Trasmettitori di livello radar per vasche di acquacoltura: monitoraggio e guida alla selezione

I bacini per pesci, i bacini per gamberi, i serbatoi di acquacoltura e i sistemi di acquacoltura a ricircolo richiedono tutti un monitoraggio affidabile del livello dell'acqua. Il livello dell'acqua può variare a causa del riempimento, del drenaggio, dell'evaporazione, delle precipitazioni, del funzionamento dei sistemi di filtrazione e dello scambio regolare dell'acqua. Livelli di acqua eccessivamente elevati o troppo bassi possono compromettere il funzionamento di pompe, apparecchiature di filtrazione, sistemi di drenaggio e l'intero sistema di acquacoltura.

I trasmettitori di livello a radar consentono di misurare in modo continuo e senza contatto il livello dell'acqua, installando il sensore al di sopra della superficie acquatica. L'apparecchio invia onde elettromagnetiche verso l'acqua e calcola la distanza in base al segnale riflesso. Poiché il sensore non deve rimanere immerso nel bacino, la misurazione a radar permette di ridurre i problemi associati alla bioincrostazione, ai sedimenti, alla salinità e alla manutenzione degli elementi di rilevamento sommersi.

1.Cosa rende diversa la misurazione del livello nei bacini di acquacoltura?

I bacini per l'acquacoltura possono sembrare semplici impianti di controllo del livello dell'acqua, ma il loro ambiente operativo è spesso più complesso rispetto a un serbatoio di stoccaggio chiuso. Aeratori, pompe di circolazione, condizioni meteorologiche all'aperto, esposizione al mare, movimenti della superficie e la formazione di schiuma possono tutti influenzare la scelta e l'installazione degli strumenti di monitoraggio.

Variazione continua del livello dell'acqua

Il riempimento, il drenaggio, l'evaporazione e le precipitazioni possono far variare continuamente il livello del bacino; pertanto, la misurazione continua risulta spesso più utile rispetto a un singolo interruttore per il livello massimo o minimo.

Superficie dell'acqua in movimento

Gli aeratori, le pompe, gli ingressi d'acqua e il vento possono generare onde e un movimento superficiale continuo.

Ambiente esterno

L'apparecchio può essere esposto a pioggia, radiazione solare, umidità, variazioni di temperatura e venti intensi.

Condizioni corrosive

Le applicazioni marine e in acquacoltura ad alta salinità richiedono un alloggiamento, un sistema di montaggio e materiali di fissaggio adeguati.

2. Come misura il radar il livello dell'acqua in un bacino di acquacoltura?

Il trasmettitore radar è installato sopra il bacino e invia onde elettromagnetiche ad alta frequenza verso la superficie dell'acqua. Il segnale viene riflesso dalla superficie e ricevuto dall'apparecchio. Il trasmettitore calcola quindi la distanza tra il sensore e la superficie dell'acqua a partire dal segnale riflesso.

Quando è nota l'altezza di riferimento dell'installazione, il livello effettivo dell'acqua può essere calcolato come segue:

Livello dell'acqua = Altezza di riferimento − Distanza misurata fino alla superficie dell'acqua

L'intero processo di misurazione è senza contatto. Nessuna sonda di rilevamento deve rimanere permanentemente sommersa nel bacino, il che può ridurre l'esposizione diretta alla crescita biologica, ai sedimenti, al sale e alle operazioni di pulizia di routine.

3. Perché utilizzare il radar senza contatto per il monitoraggio del livello dell'acqua in acquacoltura?

– Sensori di pressione sommersi, galleggianti e altri dispositivi di misurazione del livello a contatto possono essere utilizzati anche nei bacini di acquacoltura.Tuttavia, i sensori che rimangono sommersi per lunghi periodi possono essere soggetti a bioincrostazione, sedimenti, depositi di sale o danni meccanici.

