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Sommario di progettazione
un trasmettitore radar ad onde guidate trasmette impulsi elettromagnetici ad alta frequenza lungo una barra, un cavo o una sonda coassiale. Quando l’impulso raggiunge una superficie o un’interfaccia dove cambiano le proprietà dielettriche, parte del segnale viene riflessa indietro. Lo strumento utilizza il tempo di ritorno per calcolare il livello o la posizione dell’interfaccia. Il radar ad onde guidate è utile per le piccole imbarcazioni, gli spazi ristretti, il servizio agitato, alcuni mezzi a bassa dielettrica e la misura dell’interfaccia, ma occorre considerare la lunghezza della sonda, la costruzione, il carico meccanico e la compatibilità dei materiali.
Indice
cos’è un trasmettitore Radar ad onde guidate?
un trasmettitore radar ad onde guidate utilizza una barra metallica, un cavo o una struttura coassiale per guidare gli impulsi elettromagnetici verso il mezzo di processo.
Il radar spazio libero si propaga attraverso lo spazio vapor. Il radar ad onde guidate si propaga lungo una sonda.
quando il segnale guidato raggiunge una superficie liquida, una superficie solida sfusa o un’interfaccia dove cambiano le proprietà dielettriche, parte dell’energia viene riflessa indietro lungo lo stesso percorso.
How Does led Wave Radar Work?
Impulso ad alta frequenza sonda sonda/cavo di propagazione controllata superficie del prodotto riflessa Echo riflessa ritorno lungo sonda sonda elaborazione segnale distanza percorsa livello
per radar ad onde guidate in tempo di volo:
d = c spessore t / 2
seELa distanza di riferimento è vuota:
H = E elevato d
a seconda del modello, lo strumento può produrre livello di uscita, distanza, percentuale e talvolta posizione dell’interfaccia.
che cos’ è TDR?
TDR sta perFattore di riflessione del dominio del tempo. Un impulso elettromagnetico veloce viaggia lungo un conduttore e riflette dove cambia l’impedenza o le condizioni dielettriche. Lo strumento misura il tempo di ritorno e il comportamento di echo per localizzare il punto di riflessione.
Rod, Cable, and coprobe type
Rod Probe
A hard metal rod rod is stable and for many small and medium tank. L’installazione richiede spazio verticale sufficiente per tutta la lunghezza della barra. Sonda a cavo
Un cavo flessibile è particolarmente indicato per serbatoi di dimensioni maggiori e risulta più semplice da trasportare. Un'agitazione intensa può spostare il cavo, mentre prodotti appiccicosi possono accumularsi su di esso. A seconda dell'applicazione, potrebbe essere necessario un ancoraggio sul fondo o l'uso di un peso.
– Sonda coassiale
il design coassiale confina più efficacemente il campo elettromagnetico e si rivela particolarmente efficace in alcune applicazioni con basso dielettricità o per serbatoi di dimensioni ridotte.Tuttavia, lo stretto spazio interno ne rende più sensibile all'accumulo viscoso, alla cristallizzazione e alle sospensioni contenenti elevate concentrazioni di solidi.
Perché è importante la costante dielettrica?
Il radar a onde guidate concentra l'energia lungo la sonda, ma l'intensità della riflessione dipende comunque dalla variazione dielettrica sulla superficie del prodotto.
Rispetto al radar in spazio libero, la propagazione guidata può migliorare la stabilità del segnale in alcuni mezzi a bassa costante dielettrica.Tuttavia, non è corretto affermare che il radar a onde guidate sia completamente indipendente dalla costante dielettrica.
