ガイド波レーダーレベル計：特長・設置・配線・機種選定

I. ガイド波レーダーレベル計とは？

ガイド波レーダーレベル計は、プローブ棒または鋼製ケーブルを用いて、電磁波を測定対象物へと導きます。レーダー信号が対象物の表面に到達すると、その一部が反射され、プローブ棒またはケーブルを経由して計測機器へと戻ります。

本装置は、返還された信号に基づいてプローブの基準点と媒体の表面との間の距離を算出し、この距離を実際の液面高さに変換します。

従来の自由空間レーダーと比較して、ガイド波レーダーは信号の大部分をプローブ棒またはケーブルに沿って送信しており、これにより信号エネルギーが集中されます。

ただし、この構造は、選定および設置の際、以下の要素を慎重に考慮する必要があることを意味します：

プローブロッドまたはケーブルの長さ；
輸送容器の高さ；
設置用スペース；
プローブの固定方法；
混入（攪拌）が存在するかどうか；
中間液に付着性があるかどうか；
プローブ周囲に障害物があるかどうか。

II. ガイド波レーダーレベル計の特徴とは？

1. 小型貯蔵タンクに適しています

従来型の自由空間レーダーは、ビームの伝播に一定の空間を必要とします

小型タンクや空間が限られた設備では、レーダー波がタンク壁や内部構造物の影響を受ける可能性があります。

ガイド波レーダーは信号をプローブロッドまたはケーブルに沿って送信するため、特定の小型貯蔵タンクにおいて有利な測定条件を実現できます。

2. 大きな液体表面変動下での安定測定

容器内部に攪拌や液体表面の変動が存在する場合でも、適切に固定されたプローブロッドまたはケーブルにより、レーダー信号に対して比較的安定した伝播経路を確保できます。

長距離ケーブルまたは液体による強い干渉が生じる用途においては、計測機器の設置要件に応じて底部固定方式を検討できます。

3. 特定の低誘電率媒体における利点

自由空間レーダー信号は、アンテナから媒体表面まで伝搬し、有効な反射エコーを生成する必要があります。

媒体の反射特性が弱い場合、エコー信号が弱まる可能性があります。

ガイド波レーダーは電磁エネルギーをプローブロッドまたはケーブルに沿って集中させるため、特定の低誘電率媒体においてより安定した信号を提供できます。

ただし、これはガイド波レーダーが誘電率の影響を受けにくいという意味ではありません。実際の適用範囲は、各モデルの仕様書を参照して確認してください。

III. ガイド波レーダーレベル計の制限点とは何か？

ガイド波レーダーがすべての液面測定プロジェクトにおいて自由空間レーダーよりも優れているとは限りません。

一つの明らかな制限は以下の通りです：

プローブロッドまたはケーブルの長さは、実際の容器に適合する必要があります。

より長いプローブロッドまたはケーブルは、以下のような影響を及ぼします：

輸送上の困難さ；
設置上の困難さ；
維持管理上の困難さ；
機械的固定要件；

プローブロッドまたはケーブルの長さは通常、具体的な運用条件に応じて決定されるため、異なるプロジェクトに使用されたプローブが必ずしも互換可能であるとは限りません。

さらに、導波レーダーの測定範囲は、プローブの構造および機械的設置条件によっても制限されます。

一方、自由空間レーダーは船内に完全な長さのプローブを設置する必要がなく、特定の長距離測定プロジェクトに適している可能性があります。

具体的な最大測定範囲は、対応するモデルのデータシートに基づいて決定してください。

IV。ガイド波レーダーレベル計の設置時における考慮事項：

1. インストルメントの取り外しまたは設置前には電源を切る。

現存するレベル計を交換する前または配線作業を行う前には、インストルメントの電源を切り、現場の電気安全要件に従って信号配線を処理してください。

設置後、配線が正しく接続されていることを確認した上で、電源を復帰させます。

2.流入区域を避ける：

ガイド波レーダーは、廃水流入口、材料供給口、または強力な液体衝撃が生じる場所に直接設置してはならない。

受入液はケーブルの揺動を引き起こす可能性があり、また顕著な表面変動を生じさせ、測定結果に影響を及ぼす可能性があります。

3. ケーブルと周囲の構造物との接触を避ける

ガイド波ケーブルは適切な位置に配置し、以下のものとの直接的な接触を避ける必要があります：

プール壁；
パイプタンク壁；
防護カバー；
管路；
支承部；
その他の金属製構造物。

ケーブルと周囲の金属構造物との接触は、追加的な反射を引き起こす可能性があり、また機械的摩耗を引き起こす可能性があります。

V. 開業用ガイド波レーダー設置における防水処理はどのように行うべきか？

開業用設置においては、計測機器ケーブルの入力部に特に注意を払う必要があります。

設置時：

ケーブルグランドを確実に締結する；
ケーブル配管の接続部を適切にシールする；
計器外装のシール性能を維持する；
ケーブル導入部には滴下ループを設ける；
ケーブルシールドを電気的要件に従って適切に扱う。