I trasmettitori di livello a radar sono installati sopra la superficie dell'acqua e non presentano alcun elemento di rilevamento immerso in modo continuo nel bacino. Questa configurazione può risultare utile in casi in cui l'accesso per la manutenzione è limitato, quando l'operatore desidera evitare cablaggi sommersi, oppure quando è necessario integrare più bacini in un sistema centralizzato di monitoraggio remoto.

4. La nebbia, l'umidità e la pioggia influenzano la misurazione del livello mediante radar?

Il radar utilizza onde elettromagnetiche invece di onde acustiche. A differenza della misurazione a ultrasuoni, il radar non dipende dalla velocità del suono nell'aria; pertanto, le variazioni normali di temperatura dell'aria, umidità e flusso d'aria hanno generalmente un'influenza diretta limitata sulla velocità di propagazione del segnale di misurazione.

Tuttavia, il radar non dovrebbe essere descritto come in grado di penetrare senza alcun effetto nebbia illimitata, goccioline d'acqua o condensazione. Una forte condensazione, uno strato d'acqua persistente o una contaminazione sull'antenna possono comunque compromettere la qualità dell'eco. Per questo motivo, nelle installazioni all'aperto è opportuno valutare la protezione mediante un involucro, la posizione del sensore, la stabilità di montaggio e, ove appropriato, la protezione contro le condizioni meteorologiche.

5. Gli aeratori possono influenzare la misurazione del livello d'acqua con il radar?

Gli aeratori a ruota a pale, i sistemi a aria diffusa e gli impianti di circolazione possono generare un intenso movimento della superficie dell'acqua, bolle d'aria e spruzzi. Se il trasmettitore radar è installato direttamente sopra un'area fortemente turbolenta, il valore misurato può variare, anche se il livello medio del bacino rimane stabile.

Il trasmettitore dovrebbe pertanto essere installato lontano dalle zone di aerazione, di ingresso e di uscita più intense, e posizionato sopra un'area che rappresenti il livello medio del bacino.Laddove persistano movimenti superficiali moderati, è possibile ricorrere a tecniche di smorzamento, di mediazione o di filtraggio per migliorare la stabilità dell'output.

6. La schiuma influisce sulla misurazione del livello tramite radar?

La schiuma può formarsi negli stagni di acquacoltura a causa dell'aerazione, della materia organica disciolta o delle variazioni delle condizioni dell'acqua. Non si deve presumere che il radar penetri automaticamente tutta la schiuma. Lo spessore della schiuma, la sua densità, il contenuto idrico e la frequenza del radar influenzano tutti il segnale riflesso.

Uno strato di schiuma sottile o intermittente si distingue da uno strato di schiuma denso e persistente. Se la schiuma è abbondante e presente in modo regolare, tale condizione dovrebbe essere indicata nelle informazioni di applicazione durante la selezione del prodotto, in modo da consentire una valutazione adeguata della frequenza radar, della posizione di montaggio e delle prestazioni di eco previste.

7. Quali sono i vantaggi di 80GHz Utilizzo del radar nell'acquacoltura?

80GHz Il radar è in grado di generare un fascio di misurazione relativamente stretto. Questa caratteristica può risultare utile quando il sensore è installato vicino al bordo del bacino, su una trave strutturale, oppure in presenza di tubi, supporti o altri elementi fissi situati in prossimità del percorso di misurazione.

Le dimensioni compatte dell'antenna possono inoltre semplificare l'installazione. Tuttavia,80GHz Non è richiesto automaticamente per ogni stagnino di acquacoltura. La frequenza radar appropriata deve comunque essere selezionata in base alla distanza di misurazione, all'altezza di installazione, alle condizioni della superficie e alle strutture circostanti.