Radar a onde guidate vs.Radar per spazio libero
| Articolo | Radar a onde guidate | Radar per spazio libero |
|---|---|---|
| Percorso del segnale | Lungo barra o cavo | Attraverso lo spazio del vapore |
| Contatto di processo | La sonda entra normalmente in contatto con il mezzo | Contatto non contatto normale |
| Lunghezza della sonda | Deve corrispondere all'applicazione | Non è necessaria una sonda lunga |
| Vasi di piccole dimensioni | Spesso vantaggioso | L'interazione del fascio con le pareti deve essere |
| Spazi ristretti; | Buon candidato; | Il radar a fascio stretto ad alta frequenza può funzionare efficacemente; |
| Superficie agitata; | Può risultare stabile se la sonda è adeguatamente supportata; | Dipende da fascio, filtraggio e tracciamento degli eco; |
| Prodotto appiccicoso; | L'accumulo di sonda può influenzare direttamente la misurazione. | L'antenna si trova normalmente al di sopra del prodotto |
| Very Long Range | Limitato dalla lunghezza della sonda e dalle caratteristiche meccaniche | Spesso più adatto |
| Manutenzione | Ispezionare la barra o il cavo | Ispezionare l'antenna e l'area di montaggio |
Radar a onda guidata rispetto a radar a 80 GHz
Quando il radar a onda guidata è spesso indicato da considerare
Serbatoi a piccolo diametro
Intervallo di misurazione moderato
Applicazioni in cui l'energia guidata risulta vantaggiosa
Alcuni liquidi a basso dielettricità;
Misurazione dell'interfaccia;
Superfici agitate in cui la sonda può essere stabilizzata meccanicamente;
Quando il radar a spazio libero a 80 GHz è spesso indicato per essere preso in considerazione;
La misurazione completamente senza contatto è preferibile;
Materiali appiccicosi o rivestimenti;
Una sonda di lunga lunghezza risulta impraticabile;
Serbatoi di grandi dimensioni;
Piccole connessioni di processo;
Componenti interni complessi che richiedono un fascio stretto;
solidi sfusiIl radar
a 80 GHz non è semplicemente "più avanzato" rispetto al radar a onde guidate; entrambe le tecnologie risolvono problemi meccanici e di processo diversi.
Come integrare il radar a onde guidate con PLC, DCS o RTU
4–20 mA
Radar a onde guidate → 4–20 mA → PLC AI / DCS
4–20 mA/HART
Radar a onde guidate → 4–20 mA/HART → PLC / Sistema DCS/HART
HART supporta la configurazione del dispositivo, l'impostazione dell'intervallo di misurazione, la diagnostica e le informazioni di stato, oltre al segnale analogico di livello principale.
, RS485, Modbus RTU,
alcuni modelli supportano anche la comunicazione digitale. Verificare la configurazione specifica del prodotto.
Radar a onde guidate → RS485, Modbus RTU → RTU / PLC / Gateway industriale
Radar → RS485 → Gateway → 4G / Ethernet → MQTT / HTTP → SCADA / IoT
Installazione del Radar a onde guidate
1. Evitare l'impatto di riempimento diretto
Il flusso di riempimento può causare movimenti della sonda, sollecitazioni meccaniche, accumulo di materiale e ecchi anomali.
2. Tenere la sonda lontana dalle pareti e dagli elementi interni del serbatoio
Il contatto a lungo termine con pareti, supporti, bobine o altri componenti metallici interni può generare riflessioni aggiuntive e usura meccanica.
3. Considerare l'ancoraggio al fondo per sonde a cavo lungo
In condizioni di forte agitazione o flusso, un cavo lungo potrebbe richiedere un ancoraggio. Il progetto deve tenere conto di tensione, espansione termica, carico meccanico e accessibilità per la manutenzione.
4. Adattare la lunghezza della sonda al contenitore
Prima di effettuare l'ordine, verificare l'altezza del serbatoio, la distanza tra la connessione del processo e il fondo, la posizione minima di misurazione, lo spazio libero al fondo e se sia necessario l'ancoraggio.
5.Protezione per l'ingresso dei cavi esterni
Verificare le giunzioni per cavi, le sigillature del corpo, i loop di goccia, l'arrampicamento di schermatura e la classificazione del contenitore.
: Commissionamento e configurazione
I metodi comuni di commissionamento includono schermi LCD o tastiere locali, comunicatore portatile HART, software per PC o un sistema di gestione degli asset.
