レーダーレベルの送信機アンテナは何をしますか? アンテナ タイプ、ビーム角および選択ガイド

1。 レーダーレベルの送信機アンテナは実際に何をしますか?

アンテナはレーダーレベルの送信機の最も重要なコンポーネントの1つです。

主に2つの機能を実行します。

まずは、測定された媒体の表面に電磁波を送信します。

第2、測定された媒体の表面から反映されるレーダーのエコーを受け取ります。

機器の電子ユニットは、送信された信号と返された信号の関係に基づいて、アンテナと中面の間の距離を計算します。

従って、アンテナは単に外的な付属品かハウジングの部品ではないです。

アンテナ構造は直接影響します:

• ビーム角;

• 信号の利益;

• エコーの強さ;

• 干渉への抵抗;

• 設置次元;

• 温度抵抗;

• 耐食性;

• 凝縮および物質的な蓄積への抵抗。

2。 なぜ大きなアンテナは、通常、ナローヤビームを生成するのですか?

同じ周波数帯域内で動作するレーダー機器の場合、より大きい有効なアンテナ開きは、一般的に、より狭いビームとより高い指向性を生成します。

Endress+Hauser から 26 GHz のレーダー製品を例に挙げます。

40mmのアンテナはおよそ23°のビーム角に相当しますが、100mmのアンテナはおよそ8°にビーム角を減らすことができます。 20mの測定距離では、2つのアンテナサイズのビームカバレッジ径の違いが著しい。

25 GHz 産業レーダーのためのSiemensの技術的なデータは同じような関係を示します。 ホーンのサイズによって、典型的なビーム角はおよそ19°、15°、10°および8°であり、製造業者は設置条件が許すより大きいアンテナを使用して推薦します。

これは、背が高く狭いタンクで:

ビームを狭くし、タンク壁や内部構造を避けやすくなります。

3。 レーダーレベルの送信機のビーム角は何ですか?

ビーム角は、指定された角度の外側に全くレーダーエネルギーがないという意味ではありません。

産業レーダーの器械は通常3 dBのビーム幅のような主要なビーム内の指定エネルギー減少の境界に従ってビーム角を定義します。

わずかなビーム角の外でも、一部のレーダーのエネルギーはまだ存在するかもしれません。

そのため、メインビームの端付近にある非常に強い反射オブジェクトは、まだ偽のエコーを生成する可能性があります。

これは、レーダーのインストールが単一のセンターラインに基づいて評価されるべきではない理由です。

ビームカバレッジ領域全体を考慮する必要があります。

4。 レーダーアンテナの種類は、一般的に使用されますか?

4。 1 角のアンテナ

角のアンテナは従来の産業レーダーレベルの送信機で使用される最も一般的な構造の1つです。

典型的な特徴は下記のものを含んでいます:

• よい指向性;

• 成熟した産業応用技術;

• さまざまな開きのサイズの可用性;

• ほとんどの貯蔵タンクのための適性;

• 液体およびあるバルク固体レベルの適用のための適性。

同じ動作周波数では、より大きい角の開きは一般によりよい焦点の機能を提供します。

典型的な適用は下記のものを含んでいます:

• 化学貯蔵タンク;

• 水漕;

• オイル タンク;

• プロセス容器;

• 一般的なバルク材料サイロ。

4。 2 パラボリックアンテナ

パラボリックアンテナの主な利点は高い利益および強い焦点の機能です。

バルク固体のための従来の26のGHzレーダーのレベルの送信機では、大きいパラボリック アンテナは非常に狭いビームを作り出すことができます。 そのため、特に以下のような用途に適しています。

• トールサイロ;

• 狭いサイロ;

• 多くの内部構造を持つ容器;

• 低反射率バルク固体;

• ハイダスト用途

26 GHzのバルク固体レーダー、DN200 および DN250 のパラボリック アンテナのための Endress+Hauser の技術データによると、およそ 4° および 3. の典型的なビーム角を提供できます。 それぞれ5 %。

4。 3ロッドアンテナ

ロッドアンテナは、比較的コンパクトな構造を持ち、小型のプロセス接続に適しています。

異なったプロダクトはPTFE、PEEK、または他の防蝕材料を使用するかもしれません。

それらはのために一般に使用されます:

• 小さいプロセス関係;

• 腐食性媒体;