8. Radar vs. ultrasuoni per la misurazione del livello in uno stagno di acquacoltura

– entrambe le tecnologie, radar e ultrasoniche, possono essere utilizzate per la misurazione del livello dell'acqua nell'acquacoltura convenzionale. In applicazioni caratterizzate da ampie variazioni di temperatura all'aperto, un flusso d'aria intenso, spazi di installazione ridotti o ostacoli strutturali in prossimità, il sistema a radar può offrire vantaggi significativi in termini di installazione.La misurazione a ultrasuoni può comunque risultare adatta per stagni più semplici in cui le condizioni acustiche sono stabili.

9. Applicazioni tipiche nell'acquacoltura

Monitoraggio del livello negli stagni per pesci

Monitora in modo continuo le variazioni del livello dell'acqua causate da riempimento, scarico, precipitazioni ed evaporazione, fornendo dati per il rifornimento idrico manuale o automatico.

Monitoraggio del livello del bacino per gamberi

Adatto ad applicazioni di acquacoltura marina e ad alta salinità, qualora l'attrezzatura di montaggio, i fissaggi e i materiali degli strumenti siano selezionati per resistere alla salinità e alla corrosione.

Sistemi di acquacoltura a ricircolo

Permette il monitoraggio di serbatoi di coltivazione, serbatoi di filtrazione, serbatoi di accumulo e serbatoi di trattamento come parte di un sistema di monitoraggio centralizzato basato su PLC o RTU.

Riempi e svuoti automatici

I segnali continui del livello dell'acqua possono essere utilizzati da un PLC per controllare valvole di riempimento, pompe di drenaggio e funzioni di allarme.

10. Come è possibile monitorare a distanza i dati di livello ottenuti tramite radar?

Il trasmettitore di livello a radar è responsabile della misurazione del livello dell'acqua, mentre la trasmissione remota dei dati è generalmente gestita da un PLC, da un RTU, da un registratore di dati o da un gateway industriale. A seconda dello strumento selezionato, è possibile utilizzare segnali 4-20mA oppure lo standard RS485 Modbus RTU per trasmettere i dati di livello all'interno del sistema di controllo.Transmettitore di livello a radar

→ PLC / RTU / Registratori di dati → 4G / Ethernet / LoRa WAN → Piattaforma di monitoraggio remoto

Il sistema a livello superiore può fornire tendenze storiche, registri di allarmi, controllo del riempimento e monitoraggio centralizzato di più stagni. La logica di controllo automatico dovrebbe includere un adeguato isteresi e un ritardo temporale, in modo che i movimenti superficiali a breve termine non causino commutazioni eccessive di pompe o valvole.

11. Quali informazioni sono necessarie per la selezione di un trasmettitore di livello radar per l'acquacoltura?

12. Considerazioni di installazione

Il trasmettitore radar deve essere installato sopra una posizione che rappresenti il livello medio dell'acqua del bacino. È da evitare di installarlo direttamente sopra aeratori a ruota a pale, getti d'ingresso intensi, uscite di drenaggio o altre aree caratterizzate da forti perturbazioni superficiali.

I supporti fissi, i tubi e altre strutture devono, ove possibile, essere mantenuti al di fuori del fascio radar primario.Le strutture di montaggio all'aperto devono essere meccanicamente stabili; inoltre, la sigillatura dei cavi, i circuiti di drenaggio, la protezione contro le sovratensioni e il messa a terra devono essere progettati in conformità alla progettazione elettrica del sito.

Per l'uso in acqua di mare o in sistemi di acquacoltura ad alta salinità, la resistenza alla corrosione dei supporti di montaggio, dei fissaggi, degli involucri e dei materiali esposti deve essere presa in considerazione anche nel processo di selezione.

FAQ

Q1: Il radar è adatto per il monitoraggio del livello dell'acqua nei stagni per pesci?

A1: Sì.Il radar consente misurazioni continue senza contatto e non richiede che l'elemento di rilevamento rimanga sommerso nel bacino.

Q2: I trasmettitori di livello a radar possono essere utilizzati nei bacini per gamberi e nell'acquacoltura in acqua di mare?

