Comment choisir le bon capteur de niveau radar : Guide de sélection technique

Les capteurs de niveau radar sont largement utilisés dans les bassins d'eau, les réservoirs de stockage, les navires de traitement, les systèmes d'eaux usées et les silos solides en vrac. L'instrument correct ne peut être sélectionné à partir de la fréquence, de la plage de mesure ou du prix. Les facteurs les plus importants sontpropriétés du produit, résistance à la réflexion, distance de mesure, température et pression du procédé, géométrie du récipient, obstructions internes et connexions de montage disponibles.

1. Commencez par quatre conditions de sélection clés

1. Méthode

Eau, huile, acide, alcalin, solvant, lisier, poudre ou granulés? Le milieu affecte la résistance de l'écho, les matériaux de l'antenne, et si une sonde immergée est appropriée.

2. Distance de mesure

Déterminer la distance maximale réelle entre le point de référence de l'antenne et le niveau le plus bas, et vérifier le niveau maximal par rapport à l'instrument et au numéro 39; S limite près du champ.

3. Conditions du processus

Confirmer la température, la pression, le vide, la vapeur, la mousse, la poussière, l'agitation et la turbulence de surface.

4. Conditions d'installation

Vérifier la taille de la buse, la hauteur de la buse, le diamètre du récipient, les structures internes et si une sonde immergée est acceptable.

2. Pourquoi les médias sont-ils la première étape de sélection?

La mesure du niveau radar dépend de l'énergie électromagnétique réfléchie à partir de la surface du produit. Lesconstante diélectrique relative, état de surface et forme physique du produitinfluence donc la force de l'écho. En général, les matériaux diélectriques plus élevés offrent des reflets plus forts, tandis que les hydrocarbures et autres liquides à faible teneur en diélectrique exigent une plus grande attention à la conception des antennes, à la portée de mesure et à la marge de signal.

Eau et solutions aqueuses

Normalement, fournir de fortes réflexions radar et sont généralement des applications simples pour le radar sans contact.

Huiles et hydrocarbures

Typiquement, avoir une constante diélectrique plus faible, de sorte que la portée maximale, la conception de l'antenne et la marge d'écho disponible doivent être vérifiées.

Visqueux ou produits de revêtement

Lorsqu'une forte accumulation est probable sur une sonde immergée, le radar sans contact est souvent attrayant.

Médias corrosifs

Il faut vérifier la compatibilité chimique de l'antenne, de la connexion au procédé, du revêtement de bride et des matériaux d'étanchéité.

Important:Il n'y a pas de seuil universel diélectrique-constant qui détermine si chaque capteur radar fonctionnera. Les conditions diélectriques minimales mesurables dépendent de la fréquence, de l'antenne, de la portée, de la conception de la sonde et de la capacité de traitement du signal.

3. Radar pulsé, radar FMCW ou radar à ondes guidées?

Aucune de ces technologies n'est universellement supérieure. Le FMCW, en particulier le radar à espace libre d'environ 80 GHz, est de plus en plus utilisé pour la mesure sans contact, tandis que le radar à ondes guidées conserve d'importants avantages dans la mesure de l'interface, les chambres confinées et certaines applications à faible diélectrique.

4. Pourquoi le radar 80GHz est-il utile dans les navires complexes?

Perles étroites

Aide à éviter les parois des navires, les structures de renforcement, les tuyaux, les supports et certains composants agitateurs.

Antennes compactes

Une bonne mise au point du faisceau peut être réalisée avec des connexions de processus relativement petites.

Matières solides en vrac

Utile pour le ciment, le grain, la poudre minérale, les granulés de plastique et d'autres matériaux avec des surfaces de produits inclinées.

Conception sans contact

Évite une sonde immergée qui pourrait devenir fortement recouverte par des produits visqueux ou cristallisants.

Le principal avantage de 80GHz estlongueur d'onde courte et capacité de faisceau étroit, plutôt qu'une revendication générale d'une plus grande pénétration. La mousse, la condensation sévère, les produits à faible diélectrique et d'autres conditions difficiles nécessitent encore une évaluation spécifique à l'application.

5. Comment choisir l'étendue, la distance à proximité du champ et l'exactitude?

Distance de mesure maximale

Utiliser la distance maximale réelle entre le point de référence de l'antenne et le niveau le plus bas de liquide ou de solides, et pas seulement la hauteur nominale du bateau.

Limite à proximité du champ

Différents capteurs radar ont différentes distances minimales mesurables. Valeurs telles que 0. 08 m ou 0. 3 m ne doit pas être appliqué universellement.

Précision de mesure

Le contrôle général des procédés, le lotage et les applications liées à l'inventaire ou à la garde ont des exigences de précision différentes et devraient utiliser la classe d'instruments appropriée.

