Anglais
Chinois
Espagnol
Russe
Portugais
Allemand
Indonésien
Thaï
Vietnamien
Arabe
Italien
Turc
Polonais
Japonais
Résumé technique : Les émetteurs de niveau radar
sont des instruments de mesure de niveau continu sans contact utilisés dans les réservoirs, les réacteurs, les silos ainsi que dans les processus de matériaux en vrac. La sélection technique doit tenir compte du principe de mesure, de la fréquence de fonctionnement, de la classe de précision, du type d'antenne, du milieu mesuré et des conditions de processus. Les différents types de radar varient en angle de faisceau, en portée, en distance de blocage, en sensibilité de mise en évidence et en capacité à fonctionner en présence de structures internes.
Table des matières
Qu'est-ce qu'un transmetteur de niveau par radar ?
Un transmetteur de niveau par radar, ou instrument de mesure de niveau par radar, utilise de l'énergie électromagnétique en ondes micro-ondes pour mesurer le niveau d'un liquide ou celui de solides en vrac. Le radar à propagation libre est généralement installé au-dessus de la surface du produit et n'exige pas que l'antenne de mesure reste immergée dans le milieu de processus.
Les applications typiques comprennent les réservoirs de stockage, les récipients pour procédés chimiques, les réacteurs, les bassins d'eau, les silos, les poudres, les granules ainsi que les procédés industriels complexes.
Comment fonctionne la mesure du niveau par radar ?
Transmission par micro-ondes → Réflexion sur la surface du produit → Réception de l'écho → Traitement du signal → Calcul de la distance → Conversion de niveau
Pour radar à impulsion à temps de vol :
d = c × t / 2
SiELorsque la distance de référence est nulle, le niveau de produit peut s'exprimer par :
H = E − d
Le radar mesure d'abord la distance. L'instrument convertit ensuite cette distance en niveau, en pourcentage ou en volume, selon la configuration du récipient.
caractéristiques principales des transmetteurs de niveau radar
1. Mesure sans contact
le radar à propagation libre réduit le besoin de contact direct avec le procédé, l'usure mécanique, l'exposition à la corrosion, la contamination ainsi que la maintenance associées à certaines technologies à contact.
2. Sans mécanisme de mesure mécanique
Contrairement aux systèmes à flotteurs ou à balise verticale mécanique, le radar ne dispose généralement pas d'un ensemble de mesure mécanique en mouvement continu.
3. Adapté à diverses conditions de processus difficiles.
Le radar peut être utilisé dans des environnements comportant de la vapeur, de la poussière, des variations de température, des variations de pression, de l'agitation ou des surfaces solides irrégulières. Cependant, les températures ou pressions extrêmes, la mousse épaisse, la condensation sévère ou la poussière dense nécessitent toujours une évaluation spécifique au modèle.
4. Applicable aux liquides et aux solides en vrac
. En fonction de la fréquence, de l'antenne et du traitement du signal, le radar peut être utilisé pour détecter l'eau, les liquides industriels, les huiles, les produits chimiques, les suspensions, les poudres, les granulats, les produits minéraux, le ciment et les grains.
Comment classer les transmetteurs de niveau à radar ?
Selon le principe de mesure ;
Selon la fréquence de fonctionnement ;
Selon la classe de précision ;
Selon le type d'antenne ;
Selon le milieu mesuré ;
Selon l'application industrielle ;
1. Classification selon le principe de mesure
Radar à impulsions
Le radar à impulsions transmet de courtes impulsions micro-ondes et détermine la distance en fonction du temps de propagation ;
Radar FMCW
Le terme « FMCW » signifieOndes continues à modulation de fréquenceLe radar modifie en continu sa fréquence d'émission et calcule la distance du cible à partir de la différence de fréquence entre le signal d'émission actuel et le signal de retour retardé.
La fréquence de fonctionnement et le principe de mesure sont des concepts distincts. La mention « 26 GHz » seule ne permet pas de déterminer si un instrument est un radar à impulsions ou un radar FMCW.