ケーブルが計器内部に入る前に、まずケーブルを下方に曲げることで、雨水または凝縮水が最も低い位置から滴下するようにし、ケーブルを介して水が計器内部に侵入するリスクを低減できます。

— この対策は、開放式廃水タンク、貯蔵タンク、およびその他の高湿度環境において特に重要です。

— VI。信号ケーブルの設置および絶縁性試験の際には、どのような点を考慮すべきでしょうか？

一部の工事プロジェクトでは、信号ケーブルの設置が完了した後に絶縁性試験を実施しています。

例えば、特定のプロジェクト仕様では以下の項目が使用される場合があります：

（試験電圧：500 V）、VDC、
（試験時間：60秒）、
（絶縁抵抗：≥20 MΩ）、

これらのパラメータは特定の工学的要件に準拠したものであり、すべての導波式レーダーレベル計プロジェクトに適用可能な普遍的な規格ではありません。

絶縁試験を実施する前に、計測機器の電子部品が試験回路から正常に切り離されていることを確認してください。過度な試験電圧による電子機器の損傷を避けるため、試験は計測機器の取扱説明書およびプロジェクトの電気仕様に従って実施してください。

VII. レーダーレベル計の配線方法は？

さまざまなレーダーレベル計モデルでは、DCまたはAC電源のいずれかを使用する場合があります。したがって、配線を行う前に、以下の項目を確認してください：

インストルメントの名前プレート；
電源電圧；
電源供給方式；
認証要件；
端子定義；
サインル信号の極性；
接地端子。

一部の製品設置用資料では、導体断面積が約0.5 mm²–2 mm²の遮蔽済みねじれ対ケーブルの使用を推奨しています。

実際のケーブル仕様は、電源供給方式、ケーブルの走行距離、および現場の電気基準に応じて決定する必要があります。

一般的な配線手順は以下の通りです：

インストルメントの電源を切断する；
名札および配線図を確認する；
接続端子部を開ける；
ケーブルをケーブル入力口から通す；
接続端子のマークに従ってワイヤーを接続する；
要件に従って遮蔽および接地処理を行う；
极性を確認する；
ケーブルグランドを締結する；
筐体が適切に密封されていることを確認した後、電源を復帰させます。

使用する専用工具、配線剥線長および端子の取り付け方法は、対応するモデルの設置マニュアルに基づいて行う必要があります。

VIII. レーダーレベル計のモデルはどのように選定すべきか？

レーダーレベル計は、以下の各々のアンテナおよび構造設計を搭載したモデルとして提供されています：

ホーンアンテナ；
パラボリックアンテナ；
アレイアンテナ；
ロッドアンテナ；
ドロップ形状アンテナ；
平面アンテナ；
卫生面対性設計。

さまざまなモデルは、異なる運用条件に適しています。

選定の際には、以下の要素を慎重に確認してください：

運転条件、	主要考慮事項、
腐食性揮発性ガス、	アンテナおよびプロセス用材料、
大量の水蒸気、	レーダー構造および現場条件、
粉塵、	エコー強度およびアンテナ種類、
晶体化媒体、	プローブ上での材料蓄積のリスク、
大量の泡、	実際の状態照合条件
液体表面の変動	設置位置および信号処理
粉末状材料	材料表面状態および粉塵
粒状材料	測定範囲およびアンテナ
腐食性液体	材料の互換性
高粘度媒体	黒ずみ防止およびメンテナンス

したがって、レーダーレベル計のモデル選定は、単に要求される測定範囲に基づいて行うべきではありません。

IX. 80 GHzレーダーレベル計の購入に際して考慮すべき点とは？

80 GHzレーダーレベル計は、一般的に周波数変調連続波（FMCW）技術を採用しています。

各周波数スキャンサイクルにおいて、この機器は周波数が連続的に変化するレーダー信号を送信します。エコー信号が返り戻した後、その信号は現在送信された信号に対する周波数差を形成します。この周波数差に基づいて、装置は対象物までの距離を算出します。

