Comment choisir un émetteur de niveau radar de 26 GHz? Principe de travail, antenne, plage de mesure et paramètres d'approvisionnement

1. Qu'est-ce qu'un émetteur de niveau radar de 26 GHz?

Un émetteur de niveau radar de 26 GHz désigne généralement un instrument radar industriel fonctionnant dans la bande K à une fréquence d'environ 26 GHz.

Il peut être utilisé pour:

• Réservoirs de stockage de liquides;

• les navires de transformation chimique;

• Citernes à huile;

• Citernes à eau;

• Silos de ciment;

• Silos de poudre minérale;

• Silos à grains;

• bunkers de charbon;

• Silos de cendres volantes;

• Silos granulaires.

26 GHz a été pendant de nombreuses années l'une des bandes de fréquences principales pour la mesure du niveau du radar industriel. Aujourd'hui, le marché comprend des produits radar fonctionnant à différentes bandes de fréquences comme 6 GHz, 26 GHz et environ 80 GHz.

Les fréquences différentes ne doivent pas être comprises simplement comme une nouvelle technologie doit remplacer l'ancienne technologie. C'est-à-dire

La sélection technique devrait être fondée sur:

Conditions de fonctionnement + structure d'installation + plage de mesure + moyenne + antenne.

2. Comment fonctionne un émetteur de niveau radar de 26 GHz?

Le radar transmet les ondes électromagnétiques vers la surface du milieu mesuré.

Lorsque les ondes électromagnétiques atteignent la surface, une partie de l'énergie est réfléchie et reçue par l'antenne.

L'instrument analyse la relation entre les signaux transmis et retournés pour calculer la distance entre l'antenne et la surface du matériau.

Pour une mesure typique du temps de vol, la relation peut être exprimée comme suit:

D = c × t / 2

où:

• D= distance;

• c= vitesse de propagation de l'onde électromagnétique;

• t= temps de déplacement du signal aller-retour.

L'instrument convertit ensuite la distance mesurée en un niveau liquide ou un niveau solide en vrac selon la distance de référence du réservoir vide configurée.

Toutefois, il convient de noter un point:

26 GHz décrit la bande de fréquences de fonctionnement. Il ne représente pas une seule méthode de traitement des signaux.

Différents produits radar de 26 GHz peuvent utiliser différentes technologies de mesure et de traitement des signaux. Par conséquent, toutes les caractéristiques de performance ne doivent pas être évaluées uniquement à partir du terme φ26 GHz. C'est-à-dire

Processus de mesure radar de base de 26 GHz

Étape 1 – Transmission :L'antenne radar transmet des ondes électromagnétiques vers la surface liquide ou solide en vrac.

Étape 2 – Propagation :Les ondes électromagnétiques traversent l'espace de mesure vers la surface cible.

Étape 3 – Réflexion :Une partie de l'énergie micro-ondes est réfléchie à partir de la surface du milieu mesuré.

Étape 4 – Réception :L'antenne radar reçoit le signal d'écho réfléchi.

Étape 5 – Calcul du niveau :L'électronique calcule la distance et la convertit en niveau de liquide ou de matériau correspondant selon la géométrie du réservoir configurée.

3. Pourquoi le radar de 26 GHz a-t-il été largement utilisé pour la mesure du niveau industriel?

Le radar à 26 GHz est largement utilisé dans les applications industrielles depuis de nombreuses années, principalement parce qu'il offre:

• Mesure sans contact;

• Qualité pour les liquides et les solides en vrac;

• Plages de mesure relativement longues;

• configurations d'antennes multiples;

• Capacité à manipuler des navires industriels relativement complexes;

• les versions anti-explosion, haute température et haute pression;

• Mature 4-20 mA/HART et autres interfaces industrielles.

Par exemple, l'information accessible au public pour le Endress+Hauser FMR51 montre que ce radar liquide à bande K d'environ 26 GHz peut être utilisé dans des applications à haute température et à haute pression et est disponible avec des antennes à corne. Le FMR57 est conçu pour la poudre et les matériaux granulés solides.

Par conséquent, le radar de 26 GHz ne se limite pas à la mesure des liquides.

4. Quelle distance un radar de 26 GHz peut-il mesurer?

Il n'y a pas de réponse unique à la question, combien de mètres peut mesurer un radar de 26 GHz ? C'est-à-dire

La plage de mesure maximale dépend:

• Conception de l'émetteur et du récepteur;

• Gain d'antenne;

• la réflectivité du milieu mesuré;

• Angle de surface du matériau;

• Conditions de poussière;

• l'accumulation de matériel sur l'antenne;

• Position d'installation;

• Algorithmes de traitement des signaux.

Les produits radars industriels 26 GHz sur le marché comprennent des modèles avec des plages de mesure d'environ 20 m ainsi que des versions nominales pour environ 40 m ou 70 m.

