Antennes radar et constante diélectrique : influence sur la mesure de niveau et la sélection

Antennes de niveau radar METRAVON et constante diélectrique: impact sur la mesure et la sélection. Le transmetteur de niveau radar

émet des ondes électromagnétiques vers la surface du produit et reçoit l'écho réfléchi. La distance est calculée à partir du temps de propagation du signal ou de la relation entre la fréquence et la distance.

Deux instruments radar dotés de la même portée nominale peuvent se comporter très différemment si leur conception d'antenne conception de l'antenne, fréquence de fonctionnement, propriétés diélectriques du produit ou conditions de montage diffèrent.

1. Pourquoi l'antenne est-elle si importante?

L'antenne détermine la manière dont l'énergie électromagnétique est transmise à l'intérieur du navire, ainsi que la façon dont les échos de retour sont reçus.

Elle influence notamment:

• l'angle de faisceau;

• la directivité;

• le gain de l'antenne;

• la zone d'influence du faisceau à l'intérieur du navire;

• la sensibilité aux structures fixes;

• la résistance à la condensation et à l'accumulation.

Une antenne de plus grande taille n'est donc pas automatiquement une antenne plus performante. La conception appropriée dépend de la fréquence, de la plage de fréquences, de la connexion au procédé et de la géométrie du récipient.

2. En quoi diffèrent les antennes radar courantes?

3. Comment faire 26GHz et 80GHz Affecter la conception de l'antenne?

Une fréquence plus élevée correspond à une longueur d'onde plus courte. Pour une ouverture efficace comparable, un radar à fréquence plus élevée peut généralement produire un faisceau plus étroit.

Avantages typiques de 80GHz inclure:

• Antenne de dimensions plus compactes;

• Faisceau plus étroit;

• Meilleure évitement des parois de réservoirs et des structures internes;

• Connexions de processus plus compactes;

• Séparation améliorée des réflexions situées à courte distance.

Ces avantages ne signifient pas que 80GHz Fournit automatiquement une meilleure précision de mesure dans chaque application.

4. Que signifie la constante diélectrique dans la mesure du niveau par radar?

Pour la mesure du niveau par radar, le facteur déterminant est le contraste diélectrique entre l'espace gazeux et la surface du produit.

Lorsque l'onde électromagnétique atteint la surface du produit, la modification de ses propriétés diélectriques provoque une réflexion.

Plus la réflexion du produit est forte, plus il est aisé pour l'émetteur de distinguer l'écho de niveau réel des interférences de fond.

5. Pourquoi les milieux à haute permittivité sont-ils généralement plus faciles à mesurer?

L'eau et de nombreuses solutions à base d'eau produisent généralement un écho de surface prononcé.

Cela offre une marge de signal accrue, notamment lors de mesures à longue portée ou lorsque des structures fixes produisent également des réflexions.

Une écho plus intense ne garantit pas automatiquement une meilleure précision de distance fondamentale. La précision dépend toujours de la conception de l'instrument et de son application.

6. Pourquoi les milieux à faible permittivité sont-ils plus difficiles?

Certains huiles, hydrocarbures et solvants organiques produisent des réflexions radar plus faibles.

L'application devient plus exigeante lorsque une faible constante diélectrique est associée aux conditions suivantes:

• une plage de mesure étendue;

• une antenne de petite taille;

• une mousse de grande masse;

• une forte réflexion au fond du réservoir;

• un bouchon de montage complexe.

• Structures fixes internes.

7. Comment manipuler les milieux à faible permittivité?

1. Vérifier les propriétés diélectriques réelles du milieu.

2. Vérifier la plage diélectrique admissible du transmetteur ainsi que la distance de mesure.

3. Choisir une antenne et une fréquence de fonctionnement appropriées.

4. Éviter de placer des réflecteurs fixes puissants dans le faisceau principal.