A2: Sì, tuttavia l'acqua salata e il spruzzo di sale possono risultare corrosivi. I componenti di fissaggio, i elementi di fissaggio e i materiali per gli strumenti devono essere selezionati in base a tali condizioni.

Q3: Un aeratore può interferire con la misurazione radar?

A3: Sì. Forti movimenti superficiali e spruzzi d'acqua possono causare fluttuazioni temporanee nelle misurazioni. Il sensore deve essere installato lontano dalla zona più turbolenta ed è possibile applicare un filtraggio adeguato.

Q4: La nebbia o un'elevata umidità possono impedire la misurazione radar?

A4: L'umidità normale ha generalmente un'influenza diretta limitata sulla propagazione del radar; tuttavia, una forte condensazione, la presenza di film d'acqua persistenti o la contaminazione dell'antenna possono comunque compromettere la qualità dell'eco.

Q5: È possibile utilizzare il radar in presenza di schiuma?

A5: La risposta dipende dallo spessore, dalla densità e dalla durata della schiuma. La schiuma sottile e intermittente e la schiuma densa e persistente rappresentano condizioni di misurazione molto diverse; pertanto, durante la selezione è necessario identificare la presenza di schiuma abbondante.

Q6: Il radar può controllare automaticamente il riempimento del bacino?

A6: Il trasmettitore radar fornisce un segnale continuo del livello dell'acqua. Un PLC o un controllore può utilizzare tale segnale per azionare valvole di riempimento, pompe di drenaggio o sistemi di allarme in base a soglie di livello predefinite.

Q7: È possibile visualizzare il livello dell'acqua del bacino tramite smartphone o piattaforma cloud?

A7: Sì. Il segnale radar può essere acquisito da un RTU o da un gateway IoT e caricato, tramite 4G, Ethernet, LoRa WAN o altre reti, verso una piattaforma di monitoraggio remoto.

Q8: Un bacino per l'acquacoltura dovrebbe utilizzare il radar o la misurazione del livello a ultrasuoni?

A8: Entrambe le soluzioni possono risultare appropriate. Il radar può offrire vantaggi nei casi in cui variazioni di temperatura all'aperto, flusso d'aria, strutture adiacenti o installazione con fascio stretto siano fattori rilevanti. La misurazione a ultrasuoni può invece rimanere una scelta praticabile per stagni più semplici, caratterizzati da condizioni acustiche stabili.

– Conclusione

I trasmettitori di livello a radar sono adatti per il monitoraggio continuo del livello dell'acqua senza contatto in vasche per pesci, vasche per gamberi, sistemi di acquacoltura a ricircolo e altri corpi idrici aperti per l'acquacoltura. Poiché l'elemento di rilevamento non rimane sommerso, il radar riduce l'esposizione diretta a incrostazioni biologiche, sedimenti e sale, offrendo al contempo un'interfaccia per l'integrazione con PLC, RTU e sistemi di monitoraggio remoto.

Le prestazioni affidabili dipendono comunque da un'installazione corretta. Durante il posizionamento dei sensori e la selezione del prodotto, è necessario tenere conto di diversi fattori: aerazione, onde superficiali, schiuma, condizioni meteorologiche all'aperto, spruzzi di sale e strutture adiacenti. Il radar non può essere considerato del tutto immune da nebbia, schiuma o condensazione, ma in generale offre una soluzione affidabile senza contatto per numerose applicazioni di acquacoltura all'aperto.

METRAVON I prodotti per la misurazione a livello radar possono essere configurati in base alla distanza di misurazione del bacino, alle condizioni ambientali, all'interfaccia di uscita richiesta e all'architettura di monitoraggio remoto. Le interfacce disponibili includono, ad esempio, il protocollo 4-20mA.mA e RS485 Modbus RTU può essere integrato con PLC s, RTU e sistemi IoT industriali per supportare il monitoraggio del livello dell'acqua, il controllo del rifornimento e dello scarico, nonché la gestione centralizzata di numerosi stagni di acquacoltura.