Une marge fixe de 10 % n'est pas une exigence universelle. La sélection devrait plutôt tenir compte du point de montage réel, du niveau maximal et minimal, des conditions de fonctionnement anormales et de la marge de signal disponible.

6. La position d'installation peut être plus importante que la précision nominale

De nombreux problèmes de terrain sont causés par l'installation plutôt que par la précision des instruments. Un radar à haute précision peut encore produire des lectures instables si son faisceau frappe directement un courant d'entrée, un faisceau, un tuyau ou un agitateur.

Évitez de remplir des flux

Ne visez pas directement le radar dans un matériau liquide ou en vrac.

Éviter les obstacles internes

Vérifiez la trajectoire du faisceau pour les poutres, tuyaux, bobines de chauffage, supports et agitateurs.

Vérifiez la buse de montage

Le diamètre et la hauteur de la buse doivent correspondre aux exigences de l'antenne pour éviter les faux échos forts.

Vérifiez la direction de l'antenne

Les applications liquides ciblent normalement la surface, tandis que les matières solides doivent être prises en considération pour la position de remplissage et la pente du matériau.

Aucune distance de paroi universelle:Une exigence fixe telle que 200 mm ou 300 mm de la paroi du bateau ne s'applique pas à chaque capteur radar. La fréquence, la taille de l'antenne, le diamètre du bateau et l'angle du faisceau déterminent la position de montage acceptable.

7. Comment choisir le radar pour haute température, pression et médias corrosifs

Haute température

Confirmer le processus et les températures ambiantes ainsi que les cotes de température de l'antenne, du joint et de l'électronique.

Haute pression ou vide

Vérifier la connexion au processus, la bride, la conception des joints et la capacité de pression plutôt que de se fier uniquement au principe de mesure radar.

Médias corrosifs

Sélectionnez PTFE, PFA, 316L, ou d'autres matériaux compatibles selon le processus chimique réel.

Zones dangereuses

La certification de la protection contre les explosions doit correspondre à la classification du projet et des zones dangereuses. La qualification de boîtier IP ne remplace pas la certification Ex.

8. Capteurs de niveau radar pour les applications d'eau et d'eaux usées

Les bassins d'eau, les réservoirs d'eaux usées, les systèmes d'eaux pluviales, les puits humides et les stations de pompage sont des applications courantes pour les radars sans contact. Contrairement aux capteurs de pression submergés, le radar ne demeure pas en contact continu avec l'eau. Contrairement à la mesure par ultrasons, le radar utilise des ondes électromagnétiques et n'exige pas de compensation de température pour les variations de la vitesse sonore en phase gazeuse.

Traitement des eaux usées

Bassins d'eaux usées, réservoirs de décantation, postes de levage et contrôle du niveau des puits humides.

Surveillance des eaux pluviales

Bassins d'eaux pluviales, ponceaux, structures souterraines et points de surveillance des inondations urbaines.

Hydrologie

Rivières, canaux, réservoirs et autres applications de surveillance des niveaux d'eau sans contact.

Eau industrielle

Bassins d'eau de refroidissement, réservoirs d'eau de feu, réservoirs d'eau de procédé et installations de stockage.

Le radar devrait avoir une vue claire de la surface de l'eau et être placé loin du fort débit d'entrée, des chutes d'eau, des structures en béton saillant et d'autres obstacles fixes. Les installations extérieures devraient également envisager la protection contre les intempéries, la stabilité du montage, la protection contre les surtensions et la protection des câbles.

9. Quel signal de sortie devrait être sélectionné?

4-20 mA

Commun pour les entrées analogiques PLC, DCS et RTU dans les systèmes de procédés industriels.

4-20 mA + HART

Ajoute la configuration des paramètres, le diagnostic et certaines fonctions de maintenance à distance.

RS485 Modbus

Utile pour les enregistreurs de données, les passerelles IoT et les systèmes de surveillance numérique multicapteurs.

Autres réseaux industriels

Les grands projets de processus devraient correspondre au protocole de communication à l'architecture de contrôle de l'usine.

10. Guide de sélection rapide des radars

11. Quelle information est nécessaire avant d'acheter un capteur de niveau radar?

Produit

Nom moyen
Liquide ou solide
Viscosité
Corrosivité
Tendance au revêtement ou à la cristallisation

Navire

Hauteur
Diamètre
Taille de la buse
Hauteur de la buse
Structures internes

Conditions du processus

Température
Pression
Aspirateur
Mousse
Vaporisation
Poussière

Exigences en matière d'électricité et de projets

Alimentation électrique
4-20 mA/HART ou RS485
Précision requise
Exigences relatives aux zones dangereuses
Photos ou dessins de citernes

  FAQ: Sélection du capteur de niveau radar

1. Quelle est la constante diélectrique requise pour le radar sans contact?

Il n'existe pas de seuil universel pour tous les instruments radar. Les produits diélectriques inférieurs fournissent généralement des reflets plus faibles, de sorte que la portée, la conception de l'antenne, la fréquence radar et la sensibilité aux instruments doivent être prises en considération. Le radar à ondes guidées peut également être évalué pour des produits à très faible diélectrique.

