Come selezionare il sensore di livello radar destro: Guida di selezione di ingegneria

I sensori di livello radar sono ampiamente utilizzati nei bacini d'acqua, serbatoi di stoccaggio, vasi di processo, sistemi di acque reflue e solidi di massa silos. Lo strumento corretto non può essere selezionato dalla frequenza, dall'intervallo di misura o dal prezzo da solo. I fattori più importanti sonoproprietà del prodotto, resistenza alla riflessione, distanza di misura, temperatura di processo e pressione, geometria del vaso, ostruzioni interne e connessioni di montaggio disponibili.

1. Inizia con quattro condizioni di selezione chiave

1. Processo medio

Acqua, olio, acido, alcali, solvente, liquami, polvere o granuli? Il mezzo colpisce la forza dell'eco, i materiali dell'antenna, e se una sonda immersa è appropriata.

2. Distanza di misura

Determinare la distanza effettiva massima dal punto di riferimento antenna al livello più basso, e verificare il livello massimo contro lo strumento' s limitazione del campo.

3. Condizioni di lavoro

Confermare temperatura, pressione, vuoto, vapore, schiuma, polvere, agitazione e turbolenza superficiale.

4. Condizioni di installazione

Controllare la dimensione dell'ugello, l'altezza dell'ugello, il diametro del vaso, le strutture interne, e se una sonda immersa è accettabile.

2. Perché Media Properties è la prima fase di selezione?

La misurazione del livello radar dipende dall'energia elettromagnetica riflessa dalla superficie del prodotto. Therelativa costante dielettrica, condizione superficiale e forma fisica del prodottoquindi influenza la forza eco. In generale, i materiali dielettrici più elevati forniscono riflessi più forti, mentre gli idrocarburi e altri liquidi a basso dielettrico richiedono maggiore attenzione alla progettazione dell'antenna, alla gamma di misura e al margine del segnale.

Soluzioni acquatiche e acquatiche

Normalmente forniscono forti riflessi radar e sono generalmente applicazioni semplici per il radar non contatto.

Oli e idrocarburi

In genere hanno una costante dielettrica inferiore, quindi la gamma massima, la progettazione dell'antenna e il margine eco disponibile devono essere controllati.

Prodotti Viscosi o Rivestimenti

Dove l'accumulo pesante è probabile su una sonda immersa, il radar non contatto è spesso attraente.

Supporti corrosivi

Antenna, connessione di processo, fodera in flangia e materiali di tenuta devono essere controllati per la compatibilità chimica.

Importante:Non esiste una soglia universale dielettrica-costante che determina se ogni sensore radar funzionerà. Le condizioni dielettriche misurabili minime dipendono da frequenza, antenna, gamma, progettazione della sonda e capacità di elaborazione del segnale.

3. Radar Pulse, Radar FMCW o Radar Onda Guidata?

Nessuna di queste tecnologie è universalmente superiore. FMCW, in particolare circa 80GHz radar free-space, è sempre più utilizzato per la misurazione non-contatto, mentre il radar d'onda guidato mantiene importanti vantaggi nella misurazione dell'interfaccia, nelle camere confinate e nelle applicazioni a bassa dielettrica selezionate.

4. Perché 80GHz Radar è utile in Vessels complessi?

Narrow Beam

Aiuta a evitare muri di nave, strutture di rinforzo, tubi, supporti e alcuni componenti di agitatore.

Antenne compatte

Una buona messa a fuoco del fascio può essere raggiunta con connessioni di processo relativamente piccole.

Solidi Bulk

Utile per cemento, grano, polvere minerale, pellet di plastica e altri materiali con superfici di prodotto inclinate.

Design non connesso

Evita una sonda immersa che potrebbe diventare pesantemente rivestita da prodotti viscosi o cristallizzanti.

Il vantaggio principale di 80GHz è il suolunghezza d'onda corta e capacità di raggio stretto, piuttosto che una pretesa generale di maggiore penetrazione. Schiuma, condensazione grave, prodotti a basso dielettrici e altre condizioni difficili richiedono ancora una valutazione specifica dell'applicazione.

5. Come dovrebbe Gamma, Distanza e Accuratezza Near-Field essere selezionato?

Distanza di misura massima

Utilizzare la distanza massima effettiva dal punto di riferimento antenna al livello più basso liquido o solidi, non solo l'altezza nominale del contenitore.

Limitazioni di prossimità

Diversi sensori radar hanno diverse distanze minime misurabili. Valori come 0. 08 m o 0. 3 m non devono essere applicati universalmente.

Precisione di misurazione

Il controllo generale del processo, la batching e le applicazioni relative all'inventario o alla custodia hanno requisiti di precisione diversi e dovrebbero utilizzare la classe di strumenti appropriata.