5. Examiner la courbe d'écho afin de confirmer une marge de signal suffisante.

6. Considérez l'utilisation d'un radar à ondes guidées lorsque cela est approprié.

8. En quoi une buse de montage peut-il affecter les performances du radar?

Une buse de montage longue et étroite peut provoquer des réflexions supplémentaires et limiter la radiation effective de l'antenne.

Vérification:

• Diamètre intérieur de la buse;

• Longueur de la buse;

• La nécessité pour l'antenne de dépasser la buse;

• Assemblages soudés internes ou protubérances;

• Compatibilité entre la géométrie de l'antenne et la conception de la buse.

9. Quelle distance doit séparer le radar de la paroi du réservoir?

Il n'existe pas de règle universelle « D/6 » applicable à toutes les installations de radar.

Le concept plus pertinent est la zone d'influence du faisceau sur l'ensemble de la plage de mesure.

Le faisceau principal doit, dans la mesure du possible, éviter les parois du réservoir, les poutres structurelles, les agitateurs, les conduites de remplissage ainsi que tout autre réflecteur fort.

10. Que faut-il faire en présence d'obstacles internes?

Une priorité pratique est la suivante:

1. Améliorer la position de montage;

2. Choisir un faisceau plus étroit si cela s'avère approprié;

3. Optimiser la taille ou l'orientation de l'antenne;

4. Réexaminer la courbe d'écho réelle;

5. Recourir à la suppression d'écho fixe uniquement en cas d'interférences résiduelles inévitables;

La suppression d'échos faux par logiciel ne doit pas être utilisée pour compenser une installation mécanique fondamentalement défaillante.

11. Pourquoi la condensation et l'accumulation constituent-elles également des problèmes de sélection d'antenne?

Un film d'eau, de poussière ou un revêtement de procédé sur l'antenne modifie les conditions électromagnétiques à proximité du transmetteur.

Dans les applications où la condensation ou l'accumulation est importante, on peut recourir à une géométrie d'antenne anti-accumulation, à des matériaux adaptés face au procédé, à un purge à l'air ou à une conception facilitant le nettoyage.

12. Référence de sélection rapide d'antenne

FAQ

Q1: Une constante diélectrique plus élevée signifie-t-elle une précision accrue?

R: Pas nécessairement. Cela signifie généralement un renforcement du renvoi, tandis que la précision de distance de base dépend principalement de la conception du transmetteur.

Q2: Est-ce que 80GHz Toujours mieux que 26GHz?

A: Non Les principaux avantages de 80GHz Sont des antennes compactes et des faisceaux étroits.

Q3: Une antenne plus grande est-elle toujours préférable?

A: Non. Une ouverture plus large peut améliorer la directivité, mais elle nécessite également plus d'espace d'installation.

Q4: L'huile à faible constante diélectrique doit-elle systématiquement être mesurée à l'aide d'un radar à ondes guidées?

A: Non. Un radar en espace libre peut mesurer de nombreux liquides à faible constante diélectrique, à condition d'être correctement sélectionné.

Q5: Le radar doit-il systématiquement être installé à une distance D/6 de la paroi du réservoir?

A: Non. La position appropriée dépend de l'angle du faisceau, de la hauteur du réservoir et de sa géométrie interne.

Q6: Quelles informations sont nécessaires pour la sélection du radar?

A: Propriétés médiques et diélectriques, hauteur et diamètre du réservoir, plage de mesure, buse de montage, structures internes, température, pression, mousse, condensation et interfaces requises.

Conclusion

La précision de la mesure de niveau par radar dépend de la disponibilité d'une marge de signal suffisante dans l'écho réel du produit.

Les propriétés diélectriques du milieu déterminent l'intensité avec laquelle la surface réfléchit l'énergie radar, tandis que l'antenne et la fréquence de fonctionnement déterminent la manière dont cette énergie est transmise, focalisée et reçue.

Les milieux à faible diélectrique, les longues distances et la géométrie complexe du vaisseau nécessitent donc que l'antenne, la fréquence et l'agencement de montage soient évalués comme un système de mesure complet.