2. Classification par fréquence de fonctionnement
Radar à 26 GHz
Radar à 26 GHz : il s'agit d'une technologie mature largement utilisée pour les réservoirs d'eau, les bassins d'eaux usées, les installations de stockage chimique, les réservoirs de pétrole ainsi que pour de nombreux silos conventionnels destinés au stockage de solides en quantité importante. Le radar à ondes millimétriques
80 GHz) et le radar
(80 GHz) permettent de générer un faisceau étroit grâce à une conception d'antenne adaptée, ce qui les rend particulièrement adaptés pour les cuves de petit diamètre, les réacteurs, les espaces d'installation restreints ainsi que pour les silos de solides complexes.
radar à 120 GHz et autres radars à fréquences plus élevées
radar à ondes millimétriques à fréquences élevées permet de disposer d'antennes plus petites et de faisceaux plus étroits ; cependant, les performances réelles dépendent toujours de la conception de l'antenne, de la largeur de bande de FMCW, de la réflectivité du milieu, du traitement du signal ainsi que des conditions d'installation.
Une fréquence plus élevée ne signifie pas automatiquement que tous les paramètres de performance sont supérieurs.
3. Classification par classe de précision
Radar de qualité pour processus
Radar de processus conçu pour des mesures stables et continues destinées aux alarmes, au contrôle des pompes, à l'exploitation des processus et aux tendances d'inventaire.
Radar à haute précision ou orienté vers la gestion de la propriété
Radar à haute précision peut être utilisé lorsque la répétabilité et l'incertitude de mesure sont plus exigeantes, par exemple pour le contrôle d'inventaire ou pour certaines applications de mesure de réservoirs. L'utilisation formelle pour la transmission de propriété dépend des certifications et des réglementations applicables.
4. Classification en fonction du type d'antenne
Antenne en cornet
Les antennes à cornet sont des conceptions matures offrant une bonne directionnalité. À fréquence constante, une ouverture d'antenne plus grande produit généralement un faisceau plus étroit. Les applications typiques comprennent les réservoirs classiques ainsi que certains silos de grande taille. Pour les produits à forte concentration ou à nature collante, une attention particulière est requise. Antenne parabolique
Antennes paraboliques
offrent une directionnalité élevée et une concentration d'énergie, ce qui peut être avantageux pour des applications à longue portée ou pour des applications avec des matières solides difficiles à traiter. La taille physique plus importante et la possibilité de stockage doivent être prises en compte. Antenne matricielle
Les antennes matricielles utilisent plusieurs éléments radiants pour commander le faisceau ; elles sont couramment utilisées dans les radars modernes à ondes millimétriques, où la taille compacte et les performances de faisceau étroit sont souhaitables. Les antennes à lentille
ou à conception planaire
sont fréquemment utilisées dans les radars fonctionnant à 80 GHz ou à des fréquences supérieures. Ces antennes permettent des connexions de fabrication compactes, des faisceaux étroits et des enveloppes mécaniques réduites. La compatibilité des matériaux doit être vérifiée en fonction du milieu de fabrication utilisé.
Comment comparer différentes antennes ?
| Type d'antenne : | Caractéristiques principales : | Applications typiques : | Considerations clés : |
|---|---|---|---|
| Cornet : | Antenne mature, bonne directionnalité : | Réservoirs conventionnels, grands récipients : | Espace d'installation, montage |
| gain élevé et forte directivité ; | portée étendue, silos solides ; | dimensions importantes, dépôts ; | |
| configuration en réseau ; | contrôle précis du faisceau ; | radar à ondes millimétriques, vaisseaux complexes ; | conception spécifique au modèle ; |
| lentille / planaire ; | conception compacte, connexions de petite taille, faisceau étroit ; | radar pour fréquences à partir de 80 GHz ; | compatibilité de matériaux ; |
5. Classification selon le milieu mesuré
Mesure radar du niveau de liquides
Milieux typiques : eau, liquides industriels, pétrole, produits chimiques, eaux usées et suspensions. Les facteurs importants comprennent le comportement diélectrique, la souche, les vapeurs, l'agitation, la température et la pression.