2. Faut-il toujours utiliser un radar 80 GHz pour un bassin d'eau?

Pas nécessairement. 80GHz est particulièrement utile lorsque l'espace d'installation est restreint ou qu'un faisceau étroit est nécessaire pour éviter les structures du bassin. D'autres technologies radar sans contact appropriées peuvent également être utilisées pour des applications conventionnelles en eau libre.

3. Quel radar convient à un réservoir avec un agitateur?

Déterminer d'abord si la position de montage peut maintenir le faisceau radar à l'écart de l'arbre et des pales de l'agitateur. Le radar à faisceau étroit de 80 GHz peut réduire les interférences, tandis que le radar à ondes guidées peut également être considéré dans certains bateaux confinés.

4. Quelle est la zone aveugle typique d'un capteur de niveau radar?

Il n'y a pas de valeur universelle. Le radar à impulsions, le radar FMCW et le radar à ondes guidées ont des limites de champ proche différentes. Le niveau maximal doit toujours être vérifié en fonction des spécifications du modèle sélectionné.

5. Le radar FMCW est-il toujours plus précis que le radar à impulsions?

La précision finale ne peut être déterminée à partir du seul principe de la fourchette. FMCW offre une forte résolution de distance et une capacité de traitement du signal, mais la précision réelle dépend également de l'antenne, de l'électronique, de l'algorithme, de la portée et de la qualité de l'installation.

6. Comment choisir le radar pour les milieux corrosifs?

La mesure sans contact est souvent attrayante, mais le PTFE, le PFA, le 316L ou d'autres matériaux devraient être choisis en fonction des exigences de compatibilité chimique réelles. Les joints, la température et la pression doivent également être vérifiés.

7. Un capteur de niveau radar nécessite-t-il un calibrage fréquent?

En règle générale, le radar ne nécessite pas de calibrage courant comme un capteur analytique, mais la distance vide, la plage de mesure et les paramètres de sortie doivent être configurés correctement. Les procédés critiques ou les applications de mesure doivent être vérifiés périodiquement selon le système qualité du projet.

8. Quelle est l'erreur de sélection radar la plus courante?

Choisir seulement par la portée maximale et le prix tout en ignorant le support de processus, buse de montage, obstructions internes, niveau maximal, et chemin de faisceau d'antenne est une cause commune de faux échos et de performance de champ instable.

9. Le radar est-il adapté à la surveillance des inondations urbaines?

Oui. Le radar sans contact peut être utilisé dans les ponceaux, les espaces souterrains, l'infrastructure des eaux pluviales et les points de surveillance des crues à basse altitude. Il faut aussi tenir compte du montage, de la protection de l'environnement, de la protection contre les surtensions, de la communication et de la plage de mesure.

10. Quelles sont les informations nécessaires pour la sélection radar ?

Veuillez indiquer le nom moyen, la distance maximale de mesure, le niveau maximal, la température, la pression, les dimensions du réservoir ou du bassin, le raccordement au montage, les structures internes, les exigences de sortie, les exigences relatives aux zones dangereuses et les photos du site.

Conclusion

Choisir le bon capteur de niveau radar n'est pas simplement un choix entre 26GHz et 80GHz ou entre impulsion et FMCW. Le point de départ devrait être lemoyen de traitement, plage de mesure, température et pression, géométrie du récipient, conditions d'installation et exigences du système de commande.

Pour les bassins d'eau classiques, les réservoirs et les applications générales sans contact, les radars pulsés ou FMCW peuvent être sélectionnés selon la portée et les conditions de montage. Pour les navires complexes, les espaces confinés et les silos solides en vrac, le radar FMCW à faisceau étroit de 80 GHz mérite souvent d'être évalué. Pour les liquides à faible diélectrique, la mesure de l'interface et certaines applications de bypass-chambre, le radar à ondes guidées peut offrir des avantages supplémentaires.

METRAVON recommande d'effectuer un examen du processus et de l'installation avant la soumission finale plutôt que de sélectionner un capteur à partir de la seule plage maximale. L'information complète sur le navire, le milieu et le montage peut réduire considérablement les problèmes de mise en service et le risque de remplacer l'instrument après l'installation.