Par exemple, certaines spécifications accessibles au public pour les produits radar solides en vrac de 26 GHz indiquent des distances de mesure maximales allant jusqu'à environ 70 m. Cependant, les performances réelles de l'application peuvent encore être affectées par de faibles constantes diélectriques, des surfaces de matériaux lâches, un angle de repos et une accumulation de matériaux.

Par conséquent, la passation des marchés ne devrait pas se limiter à la question suivante:

C'est un radar de 70 mètres ? C'est-à-dire

La question la plus pertinente est la suivante :

Ce radar peut-il mesurer de façon fiable 70 mètres dans mes conditions réelles de milieu et d'installation ? C'est-à-dire

5. Quel est l'angle de faisceau d'un radar de 26 GHz?

L'angle du faisceau est fortement lié à l'ouverture de l'antenne.

Par exemple, avec quelques antennes à corne de 26 GHz:

• Les antennes à petite ouverture peuvent avoir des angles de faisceau supérieurs à 20°;

• Les antennes à corne plus grande peuvent réduire l'angle du faisceau à environ 8°–10°;

• De grandes antennes paraboliques peuvent réduire encore l'angle du faisceau.

Selon les informations Endress+Hauser accessibles au public, certains produits radar de 26 GHz avec une antenne à corne de 100 mm ont un angle de faisceau typique d'environ 8°. De grandes antennes paraboliques utilisées pour la mesure en vrac peuvent atteindre des angles de faisceau d'environ 3. 5°–4°.

Par conséquent, la taille de l'antenne est particulièrement importante pour l'application du radar de 26 GHz aux silos de hauteur.

6. Comment choisir l'antenne pour un émetteur de niveau radar de 26 GHz?

Réservoirs de stockage liquide classiques

On peut d'abord considérer les antennes Horn ou d'autres structures d'antennes libres conventionnelles.

Grand Silos

Voici les principales options à évaluer :

• Antennes à corne d'ouverture;

• Antennes paraboliques;

• Structures d'antennes à faisceaux étroits.

Médias corrosifs

Accorder une attention particulière à la compatibilité de:

• PTFE;

• PEEK;

• 316 L;

• Matériaux d'alliage;

• les matériaux d'étanchéité;

• Autres matériaux mouillés ou exposés.

Silos haute douille

En plus de l'angle du faisceau, considérer:

• accumulation de poussière sur l'antenne;

• si une connexion air-purge est disponible;

• Angle d'installation;

• Concentration de poussière.

7. Comment la constante diélectrique affecte-t-elle le radar de 26 GHz?

La mesure radar dépend de la réflexion électromagnétique de la surface du milieu mesuré.

En général, plus la réflectivité radar du médium est forte, plus il est facile pour l'instrument d'identifier l'écho de retour.

Pour les milieux à faible teneur en diélectrique, une plus grande attention devrait être accordée:

• Distance de mesure;

• Gain d'antenne;

• géométrie de la surface du matériau;

• Angle d'installation;

• Capacité de traitement des signaux.

Pour les matériaux solides en vrac, le degré de compactage doit également être pris en compte.

Le même matériau peut fournir des conditions d'écho différentes quand il est:

• Très compacté;

• Transport pneumatique;

• Entouré de poussières lourdes;

• Très lâche ou aéré.

8. Le radar de 26 GHz est-il affecté par la poussière?

Par rapport à la technologie ultrasonore, le radar utilise des ondes électromagnétiques et ne dépend pas de la vitesse de propagation du son dans l'air. Il offre donc d'importants avantages techniques dans de nombreuses applications poussiéreuses.

Le radar industriel de 26 GHz a été largement utilisé pour:

• Ciment;

• Farine brute;

• aliments pour animaux;

• houille;

• Particules minérales.

Les informations techniques pour les produits radar industriels pertinents identifient également les silos à haute poussière comme des applications radar typiques de 26 GHz.

Cependant, l'énoncé "radar peut mesurer à travers la poussière" ne signifie pas qu'une quantité illimitée de poussière ne peut jamais affecter la mesure.

Si des conditions de poussières graves entraînent également une forte accumulation d'antennes, il faudra peut-être encore purger l'air et procéder à un entretien régulier.

9. Le radar de 26 GHz peut-il être mesuré dans des conditions de haute température et de haute pression?

Oui, mais un modèle spécialement conçu pour les températures et pressions requises doit être sélectionné.

Le principe de mesure radar lui-même ne rend pas automatiquement l'instrument complet adapté aux applications à haute température ou à haute pression.

Les limites de température et de pression réelles sont déterminées par des composants tels que:

• Structure de l'antenne;

• scellements de procédé;

• les brides;

• Structure d ' isolement thermique;

• Boucles d'O;

• Conception d'isolation électronique.

