METRAVON高周波レーダーレベル計：動作原理と主な特長

産業プロセス制御、化学物質の保管・輸送、および倉庫管理システムにおいて、液体レベルや粉体レベルを含む高精度な連続測定は、生産安全および自動化レベルに直接影響を及ぼします。高周波レーダーレベル計（高周波パルスレーダー液体レベル計および高周波パルスレーダー固体レベル計を含む）は、25 GHz/26 GHz高周波伝送技術をその中核技術として採用しています。最大測定範囲は30メートルまで達し、ねじ接続やフランジ接続など、多様な設置方法に対応しています。本機器は、反応器、固体材料用サイロ、および複雑なプロセス用容器における連続レベルモニタリングに広く用いられています。

本記事では、従来の低周波レーダーと比較した、25 GHz/26 GHz高周波レーダーレベル計の動作原理、中核となる特徴および主要な利点について体系的に解説しています。

I. 高周波レーダーレベル計の動作原理

METRAVON）：高周波レーダーレベル計は、高周波マイクロストリップ回路設計を用いて内部で高周波マイクロ波パルス信号を生成する（25 GHz/26 GHz）。

パルス伝送：高周波導波路設計の原理に基づき、耐腐食性の高いPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）アンテナの端部からマイクロ波パルスを測定対象媒体の表面へと伝送する。
シグナル反射：発信されたパルスが測定対象物の表面に到達すると、媒体界面における誘電率の変化により、マイクロ波エネルギーの一部がアンテナ側へ反射され、受信されます。
飛行時間算出：本機器には、飛行時間測定技術を用いた知能型マイクロプロセッサが搭載されており、送信されたパルスと受信されたパルスとの間の時間間隔 Δt を高精度で算出します。
距離およびレベルの算出：本機器は、電磁波の伝播速度 c を基に、アンテナ基準面から媒体表面までの距離 D を算出し、その後、容器の総高に基づいてリアルタイムレベルを決定します：

D = c × Δt / 2

II。高周波レーダーレベル計

は、以下の顕著な物理的特性および厳しい産業環境への適応性を備えています：

– 卓越した反射性能：– 微波の波長が短い。例えば、26 GHzでは波長が約11 mmであり、傾斜した固体材表面からの良好な反射性能を実現します。

高い焦点調整性能と強力な干渉耐性：— 狭いビームにより伝送エネルギーを集中させ、強力なエコー信号を生成し、内部タンク構造や障害物からの反射を回避します。

— 小さなデッドゾーンと小型容器への適応性：— 小さなデッドゾーンと広範囲の測定範囲を組み合わせることで、直径が小さく、高さが限られた容器においても正確な測定が可能となります。

機械的摩耗および汚染がない。：アンテナはコンパクトで、設置が容易である。非接触式測定方式により機械的摩耗が防止され、測定対象の媒体に汚染も生じない。

低誘電率媒体に対応可能。：バルク固体や、軽油、有機溶媒など、比較的低い誘電率を有する特定の液体に適している。

高い信号対雑音比および表面変動への耐性：：高い信号対雑音比により、媒体の表面が激しく乱れたり乱流状態にあった場合でも、安定した測定出力が維持されます。

強力な環境適応性：本機器は、選択したモデルの仕様および実際の運用条件に応じて、腐食性ガス、泡、水蒸気、温度変動、圧力変化、および高濃度の粉塵といった環境下でも使用可能です。

III。高周波レーダーと低周波レーダーとの主要な利点：

型高周波レーダー用レベル計（25 GHz/26 GHz）は、従来の6 GHz型低周波レーダー機器に見られる広範囲のビーム分散や大型アンテナといったいくつかの制限を克服しています。そして、顕著な工学的利点を提供します：