Almeno confermare la distanza di riferimento vuota, la calibrazione completa, la lunghezza della sonda, il tipo di mezzo, l'unità di misura, il fattore di scala per 4 unità mA e 20 unità mA, il smorzamento, la modalità di applicazione e eventuali impostazioni relative all'estremità della sonda o all'eco falso.
Come leggere la curva dell'eco
Le caratteristiche tipiche dell'eco possono includere l'impulso di lancio, la riflessione derivante dalla connessione di processo, l'eco della superficie reale del prodotto, l'eco dell'interfaccia, l'eco all'estremità della sonda e le riflessioni provenienti da strutture fisse.
Non si dovrebbe presumere che il picco più elevato sia sempre il livello corretto; confrontare invece la curva dell'eco con il livello noto, la distanza di riferimento vuota, la lunghezza della sonda, le posizioni fisse delle interferenze e lo stato di tracciamento.
Problemi comuni e risoluzione dei guasti;
| Sintomo; | Cause comuni; | Cosa verificare; |
|---|---|---|
| Salti di livello; | Accumulo, eco strutturale, movimento della sonda, problema di parametro; | Curva di eco e condizione della sonda; |
| Livello elevato non rilevato; | Distanza di blocco superiore o interferenza nella connessione del processo; | Punto zero e distanza di blocco; |
| Errore di livello basso; | Eco del prodotto confusa con eco dell'estremità della sonda | Lunghezza della sonda e impostazioni per il termine della sonda; |
| Instabilità durante l'agitazione; | Movimento della barra o del cavo o superficie in rapida variazione; | Supporto meccanico e smorzamento; |
| Drift a lungo termine; | Accumulo o cristallizzazione della sonda; | Pulizia della sonda; |
| Funzionamento del dispositivo mA, guasto del sistema HART; | Problema di impedenza o compatibilità del circuito HART | progettazione del circuito HART |
| RS485 – nessuna risposta | A/B, indirizzo, velocità di baud, configurazione del registro | Modbus RTU parametri |
Perché è importante il buildup della sonda?
Poiché la barra o il cavo entrano direttamente nell'area di processo, liquidi appiccicosi, prodotti in fase di cristallizzazione, sospensioni, resine e mezzi ad alto contenuto di solidi possono generare riflessioni aggiuntive lungo la sonda.
Per applicazioni con accumulo significativo di materiale, un radar a 80 GHz in ambiente libero potrebbe risultare più indicato.
Il radar a onde guidate può misurare un'interfaccia?
Alcuni modelli di radar a onde guidate possono misurare sia il livello totale sia l'interfaccia tra due liquidi immiscibili.La misurazione dell'interfaccia stabile dipende dalle proprietà dielettriche delle fasi superiore e inferiore, dallo strato di emulsione, dalla schiuma, dal tipo di sonda e dall'algoritmo specifico dello strumento.
Applicazioni industriali tipiche METRAVON
1. Serbatoi per lo stoccaggio di prodotti chimici
Radar a onde guidate → 4–20 mA/HART → PLC / DCS
2. Piccoli reattori e serbatoi agitati
La propagazione guidata può ridurre l'impatto della geometria di imbarcazioni strette, in cui i fasci nel vuoto interagiscono fortemente con le pareti.
3. Misurazione dell'interfaccia Olio/Aqua o Liquido/Liquido
Utilizzare un modello compatibile con interfaccia e confermare il contrasto dielettrico e le condizioni dell'emulsione.
4. Piccoli serbatoi industriali
Il radar a onde guidate può risultare utile quando il diametro dell'imbarcazione è ridotto e lo spazio disponibile per il fascio nel vuoto è limitato.
