences de Certification

• Définitions de Terminal

• Polarité du Signal;

• Terminal de mise à la terre.

Certains documents d’installation de produits recommandent des câbles à paires torsadées blindées avec une section du conducteur d’environ 0,5 mm² -2 mm².

La spécification réelle du câble doit également être déterminée en fonction de la méthode d’alimentation, de la distance du câble et des normes électriques sur place.

Étapes de câblage typiques incluent:

1. Débrancher l’alimentation d’énergie de l’instrument;

2. Vérifient la plaque signalaire et le diagramme de câblage;

3. Ouvrir le compartiment terminal;

4. Alimentent le câble par l’entrée de câble;

5. Relient les fils selon les marquages terminaux;

6. Poignée blindage et mise à la terre selon les exigences;

7. Vérifient la polarité;

8. Serrer le presse-étanches;

9. Rétablissez l’alimentation après avoir confirmé que le boîtier est correctement scellé.

Les outils spécifiques, la longueur de dénudage de fil, et la méthode de fonctionnement terminal devraient être basés sur le manuel d’installation pour le modèle correspondant.

VIII. Comment choisir un modèle de jauge de niveau Radar?

Les jauges de niveau Radar sont disponibles avec une variété de conceptions d’antenne et de structure, y compris: antennes de corne

• Antennes paraboliques;

• Antennes Array;

• Antennes de tige;

• Antennes en forme de goutte;

• Antennes planes;

• Conceptions hygiéniques. Les différents modèles de

Conviennent à différentes conditions de fonctionnement.

Les facteurs suivants doivent être soigneusement vérifiés lors de la sélection :

Par conséquent, Un modèle de mesure de niveau par radar ne doit pas être sélectionné uniquement en fonction de la plage de mesure requise.

IX. Quels facteurs prendre en compte lors de l'achat d'un dispositif de mesure de niveau par radar 80 GHz ?

80 GHz – Les dispositifs de mesure de niveau par radar utilisent généralement la technologie de onde continue modulée en fréquence (FMCW).

Lors de chaque cycle de balayage de fréquence, l'instrument transmet un signal radar dont la fréquence varie de manière continue. Lorsque l'écho revient, il génère une différence de fréquence par rapport au signal transmis en cours. L'instrument calcule la distance de la cible en se basant sur cette différence de fréquence.

Certaines spécifications du produit 80 GHz peuvent indiquer :

• Rayon d'émission étroit d'environ 1° ; précision de mesure au niveau du millimètre pour le modèle

• Traitement rapide des échos pour le modèle

• Affichage de la courbe d'écho pour le modèle

• Interface d'utilisation multilingue pour le modèle

• Applications concernant la poussière et la vapeur pour le modèle

Cependant, ces paramètres sont spécifiques à chaque produit et ne doivent pas être considérés comme des spécifications universelles pour tous les instruments radar 80 GHz.

Par exemple :

• – Angle de faisceau de 1° ;

• – Précision de 1 mm ;

• – Cycle de mesure de 5 ms ;

– Tous ces paramètres doivent être vérifiés sur la fiche technique du modèle correspondant et dans les conditions de test spécifiées.

Lors de l'achat d'un niveau radar 80 GHz, les paramètres suivants doivent être soigneusement comparés :

• – Plage de mesure maximale ;

• – Précision de mesure ;

• – Angle du faisceau ;

• – Structure de l'antenne ;

• – Température du procédé ;

• – Pression du procédé ;

• – Conditions de poussière et de vapeur ;

• – Connexions d'installation ;

• – Méthode de mise en service.

X. Quel est l'objectif des normes applicables aux niveaux radar ?

Les normes relatives aux mesures de niveau par radar sont principalement utilisées pour réguler la conception, la fabrication, les essais, l'installation ainsi que les applications industrielles des produits.