Des produits radar 26 GHz conçus pour le service haute température et haute pression sont disponibles sur le marché. Certains modèles industriels publient des cotes de température des procédés atteignant plusieurs centaines de degrés Celsius et des cotes de pression adaptées au service haute pression.

Toutefois, ces valeurs sont des capacités de modèles spécifiques et ne devraient pas être appliquées aux instruments radar de 26 GHz.

10. Quels paramètres devraient être fournis lors de l'achat d'un émetteur de niveau radar de 26 GHz?

Lorsqu'on demande un devis, il est recommandé de fournir les renseignements suivants en même temps :

Ces paramètres fournissent beaucoup plus de valeur d'ingénierie que de simplement demander, Combien coûte un radar de 26 GHz? C'est-à-dire

11. Comment comprendre le radar de 26 GHz et de 80 GHz?

Le radar de 80 GHz a une longueur d'onde plus courte et peut généralement produire un faisceau plus étroit avec une antenne plus petite.

Cela offre des avantages dans des applications telles que:

• Réservoirs de stockage étroits;

• Petites connexions de processus;

• Réservoirs à structures internes complexes.

Cependant, cela ne signifie pas que toutes les applications de 26 GHz doivent être mises à niveau à 80 GHz.

Les installations de 26 GHz existantes, les connexions de processus plus grandes, les structures à haute température et à haute pression ou certaines applications solides en vrac peuvent encore être bien adaptées au radar de 26 GHz selon les conditions de fonctionnement réelles.

La fréquence n'est qu'un paramètre dans le processus de sélection global.

FAQ

Q1 : Est-ce que l'émetteur radar de niveau 26 GHz signifie que le radar fonctionne à 26 GHz?

A:Habituellement oui. Dans les applications industrielles, il s'agit généralement d'un radar à bande K fonctionnant à environ 26 GHz.

Q2: Un radar de 26 GHz peut-il mesurer les solides en vrac?

A:Oui. Le radar à 26 GHz est utilisé depuis longtemps pour les matériaux en poudre et granulaires comme le ciment, la poudre minérale, le charbon et le grain.

Q3: Quelle est la plage de mesure maximale d'un radar de 26 GHz?

A:Il n'y a pas de valeur universelle. Les produits industriels sont disponibles dans différentes classes de mesure, et certains modèles solides en vrac peuvent atteindre environ 70 m. La portée réelle dépend toujours des conditions d'exploitation.

Q4 : Quel est le meilleur radar de 26 GHz ou de 80 GHz ?

A:La sélection doit se faire en fonction de la structure du réservoir, de la taille du raccordement, du milieu, de la plage de mesure, de la température et des conditions de pression. La fréquence seule ne détermine pas quelle option est la meilleure.

Q5: Un radar de 26 GHz peut-il mesurer l'huile?

A:Oui. Toutefois, les propriétés diélectriques de l'huile, les conditions de vapeur, la température, la pression et les exigences antidéflagrantes doivent être confirmées.

Q6: Un radar de 26 GHz a-t-il une zone aveugle?

A:La limitation de la mesure en champ proche dépend du modèle spécifique et de la structure de l'antenne. La fiche technique du produit sélectionné doit être vérifiée au lieu d'assumer une valeur fixe universelle telle que 8 cm ou 40 cm.

Q7 : Un radar de 26 GHz doit-il être entretenu?

A:Le radar n'a pas de parties mobiles qui doivent toucher directement le milieu mesuré, mais l'antenne doit encore être vérifiée pour l'accumulation de poussières, la condensation, l'état d'étanchéité et l'état du câblage.

Q8: Quelles informations le METRAVON utilise-t-il pour la sélection radar?

A:METRAVON recommande de fournir des paramètres complets du réservoir et des photos de champ. La distance de mesure, les caractéristiques moyennes et les conditions d'installation doivent être évaluées ensemble afin de déterminer la fréquence, l'antenne et la connexion appropriée au processus.

Conclusion

Un émetteur radar de 26 GHz est un instrument industriel de mesure du niveau sans contact.

Pour l'approvisionnement du projet, les paramètres qui doivent vraiment être évalués comprennent :

Plage de mesure, antenne, angle de faisceau, réflectivité moyenne, température, pression, poussière, structure d'installation et exigences anti-explosion.

Les spécifications individuelles telles que 26 GHz, 70 m ou haute précision ne doivent pas être comparées indépendamment des conditions réelles d'exploitation.

Pour les réservoirs de stockage de produits chimiques, les systèmes de traitement de l'eau, les applications de produits pétroliers et les grands silos solides en vrac, METRAVON recommande de confirmer les conditions de base du processus et de l'installation avant la cotation, puis de déterminer si le radar de 26 GHz, le radar de 80 GHz et la structure d'antenne correspondante fournissent la solution la plus appropriée.

Ressources connexes

Compteurs radar · Mesure des niveaux

Auteur: Arvin · Source: METRAVON Instruments