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I misuratori servo e radar sono entrambi impiegati nei serbatoi, ma il confronto deve partire dalla funzione richiesta. Controllo di processo, inventario, misura fiscale, interfaccia e protezione dal troppo pieno hanno requisiti diversi di accuratezza, tracciabilità e ridondanza.
Il sistema servo abbassa un dislocatore tramite un filo di misura e ne controlla la posizione in funzione della spinta di galleggiamento. Il radar determina la distanza dalla superficie mediante il segnale a microonde riflesso. Un sistema servo opportunamente configurato può misurare livello, interfaccia e densità; il radar offre una misura senza contatto e senza parti di misura mobili nel serbatoio.
Confronto rapido tra servo e radar
| Criterio | Misuratore servo | Misuratore radar |
|---|---|---|
| Principio | Equilibrio della spinta su un dislocatore sospeso | Tempo di volo o differenza di frequenza del segnale a microonde |
| Parti mobili nel serbatoio | Filo e dislocatore | Nessuna |
| Livello del prodotto | Sì | Sì |
| Interfaccia o profilo di densità | Disponibili su sistemi specifici | Non sono funzioni standard di ogni radar non guidato |
| Viscosità e depositi | Possono influire su filo e dislocatore | Nessun contatto con il liquido, ma i depositi sull'antenna riducono l'eco |
| Manutenzione principale | Filo, tamburo, azionamento, dislocatore e pulizia | Antenna, qualità dell'eco, elettronica e geometria di installazione |
Come funziona un misuratore servo
L'azionamento abbassa il dislocatore fino alla superficie. Quando la spinta raggiunge il valore impostato, il sistema mantiene la posizione e calcola il livello dalla lunghezza del filo svolto. Sequenze dedicate possono individuare un'interfaccia o ricavare informazioni sulla densità.
Il risultato dipende da condizioni del filo e del tamburo, pulizia del dislocatore, densità del prodotto e percorso verticale libero. Fluidi viscosi o cristallizzanti possono creare depositi. Getti di ingresso, agitatori e strutture interne possono deviare il dislocatore.
Come funziona un misuratore radar
L'antenna invia il segnale a microonde verso la superficie. L'elettronica misura il tempo di volo dell'impulso oppure, nel radar FMCW, la differenza di frequenza tra segnale trasmesso e ricevuto. Il livello è calcolato dall'altezza di riferimento e dallo spazio libero misurato.
Il radar non entra in contatto con il liquido e non ha parti mobili nel serbatoio. La qualità dipende tuttavia dalla posizione dell'antenna, dal percorso del fascio, dalla geometria, dagli echi falsi e dalle proprietà della superficie. Frequenza e antenna vanno scelte in base a campo, bocchello, pressione, temperatura e processo.
Influenza di vapori, schiuma e prodotto
Le normali variazioni di temperatura e pressione influenzano spesso il radar meno dei metodi acustici, ma non lo rendono indipendente dal processo. Condensa o depositi sull'antenna, superficie poco riflettente, ebollizione, schiuma spessa o vapori pesanti possono ridurre la qualità dell'eco. La compatibilità va verificata per il modello e le condizioni effettive.
Accuratezza: valutare l'intero sistema
Il dato di accuratezza dello strumento è solo una parte dell'errore finale. Per inventario o misura fiscale contano anche tabella di taratura del serbatoio, riferimento, deformazione, temperatura del prodotto, compensazione del volume, allineamento e trattamento dei dati. Un sensore accurato non corregge una geometria errata.
Per la misura fiscale occorre verificare norme applicabili, approvazione del tipo, procedura di verifica e tracciabilità. Non ogni misuratore servo o radar è automaticamente idoneo a questo servizio.
Considerazioni di installazione
Il servo richiede un percorso verticale libero, lontano da agitatori, serpentine, scale e getti. Se si usa un tubo di calma, verificarne rettilineità, fori di equalizzazione e rischio di depositi.
Il radar viene posizionato lontano da bocchelli, strutture e pareti secondo l'angolo del fascio. Un bocchello stretto o lungo può generare echi. Dopo il montaggio si registra il profilo dell'eco a livelli noti e si documentano le impostazioni di soppressione.
Integrazione con automazione e sicurezza
Entrambe le tecnologie possono inviare il livello al controllo o alla gestione inventario. Vanno verificati uscita, protocollo, alimentazione, messa a terra, protezione Ex, diagnostica e stato in caso di perdita del segnale. Le informazioni diagnostiche sono utili solo se il sistema superiore le gestisce.
Un misuratore continuo non è automaticamente una protezione indipendente dal troppo pieno. Per servizi critici, interruttore separato, circuito indipendente e prove periodiche sono definiti dall'analisi del rischio.
Manutenzione e retrofit
Il servo richiede il controllo di filo, tamburo, azionamento e dislocatore. Il radar riduce spesso la manutenzione meccanica, ma occorre controllare antenna, condensa, depositi e qualità dell'eco dopo modifiche al prodotto o al serbatoio.
In un retrofit verificare attacco esistente, altezza, cavi, protocollo e formato dati. La compatibilità meccanica non garantisce l'integrazione con il sistema di inventario o con la procedura metrologica.
Procedura di selezione
- Definire la funzione: processo, inventario, misura fiscale, interfaccia o sicurezza.
- Raccogliere dati su serbatoio, bocchello, strutture interne e campo.
- Descrivere densità, viscosità, proprietà dielettriche, pressione, temperatura, schiuma, vapore e depositi.
- Stabilire requisiti di accuratezza, certificazione, diagnostica, interfacce e ridondanza.
- Confrontare installazione, messa in servizio, manutenzione e costo del ciclo di vita.
- Per applicazioni complesse richiedere una verifica sul disegno e sui dati di processo.
Domande frequenti
Il radar è sempre migliore del servo?
No. Il radar è vantaggioso per la misura senza contatto e per l'assenza di parti mobili. Il servo può essere preferibile per funzioni specialistiche di interfaccia o densità quando il contatto è accettabile.
Il radar misura in presenza di schiuma?
Talvolta sì, ma dipende da spessore e proprietà della schiuma, frequenza, antenna e prodotto. Nei servizi critici serve una verifica applicativa o una prova.
È sempre necessario un tubo di calma?
No. Può stabilizzare alcune applicazioni, ma deve essere progettato correttamente. Diametro, saldature, depositi e fori ostruiti possono introdurre errori.
Quale strumento usare per la protezione dal troppo pieno?
La scelta deriva dall'analisi del rischio. Spesso si impiegano un interruttore indipendente, un circuito separato e una procedura di prova, mentre il misuratore continuo resta il canale operativo.
Conclusione
La tecnologia servo rimane valida per compiti specialistici di misura nei serbatoi e dell'interfaccia. Il radar è spesso scelto per la misura senza contatto e la minore manutenzione meccanica. La decisione corretta considera l'intero sistema: serbatoio, prodotto, accuratezza, sicurezza, integrazione e manutenzione.