5.PLC / DCS / Integrazione RTU
Radar a onde guidate → 4–20 mA / HART / RS485 → PLC / DCS / RTU
– Lista di controllo per la selezione del radar a onde guidate
| Elemento | Cosa confermare |
|---|---|
| Mezzo | Nome del prodotto (liquido/soluzione/solido) |
| Comportamento dielettrico | Utilizzato per valutare l'intensità dell'eco e il tipo di sonda |
| Altezza del serbatoio | Determina la lunghezza della sonda o del cavo: |
| Diametro del serbatoio: | Determina lo spazio di installazione: |
| Temperatura del processo: | Valore normale e massimo: |
| Pressione del processo: | Valore normale e massimo: |
| Viscosità: | Utilizzato per valutare il rischio di accumulo: |
| Agitazione: | Determina i requisiti di supporto meccanico: |
| Componenti interni: | Bobine, agitatori, supporti, ecc. |
| Connessione di processo; | Filo, flangia, dimensione; |
| Tipo di sonda; | Barra, cavo, coassiale, ecc.; |
| Uscita; | 4–20 mA; mA, HART; RS485; |
| Sistema; | PLC, DCS, RTU, gateway industriale; |
| Interfaccia di misurazione; | È necessario sia il livello totale che l'interfaccia?; |
FAQ;
Q1: Il radar a onde guidate è un radar a non contatto?
Non è identico al radar a spazio libero. La barra o il cavo entra normalmente in contatto con il mezzo di processo.
Q2: Il radar a onde guidate è sempre più stabile rispetto al radar a spazio libero?
No. Può risultare vantaggioso per piccole imbarcazioni, per alcuni mezzi a basso dielettricità o per servizi con agitazione e stabilità meccanica. Il radar a spazio libero risulta più efficace quando si verifica un accumulo significativo di materiale o quando è richiesta una lunga distanza di rilevamento.
Q3: Il radar a onde guidate può misurare liquidi a basso dielettricità?
Spesso sì, ma la costante dielettrica influisce ancora sulla forza dell’eco. Non deve essere trattato come completamente indipendente dalle proprietà dielettriche.
Q4: una sonda via cavo richiede sempre un ancoraggio del fondo?
No. L’ancoraggio può essere considerato per sonde lunghe o forte agitazione a seconda della progettazione del prodotto.
Q5: la sonda può essere tagliata a lunghezza nel campo?
non sempre. Alcuni modelli consentono un accorciamento controllato con la riconfigurazione prom-lunghezza; Altri no. Seguire le istruzioni specifiche del prodotto.
Q6: il radar ad onde guidate è adatto per prodotti viscosi?
può essere, ma un serio accumulo sulla sonda può creare ulteriori echi. I radar a spazio libero possono essere preferibili per rivestire fortemente i mezzi di comunicazione.
Q7: il radar ad onde guidate può misurare un’interfaccia olio/acqua?
alcuni modelli possono, purché le condizioni dielettriche e lo strato di emulsione siano adatti.
Q8: perché la misurazione a basso livello può diventare instabile?
la vera eco del prodotto può avvicinarsi alla eco di fine sonda. Controllare la lunghezza della sonda, il comportamento alla fine della sonda e le impostazioni di blocco inferiori.
Q9: qual è il migliore per un piccolo serbatoio, un radar ad onde guidate o un radar da 80 GHz?
funzionano entrambi bene. Il radar ad onde guidate limita il segnale alla sonda, mentre il radar a 80 GHz utilizza un raggio ristretto di spazio libero. La scelta migliore dipende da "buildup", "installation space" e "process connection".
Q10: il radar ad onde guidate può connettersi direttamente a PLC?
sì, a seconda che il modello specifico fornisca 4-20 mA, HART, o RS485 Modbus RTU.
conclusione
radar ad onde guidate dirige l’energia elettromagnetica lungo una barra o un cavo e calcola il livello dalla eco riflessa. È particolarmente utile nei recipienti di piccole dimensioni, negli spazi ristretti, in alcuni mezzi a bassa dielettricità e nelle applicazioni di interfaccia, ma occorre considerare la lunghezza della sonda, la costruzione, il carico meccanico, la temperatura, la pressione e i requisiti di interfaccia.
METRAVON Radar ad onde guidate e scelta dei livelli
per la valutazione del progetto, fornire nome medio, comportamento dielettrico, livello massimo e minimo, altezza e diametro del serbatoio, temperatura, pressione, viscosità, cristallizzazione o condizioni di costruzione, agitazione, connessione di processo, requisiti di misura dell’interfaccia, interfaccia di uscita, sistema ospite e foto del sito o disegni del contenitore.