Un margine fisso del 10% non è un requisito universale. La selezione dovrebbe invece tenere conto del punto di montaggio effettivo, del livello massimo e minimo, delle condizioni operative anormali e del margine di segnale disponibile.

6. Posizione di installazione può essere più importante di accuratezza nominale

Molti problemi di campo sono causati dall'installazione piuttosto che dall'accuratezza dello strumento. Un radar ad alta precisione può ancora produrre letture instabili se il suo raggio colpisce direttamente un flusso di aspirazione, raggio, tubo o agitatore.

Evitare i flussi di riempimento

Non mirare il radar direttamente a cadere liquido o materiale di massa.

Evitare ostruzioni interne

Controllare il percorso del fascio per travi, tubi, bobine di riscaldamento, supporti e agitatori.

Controllare l'ugello di montaggio

Il diametro e l'altezza dell'ugello devono soddisfare i requisiti dell'antenna per evitare forti echi falsi.

Controllare la direzione Antenna

Le applicazioni liquide normalmente mirano alla superficie, mentre i solidi richiedono la considerazione della posizione di riempimento e della pendenza del materiale.

Nessuna distanza da parete universale:Un requisito fisso come 200 mm o 300 mm dalla parete del contenitore non è applicabile ad ogni sensore radar. Frequenza, dimensione dell'antenna, diametro del vaso e angolo del fascio determinano la posizione di montaggio accettabile.

7. Come selezionare Radar per alta temperatura, pressione e supporti corrosivi

Alta temperatura

Confermare il processo e le temperature ambientali insieme alle valutazioni di temperatura dell'antenna, della tenuta e dell'elettronica.

Alta pressione o vuoto

Controllare la connessione di processo, flangia, progettazione di tenuta e valutazione della pressione piuttosto che affidarsi solo al principio di misurazione del radar.

Supporti corrosivi

Selezionare PTFE, PFA, 316L o altri materiali compatibili in base al processo chimico effettivo.

Aree pericolose

La certificazione di protezione contro le esplosioni deve corrispondere al progetto e alla classificazione delle aree pericolose. La classificazione dell'involucro IP non è un sostituto della certificazione Ex.

8. Sensori di livello radar per applicazioni acqua e acque reflue

I bacini d'acqua, i serbatoi delle acque reflue, i sistemi d'acqua tempestiva, i pozzi bagnati e le stazioni di pompaggio sono applicazioni comuni per il radar senza contatto. A differenza dei sensori di pressione sommersi, il radar non rimane in continuo contatto con l'acqua. A differenza della misurazione a ultrasuoni, il radar utilizza onde elettromagnetiche e non richiede compensazione della temperatura per i cambiamenti nella velocità del suono della fase gassosa.

Trattamento acque reflue

Acque di scarico, serbatoi di fissaggio, stazioni di sollevamento e controllo del livello di bagnato.

Monitoraggio delle tempeste

I bacini, i culvert, le strutture sotterranee e i punti di monitoraggio delle inondazioni urbane.

Idrogeno

Fiumi, canali, serbatoi e altre applicazioni di monitoraggio a livello acqua non contaminato.

Acqua industriale

bacini d'acqua di raffreddamento, serbatoi d'acqua di fuoco, serbatoi d'acqua di processo e strutture di stoccaggio.

Il radar dovrebbe avere una visione chiara della superficie dell'acqua e deve essere posizionato lontano da forte flusso di ingresso, cascate, sporgenti strutture di cemento, e altre ostruzioni fisse. Gli impianti esterni dovrebbero anche considerare la protezione dalle intemperie, la stabilità di montaggio, la protezione dalle sovratensioni e la protezione dei cavi.

9. Quale segnale di uscita dovrebbe essere selezionato?

4-20 mA

Comune per gli ingressi analogici PLC, DCS e RTU nei sistemi di processo industriali.

4-20 mA + HART

Aggiunge la configurazione dei parametri, la diagnostica e le funzioni di manutenzione remota selezionate.

Modbus RS485

Utile per data logger, gateway IoT e sistemi di monitoraggio digitali multisensori.

Altre reti industriali

I grandi progetti di processo dovrebbero corrispondere al protocollo di comunicazione all'architettura di controllo degli impianti.

Dieci. Guida rapida di selezione radar

11. Quali informazioni è necessario prima di acquistare un sensore di livello radar?

Prodotto

Nome medio
Liquido o solido
Viscosità
Corrossività
Tendenza di rivestimento o cristallizzazione

Vessel

Altezza
Diametro
Dimensioni ugello
Altezza ugello
Strutture interne

Condizioni di lavoro

Temperatura
Pressione
Vuoto
Schiuma
Vaporizzatore
La polvere

Requisiti elettrici e di progetto

Alimentazione elettrica
4–20 mA/HART o RS485
Requisiti di precisione
Requisiti di area pericolosa
Foto o disegni del serbatoio

  FAQ: Selezione del sensore di livello radar

1. Quale costante dielettrica è necessaria per il radar senza contatto?

Non esiste una soglia universale per tutti gli strumenti radar. I prodotti dielettrici inferiori generalmente forniscono riflessi più deboli, quindi vanno considerati la gamma, il design dell'antenna, la frequenza radar e la sensibilità dello strumento. Il radar d'onda guidato può anche essere valutato per prodotti molto a basso dielettrici.