一部の80 GHz製品仕様書には以下の内容が記載されている場合があります：

約1°の狭いビーム；
ミリメートル単位の測定精度；
高速エコー処理；
エコー曲線表示；
多言語操作インターフェース；
粉塵および蒸気を対象とする応用用途；

ただし、これらのパラメータは各製品に特有のものであり、すべての80 GHzレーダー機器に対する汎用仕様とはみなしてはなりません。

（例：

ビーム角 1°；
精度 1 mm；
測定サイクル 5 ms。

これらすべての仕様は、対応するモデルのデータシートおよび指定された試験条件のもとで確認してください。

80 GHz レーダーレベル計を購入する際には、以下のパラメータを慎重に比較してください：

最大測定範囲；
測定精度；
ビーム角；
アンテナ構造；
産業プロセス温度；
産業プロセス圧力；
粉塵および蒸気環境；
設置接続方式；
運転設定方法。

X. レーダーレベル計の基準はどのような目的で設けられているのか？

レーダーレベル計に関する規格は、主に製品設計、製造、試験、設置および産業現場での応用を規制するために使用されます。

実際の工学プロジェクトにおいては、以下の点を確認することが重要です：

本プロジェクトで適用される規格；
本製品が対応する安全要件を満たしているか；
爆発防止対策が適用されているか；
環境保護に関する要件が適用されるか；
電気設備が要求される規格に適合しているか；
関連する認証がプロジェクトの要件を満たしているかどうか。

規格は工学設計および製品の応用における重要な基準ですが、計測機器の性能を評価する際の唯一の基準ではありません。

FAQ、

Q1：「ガイド波レーダー」と「従来型レーダー」の主な違いは何ですか？

ガイド波レーダーは、プローブロッドまたは鋼鉄ケーブルを介してレーダー信号を送信するのに対し、自由空間レーダーは容器内部の開放空間を経由して媒体の表面に向かってレーダー波を送信します。したがって、これら2種類の計測装置は、設置構造および適した運用条件において大きく異なります。

Q2：ガイド波レーダーは長距離測定に適しているのでしょうか？

ガイド波レーダーの実際の測定範囲は、プローブ棒またはケーブルの長さ、機械的設置状態、および具体的なモデルによって制限されます。長距離レベル測定を行う場合、選定前に、ガイド波レーダーと自由空間レーダーの実際の仕様を比較してください。

Q3：ガイド波レーダーは誘電率の影響を全く受けていませんか？

いいえ。ガイド波構造はレーダーエネルギーを集中させることができ、特定の低誘電率媒質において有利な特性を発揮しますが、媒質の誘電特性は依然として反射信号に影響を及ぼします。

Q4：鋼鉄ケーブルをタンク壁に接触させない理由は？

鋳鉄ケーブルとタンク壁の接触は追加的な反射を生じさせる可能性があり、また長期的な摩擦は機械的摩耗を引き起こし、測定の安定性に影響を及ぼす可能性があります。

Q5：すべての80 GHz型レーダーレベル計は1 mmの精度を備えていますか？

いいえ。1 mmの精度仕様は、特定のモデルおよび指定された使用条件下にのみ適用されます。実際の精度については、該当する製品および使用条件に応じて確認する必要があります。

Q6：ガイド波レーダーはメンテナンスフリーですか？

完全にメンテナンスフリーであるとは考えられません。粘性のある媒体、結晶化する媒体、または容易に付着する媒体においては、プローブロッドまたはケーブルの状態、計測機器のシール処理、および電気的接続部を定期的に点検する必要があります。

結論：

ガイド波レーダーレベル計は、プローブロッドまたはケーブルを用いて電磁信号を導く方式であり、小型貯蔵タンク、液面の変動、および特定の低誘電率媒体に適しています。

ただし、プローブロッドまたはケーブルの長さは現場の条件に応じて決定する必要があります。プローブの長さが長くなると、設置およびメンテナンスの難易度が高まります。

設置時には、以下の点に特に注意を払う必要があります：

入口位置、ケーブルとタンク壁との間の隙間、機械的固定、ケーブル防水処理、遮蔽および接地、および配線検査。

導波レーダーや80 GHzフリースペースレーダーを選定する際には、以下の要素を総合的に考慮する必要があります：

測定範囲、媒体、誘電特性、粉塵、蒸気、泡、粘度、温度、圧力、および設置スペース。

の具体的な寸法、ケーブル仕様、絶縁試験条件および80 GHzのレーダー性能パラメータは、対応する計測器のデータシート、設置手順書、およびプロジェクトの技術仕様に基づいて定めるものとする。