Pour les projets d'ingénierie réels, il est plus important de vérifier :

• Quelles normes sont requises par le projet ;

• S'il répond aux exigences de sécurité correspondantes ;

• S'il s'agit d'une protection contre les explosions ;

• S'appliquent des exigences en matière de protection de l'environnement ;

• S'il s'agit d'une installation électrique conforme aux normes requises ;

• Vérifiez si les certifications pertinentes répondent aux exigences du projet. Les normes

Constituent une base importante pour la conception technique et l'application des produits, mais elles ne représentent pas le seul critère pour évaluer les performances des instruments.

FAQ

Q1 : Quelle est la différence principale entre le radar à ondes guidées et le radar conventionnel ?

Le radar à ondes guidées transmet des signaux radar le long d'une tige de sonde ou d'un câble en acier, tandis que le radar en espace libre transmet des ondes radar à travers l'espace ouvert à l'intérieur du récipient vers la surface du milieu. Par conséquent, ces deux types d'instruments diffèrent considérablement en termes de structure d'installation et de conditions de fonctionnement adaptées.

Q2 : Le radar à ondes guidées est-il adapté aux mesures à longue distance ?

La portée réelle de mesure du radar à ondes guidées est limitée par la longueur de la sonde ou du câble, par l'installation mécanique et par le modèle spécifique. Pour les mesures de niveau à longue distance, il convient de comparer les spécifications réelles du radar à ondes guidées et du radar en espace libre avant de procéder à la sélection.

Q3 : Le radar à ondes guidées est-il entièrement indépendant de la constante diélectrique ?

Non. La structure d'onde guidée concentre l'énergie radar et peut offrir des avantages pour certains milieux à constante diélectrique faible ; toutefois, les caractéristiques diélectriques du milieu influencent toujours l'écho retourné.

Q4 : Pourquoi le câble en acier ne devrait-il pas entrer en contact avec la paroi du réservoir ?

Le contact entre le câble d'acier et la paroi du réservoir peut provoquer des réflexions supplémentaires, tandis qu'un frottement prolongé peut également entraîner un usure mécanique et compromettre la stabilité des mesures.

Q5 : Tout niveau radar de type 80 GHz offre-il une précision de 1 mm ?

Non. La spécification de précision de 1 mm s'applique uniquement à certains modèles, sous des conditions spécifiques. La précision réelle doit être confirmée en fonction du produit concerné et des conditions d'application.

Q6 : Le radar à ondes guidées est-il sans entretien ?

Il ne doit pas être considéré comme entièrement sans entretien. Pour les milieux visqueux, cristallisants ou facilement adhésifs, l'état de la tige de sonde ou du câble, de l'étanchéité de l'instrument et des connexions électriques doit toujours être vérifié périodiquement.

Conclusion –

Les mesures de niveau par radar à ondes guidées transmettent des signaux électromagnétiques le long d'une sonde ou d'un câble et sont particulièrement adaptées aux petits réservoirs de stockage, aux surfaces de liquide fluctuantes ainsi qu'à certains milieux à faible constante diélectrique.

Cependant, la longueur de la sonde ou du câble doit être déterminée en fonction des conditions sur site ; des sondes plus longues augmentent la difficulté d'installation et de maintenance.

Lors de l'installation, il convient de porter une attention particulière sur les points suivants :

Position d'entrée, espacement entre le câble et la paroi du réservoir, fixation mécanique, étanchéité du câble, blindage et mise à la terre, ainsi que vérification du câblage.

Lors de la sélection d'un radar à ondes guidées ou d'un radar en espace libre (modèle 80 GHz), les facteurs suivants doivent être pris en compte de manière globale :

Plage de mesure, milieu, caractéristiques diélectriques, poussière, vapeur, mousse, viscosité, température, pression et espace d'installation. Les dimensions spécifiques

Les spécifications du câble, les conditions de test d'isolation et les paramètres de performance du radar (80 GHz) doivent être déterminés en se basant sur la fiche technique, les instructions d'installation et les spécifications techniques du projet correspondantes pour l'instrument concerné.