選定および性能・寸法；	高周波レーダーの利点（25 GHz / 26 GHz）；	低周波レーダーの制限事項（6 GHz）；
ビームフォーカスおよび方向性；	純粋に集中したエネルギーと純粋な狭いビーム角；。内部配管や攪拌装置を回避しやすくします。	広い光線角度により、マイクロ波信号がタンク壁や内部障害物に当たる可能性が高まり、誤ったエコーが発生します。
バルク固体材料の液位測定。	約11 mmの短波長により、傾斜したバルク材料表面から強力な反射が得られます。大量固体材料のレベル測定に最適です。	長い波長では、傾斜した大量物質の表面からより弱い反射信号が発生する可能性があります。
小型容器への設置。	高周波数により、小型の取り付けノズルや小型貯蔵タンクに適したコンパクトなアンテナを実現できます。	より大型のアンテナは、より多くの設置スペースおよびより大きなプロセス開口部を必要とします。
堆積および凝縮に対する耐性。	コンパクトなアンテナ設計により、粉塵防止機能または凝結防止構造の追加が容易になり、付着物の影響を軽減できます。	大型アンテナは、材料の付着や湿気の蓄積に対してより敏感である可能性があります。マイクロ波信号を減衰させる機能を備えている：
隔離型非接触測定法；	優れた方向性により、特定の外部測定用途において適切な非金属窓を介した測定を可能にする；	より広域に散乱したマイクロ波エネルギーは、隔離材を介した正確な測定を困難にする；

IV。METRAVON：エンジニアリング応用およびシステム統合サポート

METRAVONは、産業用モニタリングおよび自動化機器の専門サプライヤーとして、産業システム統合およびEPCプロジェクトの要件に対応する高周波レーダーレベル計を最適化しています：

（産業用標準通信プロトコル）；（4-20 mA + HARTおよびRS-485（Modbus RTU）通信へのネイティブサポート）は、PLCやDCSプラットフォームとの統合を容易にします。および産業用IoTシステム向け。

高信頼性構造設計。：多様なフランジおよびねじ式プロセス接続オプションを提供しており、PTFE製耐食性内面処理および高粉塵環境向けのオプションな清掃インターフェースを搭載。これにより、高温・高圧および強腐食性の運用環境における仕様要件を満たすことができます。

低メンテナンス性と長期運用性：：固体素子回路設計とスマートエコー処理アルゴリズムを組み合わせることで、現場でのメンテナンス負担を軽減し、工事プロジェクトにおける長期的な測定安定性を実現します。

FAQ；

Q1：26 GHz：高周波レーダーは、セメントサイロや石炭サイロにおけるバルク固体物の測定に特に適している理由は？

26 GHzレーダーの波長は約11 mmに過ぎないため、この短い波長により、傾斜したまたは不均一なバルク固体表面からの強力な反射が得られます。この特性を狭いビーム角と組み合わせることで、粉塵が充満した空間でも効果的に動作し、材料表面からの実際のエコーを正確に検出することが可能となります。

Q2：高周波レーダーレベル計は、攪拌機を備えた反応炉においていかにして干渉を回避するのでしょうか？

25 GHz/26 GHz用高周波レーダーは、狭いビーム角により、レーダービームを攪拌機とタンク壁の間の利用可能な空間を通過させることができます。さらに、本機に内蔵された「偽エコー抑制」機能により、固定された内部構造物からの反射信号を抑制し、測定の安定性を向上させます。

Q3：高周波レーダーレベル計用アンテナは、材料の堆積や凝縮によって容易に影響を受けますか？

高周波レーダーアンテナは小型化されているため、アンテナ表面にPTFE防凝結保護材を適用する際の操作が容易です。極めて粉塵が多かったり、結晶化が発生したような環境下では、Air Purgingインターフェースを搭載したオプション用フランジを用いて、アンテナ表面を定期的に清掃することも可能です。

結論：

25 GHz/26 GHzの狭いビーム、高い信号対雑音比、コンパクトなアンテナサイズ、および蒸気や粉塵による干渉に対する高い耐性を備えたにより、高周波レーダーレベル計は、現代の産業用容器や固体材料のサイロにおける連続的液位監視のための重要な解決策となっています。

METRAVON、は、グローバルなシステムインテグレーター、IoTソリューションプロバイダー、プロジェクト請負業者、およびエンジニアリング企業に対し、安定性と効率性を兼ね備えた産業用レベル測定機器および技術選定支援を提供することを使命としています。

プロジェクト選定およびエンジニアリングコンサルティング。

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