Mesure radar du niveau de solides en vrac
Produits typiques : ciment, poudre minérale, charbon, cendres, grains et billes plastiques. Les solides entraînent l'angle de repos, les piles coniques, les surfaces en forme de bec, la poussière, l'accumulation sur les parois ainsi que des variations de la géométrie de réflexion.
Comment comparer différents types de radars
| Article | Radar à 26 GHz ; | Radar à 80 GHz ; | Radar à ondes millimétriques à haute fréquence ; |
|---|---|---|---|
| Maturité technologique ; | Maturé ; | Maturé et largement adopté ; | Adoption croissante ; |
| Portée typique ; | Portée relativement large ; | Portée plus étroite ; | Portée encore plus étroite ; |
| Taille de l'antenne ; | Taille relativement importante ; | Taille plus petite ; | Potentielle taille plus petite |
| Cuvex de petite taille ; | Évaluer attentivement ; | Souvent avantageux ; | Dépend du modèle ; |
| Intérieurs complexes ; | La position d'installation est cruciale ; | Un faisceau étroit est avantageux ; | Dépend de la conception du produit ; |
| Réservoirs grands et simples ; | Adapté ; | Adapté ; | Évaluer les coûts et les besoins de processus ; |
| Silos pour solides complexes ; | Applicable ; | Souvent mérite d'être priorisé ; | Évaluation par application |
Applications industrielles typiques
1. Ciment et Silos miniers
Défi du site:Poussière lourde, surfaces irrégulières, grande hauteur de silo, accumulation et impact de remplissage.
Transmetteur de niveau radar → RS485 Modbus RTU / 4-20 mA → PLC
2. Réservoirs et réacteurs chimiques
Défi du site:Milieux corrosifs, vapeur, température, pression, agitation et structures internes.
Transmetteur de niveau radar → 4-20 mA/HART → PLC/DCS
3. Silos de grain et de matières premières en vrac
la sélection doit se concentrer sur l’angle du faisceau, la hauteur du silo, la poussière, l’emplacement de remplissage et la géométrie de la surface du matériau.
4. Réservoirs de stockage d’huile et de liquide industriel
sélectionnez en fonction de la taille du récipient, de la température du procédé, de la pression, des propriétés moyennes et des exigences de précision.
5. Surveillance à distance Multi-Silo
Transmetteurs de niveau Radar multiples → RS485/RTU → Industrial Gateway → 4G/Ethernet → SCADA/IoT
Guide de sélection de niveau Radar
| article | ce qui confirme |
|---|---|
| produit mesuré | liquide, slurry, poudre, Ou granulés |
| nom du produit | utilisé pour évaluer le comportement diélectrique et la compatibilité des matériaux |
| Distance de mesure | distance maximale au niveau le plus bas |
| géométrie du cuve | hauteur, diamètre, forme |
| internes | poutres, bobines, échelles, agitateurs, Tuyaux de remplissage |
| température de processus | normale et maximale |
| pression de processus | normale et maximale |
| Conditions de processus | mousse, poussière, vapeur, condensation, agitation |
| connexion de processus | filetage, flange, taille |
| sortie | 4-20 mA, HART, RS485 Modbus RTU |
| intégration système | PLC, DCS, RTU, SCADA, Passerelle industrielle |
| zone dangereuse | certification de protection contre les explosions requise |
facteurs d’installation
éviter le flux de remplissage
les flux de remplissage peuvent créer de forts échos dynamiques.