2. Dovrebbe essere sempre utilizzato un radar 80GHz per un bacino d'acqua?

Non necessariamente. 80GHz è particolarmente utile quando lo spazio di installazione è limitato o è necessario un fascio stretto per evitare le strutture del bacino. Altre tecnologie radar non a contatto adatte possono essere utilizzate anche per applicazioni convenzionali ad acqua aperta.

3. Quale radar è adatto per un serbatoio con un agitatore?

In primo luogo determinare se la posizione di montaggio può mantenere il raggio radar lontano dall'albero agitatore e le lame. Il radar a fascio stretto di 80GHz può ridurre le interferenze, mentre il radar ad onda guidato può anche essere considerato in vasi ristretti selezionati.

4. Qual è la tipica zona cieca di un sensore di livello radar?

Non c'è valore universale. Il radar Pulse, il radar FMCW e il radar d'onda guidato hanno diversi limiti di campo. Il livello massimo deve essere sempre controllato contro le specifiche del modello selezionato.

5. Il radar FMCW è sempre più accurato del radar di impulso?

L'accuratezza finale non può essere determinata solo dal principio di organizzazione. FMCW offre una forte risoluzione della distanza e capacità di elaborazione del segnale, ma la precisione effettiva dipende anche dall'antenna, dall'elettronica, dall'algoritmo, dalla gamma e dalla qualità di installazione.

6. Come scegliere il radar per i supporti corrosivi?

La misurazione non-contatto è spesso attraente, ma PTFE, PFA, 316L, o altri materiali devono essere selezionati in base alle reali esigenze di compatibilità chimica. È inoltre necessario controllare i parametri di temperatura e pressione.

7. Un sensore di livello radar richiede una calibrazione frequente?

Radar normalmente non richiede frequenti calibrazioni standard del liquido come un sensore analitico, ma la distanza vuota, l'intervallo di misura e le impostazioni di uscita devono essere configurate correttamente. Le applicazioni di processo critico o di misura devono essere verificate periodicamente in base al sistema di qualità del progetto.

8. Qual è l'errore di selezione radar più comune?

Selezionando solo per il massimo della gamma e del prezzo ignorando il mezzo di processo, l'ugello di montaggio, le ostruzioni interne, il livello massimo e il percorso del fascio dell'antenna è una causa comune di false eco e prestazioni del campo instabile.

9. Il radar è adatto per il monitoraggio delle inondazioni urbane?

Si'. Il radar non-contatto può essere utilizzato nei culvert, negli spazi sotterranei, nelle infrastrutture delle acque di tempesta e nei punti di monitoraggio delle inondazioni a bassa quota. Anche il campo di montaggio, protezione ambientale, protezione da sovratensioni, comunicazione e misura deve essere considerato.

Dieci. Quali informazioni richiede METRAVON per la selezione dei radar?

Si prega di fornire il nome medio, la distanza di misura massima, il livello massimo, la temperatura, la pressione, le dimensioni del serbatoio o del bacino, il collegamento di montaggio, le strutture interne, i requisiti di uscita, i requisiti di area pericolosa e le foto del sito.

Conclusioni

La scelta del sensore di livello radar giusto non è semplicemente una scelta tra 26GHz e 80GHz o tra impulso e FMCW. Il punto di partenza dovrebbe essere ilprocesso medio, gamma di misura, temperatura e pressione, geometria del vaso, condizioni di installazione e requisiti del sistema di controllo.

Per i bacini d'acqua convenzionali, i serbatoi e le applicazioni generali non contatto, il polso o il radar FMCW possono essere selezionati in base alle condizioni di intervallo e di montaggio. Per i vasi complessi, gli spazi confinati e i solidi di massa silos, 80GHz radar FMCW a fascio stretto è spesso vale la pena valutare. Per liquidi a basso dielettrico, la misurazione dell'interfaccia e le applicazioni selezionate di bypass-chamber, il radar d'onda guidato può fornire vantaggi aggiuntivi.

METRAVON consiglia di completare una recensione di processo e installazione prima della quotazione finale piuttosto che selezionare un sensore dalla portata massima da solo. Le informazioni complete su vascello, media e di montaggio possono ridurre significativamente i problemi di messa in servizio e il rischio di sostituire lo strumento dopo l'installazione.