Radar haute fréquence METRAVON : principe et principaux avantages

Dans le contrôle des processus industriels, l'entreposage et le transport chimiques ainsi que dans les systèmes de gestion de entrepôts, la mesure continue à haute précision du niveau – y compris celui des liquides et des matières – a un impact direct sur la sécurité de production et sur le niveau d'automatisation. Les mesures de niveau par radar à haute fréquence – notamment les mesures de niveau de liquides et de solides par radar à impulsions à haute fréquence – reposent sur la technologie de transmission à haute fréquence 25 GHz/26 GHz comme technologie de base. Le leur intervalle de mesure maximal peut atteindre 30 mètres, et ils supportent diverses méthodes d'installation, telles que les connexions filetées ou à bride. Ils sont largement utilisés pour le suivi continu du niveau dans les réacteurs, les silos de matériaux solides et les récipients de procédés complexes.

Cet article fournit une explication systématique du principe de fonctionnement, des caractéristiques essentielles et des avantages majeurs des instruments de mesure de niveau à radar à haute fréquence 25 GHz/26 GHz par rapport aux systèmes à radar à basse fréquence traditionnels.

I. Principe de fonctionnement des instruments de mesure de niveau par radar à haute fréquence

METRAVON – Ces mesureurs utilisent une conception de circuit microstrip à haute fréquence pour générer internement des signaux d'impulsion micro-ondes à haute fréquence ; 25 GHz/26 GHz.

Transmission d'impulsions :Selon les principes de conception des guides d'ondes à haute fréquence, des impulsions micro-ondes sont transmises depuis l'extrémité d'une antenne en PTFE (polytétrafluoroéthylène), hautement résistante à la corrosion, vers la surface du milieu mesuré.
Réflexion du signal :Lorsque l'impulsion transmise atteint la surface du milieu mesuré, une partie de l'énergie micro-onde est réfléchie vers l'antenne et reçue en raison de la variation de la constante diélectrique à l'interface du milieu.
Calcul du temps de vol :L'instrument intègre un microprocesseur intelligent qui utilise la technologie de mesure du temps de vol pour calculer avec précision l'intervalle de temps Δt entre l'impulsion transmise et l'impulsion reçue.
Calcul de la distance et du niveau :Sur la base de la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques (c), l'instrument calcule la distance D entre le plan de référence de l'antenne et la surface du milieu, puis détermine le niveau en temps réel en fonction de la hauteur totale du récipient :

D = c × Δt / 2

II. Caractéristiques fondamentales des mesures de niveau par radar à haute fréquence

Ces appareils offrent les caractéristiques physiques et l'adaptabilité suivantes pour fonctionner dans des conditions industrielles exigeantes :

– Excellente performance de réflexion ;– Longueur d'onde micro-onde courte ; par exemple, la longueur d'onde pour le modèle 26 GHz est d'environ 11 mm, ce qui assure une bonne performance de réflexion sur les surfaces solides inclinées.

Haute capacité de focalisation et forte résistance aux interférences :– L'angle de faisceau restreint concentre l'énergie transmise, génère un signal d'écho fort et permet d'éviter les réflexions provenant des structures internes du réservoir ou des obstacles.

– Zone morte réduite et adaptabilité aux petits récipients :– Une zone morte réduite associée à une plage de mesure étendue permet des mesures précises, même dans des récipients à petit diamètre et avec une hauteur limitée.

Aucune usure mécanique et aucune contamination ;: L'antenne est compacte et facile à installer ; sa conception de mesure sans contact élimine toute usure mécanique et ne contamine pas le milieu mesuré ;

Adaptabilité aux milieux à constante diélectrique faible ;: Idéal pour les solides massifs et certains liquides présentant une constante diélectrique relativement faible, tels que les huiles légères et les solvants organiques.

Haut rapport signal/bruit et résistance aux fluctuations de surface ;: un haut rapport signal/bruit permet de maintenir une sortie de mesure stable, même lorsque la surface du milieu est fortement perturbée ou turbulente.

Haute adaptabilité environnementale :Cet instrument peut être utilisé dans des conditions impliquant des gaz corrosifs, de la mousse, de la vapeur d'eau, des variations de température, des variations de pression ou des concentrations élevées de poussière, en fonction des spécifications du modèle sélectionné et des conditions opérationnelles réelles.