éviter les Obstacles internes
les tuyaux, les échelles, les agitateurs et les poutres peuvent créer des réflexions fixes.
utiliser l’angle du faisceau pour déterminer la Position de montage
ne pas appliquer une distance fixe entre le réservoir et la paroi à chaque radar. Utilisez l’angle réel du faisceau et la distance de mesure.
vérifier la géométrie de la buse
de longues buses étroites peuvent créer des réflexions supplémentaires. Suivez les exigences d’installation pour le produit spécifique.
Commission Suppression des faux échos
utilisez la cartographie des faux échos, l’amortissement et les paramètres du mode d’application au besoin.
FAQ
Q1: quelle est la différence entre un transmetteur de niveau radar et un indicateur de niveau radar?
«transmetteur de niveau Radar» est couramment utilisé pour les instruments industriels qui émettent un signal de processus, tandis que «jauge de niveau radar» est un terme plus large. Dans la pratique, la terminologie varie selon l’industrie.
Q2: le radar n’est-il pas complètement affecté par la température et la pression?
Non. La propagation du radar est relativement insensible à de nombreux changements dans la phase gazeuse ; cependant, les connexions de processus, les joints, l'antenne et l'électronique présentent toujours des limites en matière de température et de pression.
Q3 : Le 80 GHz est-il toujours préférable au 26 GHz ?
Non. Le 80 GHz permet généralement d'obtenir un faisceau plus étroit et des connexions de processus plus compactes, tandis que le 26 GHz reste adapté pour de nombreux réservoirs conventionnels et processus industriels.
Q4 : Quelle est la meilleure option : une antenne cornière ou une antenne matricielle ?
Aucun des deux n'est universellement préférable ; le choix dépend de la fréquence de fonctionnement, de la portée, de la géométrie du cuve, de la connexion de processus et du risque de stockage.
Q5 : Le radar peut-il mesurer le ciment ou la poudre minérale ?
Oui, mais la sélection doit tenir compte de la poussière, de l'angle de repos, de la hauteur du silo, des propriétés diélectriques et du risque de stockage.
Q6 : Le radar peut-il mesurer dans des réservoirs agités ?
Oui, si la position d'installation évite les obstacles importants et que l'instrument est configuré avec une suppression et un amortissement d'écho appropriés.
Q7 : Quelle est la différence entre un radar de qualité industrielle et un radar à haute précision ?
Le radar de qualité industrielle privilégie une mesure continue et stable ; le radar à haute précision accorde une importance plus grande à la répétabilité et à l'incertitude de mesure.
Q8 : Un transmetteur de niveau par radar peut-il être connecté directement à un PLC ?
Oui, cela dépend de l'interface disponible (4–20 mA, HART ou RS485 Modbus RTU).
Q9 : Quel radar devrait être privilégié pour les silos à solides complexes ?
Le radar à faisceau étroit et haute fréquence vaut souvent la peine d'être évalué en premier ; toutefois, la sélection finale dépend toujours du produit et de l'installation.
Q10 : Quel est le paramètre de sélection de radar le plus important ?
Il n'existe pas de paramètre unique. Le milieu, la plage de mesure, l'angle de faisceau, la température, la pression, l'antenne, la position d'installation et l'interface de communication doivent être pris en compte conjointement.
Conclusion
La mesure de niveau par radar est une technologie non contacte mature utilisée pour les réservoirs, les réacteurs, les silos et les processus de matériaux en vrac. La sélection appropriée exige que le principe de mesure, la fréquence de fonctionnement, la classe de précision, la structure de l'antenne, les conditions de fabrication et l'interface système soient adaptés à l'application concernée.
METRAVON – Sélection de dispositif de mesure de niveau par radar
Pour l'évaluation du projet : indiquez le nom du procédé, le type de liquide ou de matériau solide, la portée maximale, les dimensions du récipient, la température, la pression, ainsi que les conditions relatives à la poussière, à la mousse, aux vapeurs ou à la condensation ; précisez également les composants internes, la connexion au procédé, les exigences en matière de communication, ainsi que des photos du site ou des dessins du récipient.