III. Avantages principaux du radar à haute fréquence par rapport au radar à basse fréquence : les mesures de niveau par radar à haute fréquence

Fonctionnant selon la norme 25 GHz/26 GHz, surmontent plusieurs limitations des anciens instruments de radar à basse fréquence 6 GHz, telles que la dispersion étendue du faisceau et les dimensions importantes de l'antenne.et offre des avantages techniques significatifs :

Sélection et dimensionnement des performances ;	Avantages du radar à haute fréquence (25 GHz / 26 GHz) ;	Limitations du radar à basse fréquence (6 GHz) ;
Focalisation du faisceau et directionnalité ;	Énergie fortement concentrée avec unangle de faisceau étroit ;,Permet d'éviter plus facilement les conduites et les agitateurs internes ;	L'angle de faisceau large augmente la probabilité que les signaux micro-ondes frappent les parois du réservoir ou les obstacles internes, générant ainsi des échos parasites ;
Mesure du niveau de matières solides en volume ;	Une longueur d'onde courte d'environ 11 mm assure une réflexion forte sur les surfaces inclinées des matériaux solides en volume. Cela en fait un dispositif particulièrement adapté à la mesure du niveau de solides en quantité importante	des longues longueurs d'onde peuvent générer des signaux réfléchis plus faibles sur les surfaces inclinées de matériaux en quantité importante
Installation dans de petits récipients	une fréquence plus élevée permet d'utiliser une antenne compacte, adaptée à des buses de montage compactes et à de petits réservoirs de stockage	des dimensions d'antenne plus importantes nécessitent un espace d'installation plus important ainsi que des ouvertures de processus plus larges
Résistance à l'accumulation et à la condensation	La conception compacte de l'antenne le rend plus facile d'ajouter la protection de la poussière ou les structures d'anti-condensation, réduisant l'influence des dépôts	De plus grandes antennes peuvent être plus susceptibles de l'accumulation matérielle ou de l'humidité, qui peut atténuer des signaux de micro-onde
L'excellente directionnalité de non-contact d'isolement de la mesure	peut soutenir la mesure par les fenêtres non métalliques appropriées dans certaines applications externes de mesure	Une énergie plus dispersée de micro-onde rend la mesure précise en isolant des matériaux plus difficile

IV. METRAVON – Applications industrielles et support d'intégration de systèmes ;

– En tant que fournisseur professionnel d'équipements de surveillance et d'automatisation industrielle, METRAVON a optimisé ses jauges de niveau à radar à haute fréquence pour répondre aux exigences d'intégration de systèmes industriels et de projets EPC :

– Protocoles de communication industriels standards ;– Support natif des communications 4-20 mA + HART et RS485 (Modbus RTU), ce qui facilite l'intégration avec les dispositifs PLC et les plateformes DCS.et systèmes IoT industriels.

Conception structurelle à haute fiabilité ;: Options de connexion de processus à plusieurs brides et filetages sont disponibles, ainsi que revêtements en PTFE résistants à la corrosion et interfaces de purge optionnelles pour les environnements à forte concentration de poussière, permettant ainsi de répondre aux exigences liées aux conditions de fonctionnement à haute température, à haute pression et en milieu fortement corrosif.

Entretien réduit et exploitation à long terme : la conception de circuit à état solide combinée à des algorithmes intelligents de traitement d'échos permet de réduire les besoins en maintenance sur site et assure une stabilité de mesure durable dans les projets d'ingénierie.;

FAQ

Q1 : Pourquoi le radar à haute fréquence 26 GHz est-il plus adapté pour mesurer les solides en volume dans les silos de ciment ou de charbon ?

Étant donné que la longueur d'onde du radar 26 GHz n'est que d'environ 11 mm, cette longueur d'onde courte permet d'obtenir une réflexion intense sur les surfaces solides massives inclinées ou irrégulières. En combinaison avec un angle de faisceau restreint, ce dispositif peut fonctionner efficacement dans des espaces poussiéreux et capturer l'écho réel provenant de la surface du matériau.

Q2 : Comment un niveaumètre radar à haute fréquence évite-t-il les interférences dans un réacteur équipé d'un agitateur ?

L'angle de faisceau étroit du radar à haute fréquence 25 GHz/26 GHz permet au faisceau radar de traverser les espaces disponibles entre l'agitateur et la paroi du réservoir. De plus, la fonction intégrée du dispositif« Suppression des échos parasites »peut supprimer les réflexions provenant des structures internes fixes et améliorer la stabilité des mesures.

Q3 : Les antennes des jauges de niveau à radar à haute fréquence sont-elles facilement affectées par l'accumulation de matériaux ou par la condensation ?

Les antennes radar à haute fréquence sont compactes, ce qui facilite l’utilisation de la protection anti-condensation PTFE sur la surface de l’antenne. Dans des conditions extrêmement poussiéreuses ou cristallisantes, une bride optionnelle avec une interfacede purge d’airpeut également être utilisée pour le nettoyage périodique de la surface de l’antenne.

Conclusion

Avec leur25 GHz/26 GHz faisceau étroit, rapport signal/bruit élevé, taille d’antenne compacité, et une forte résistance aux interférences de la vapeur et de la poussière, les indicateurs de niveau radar à haute fréquence sont maintenant une solution importante pour la surveillance de niveau en continu dans les récipients industriels modernes et les silos de matériaux solides.

METRAVONs’engage à fournir aux intégrateurs de systèmes mondiaux, aux fournisseurs de solutions IoT, aux entrepreneurs de projets et aux sociétés d’ingénierie des équipements de mesure de niveau industriel stables et efficaces et un soutien à la sélection technique.

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