• 限られた設置スペースが付いている貯蔵タンク。

しかし、特定のアンテナ材料に応じて、実際の温度抵抗、圧力抵抗、および化学互換性が評価されなければなりません。

すべてのロッドアンテナがすべての腐食性媒体に適したと仮定しないでください。

4。 4平面アンテナ

一部の平面アンテナは、静止画用途向けに特別に設計されています。

たとえば、特定のレーダー製品は、パイプ内の信号伝搬とエコー測定安定性を向上させるために、金属製静止パイプと一緒に特別に設計された平面アンテナを使用します。

このタイプの構造のためのインストール要件は、従来のフリースペースレーダーのそれらと完全に同一ではありません。

4。 5 レンズか統合されたアンテナ

高周波数レーダー、特に80GHzレーダー、コンパクトなレンズアンテナ、および一体型アンテナ構造の採用がますます一般的になりました。

より高い周波数はより小さいアンテナ次元と達成するためにより狭いビームを可能にしましたり、これらのアンテナを特に適します:

• 小さい容器;

• 小さいプロセス関係;

• 複雑な内部構造を持つタンク;

• タンク壁に近い設置

5。 なぜアンテナ選択は、バルクソリッドレベル測定に特に重要?

バルク固体は液体と異なって動作します。

液体の表面は通常比較的平らで、バルク固体は形成するかもしれません:

• リポーズの角度;

• 物質的なピーク;

• 物質的なうつ病;

• 不規則な表面。

たとえば、素材が上から埋め込まれると、円錐の山を形成する場合があります。

素材が底から排出されると、漏斗状のうつ病が形成されることがあります。

これらの状況では、レーダー波は、材料表面の異なる領域を窒息し、異なる反射を生成することができます。

従って、バルク固体サイロの適用は測定の間隔だけでなく、また考慮を要求します:

• レーダービームが指示される場所;

• 傾斜材料の表面の方向;

• 反射したエコーがアンテナに戻ることができるかどうか。

背の高いサイロのために、より狭いビームは、一般的にサイロの壁を避け、ターゲット領域の測定を集中する方が容易になります。

6。 アンテナが取り付けノズルを超えて拡張する必要がありますか?

いくつかの伝統的なホーンアンテナレーダー製品については、メーカーは、マウントノズルを超えて拡張するアンテナホーンを必要とするか、ノズルが指定された寸法内に残っている必要があります。 それ以外の場合、マウントノズル自体は強い偽のエコーを生成できます。

しかし、この要件は、すべてのレーダー機器に一般化することはできません。

レーダーの種類:

• 26 GHz レーダー;

• 80 GHz レーダー;

• レンズのアンテナ;

• ロッドアンテナ;

異なる許容マウントノズルの長さを持つ場合があります。

従って、プロジェクト調達の間に、次の変数は製造者に提供されなければなりません:

プロセス関係の直径+土台のノズルの高さ。

7。 レーダーアンテナ欠陥測定上の水滴は?

効果は結露の重度に依存します。

レーダー自体は周囲湿度の変化に特に敏感ではありません。 しかし、大量の結露が直接アンテナ面を覆う場合、次のことが可能になります。

• レーダー信号を増強して下さい;

• アンテナの放射線特性を変更します。

• フィールドエコーの追加を生成します。

粘度の高いメディアからの重い蓄積は、同様の問題を作成することができます。

したがって、重度の結露、結晶化、または材料の蓄積が期待されると、モデル選択中に次の要因を考慮する必要があります。

• アンテナ表面構造;

• アンテナ材料;

• エアパージシステムでも使用できます。

• 設置角度;

• 絶縁構造が必要なかどうか。

8月8日 レーダーアンテナの選択方法は?

最小限に、次の操作条件情報を提供する必要があります。

FAQ

Q1:より大きいレーダーレベルの送信機のアンテナはいつもよりよいですか。

A:同じ周波数帯域内で、より大きいアンテナはより狭いビームおよびより高い利益を提供できます。 ただし、設置スペース、プロセス接続寸法、動作条件も考慮する必要があります。

Q2:ホーンのアンテナかパラボリックのアンテナよりよいですか。

A:ネザーは普遍的に優れています。 角のアンテナは、従来の貯蔵タンクに一般的に使用されていますが、パラボリックアンテナは、より狭いビームを必要とする大型または高身長のサイロやアプリケーションに適しています。

Q3: なぜ26のGHzレーダーの送信機は頻繁に比較的大きいアンテナを使用しますか。

A:そうでなければ同じような条件の下で、有効なアンテナ開きを高めることはより多くのビーム角を減らし、焦点の機能を改善できます。

Q4:レーダーのアンテナは液体と接触入って来ることができますか。

A:フリースペース非接触レーダーは、通常、動作中に測定媒体に連絡する必要はありません。 アンテナの連続浸水は、ほとんどの従来の非接触レーダー機器の通常の動作条件とは見なされません。 特定のモデルのドキュメントをチェックする必要があります。

Q5:レーダーのアンテナの塵は不正確な測定を引き起こしますか。

A:塵の軽い層は測定にすぐに影響を与えないかもしれませんが、重度の塵蓄積は有効なエコーを弱くできます。 重いほこりを伴うアプリケーションは、空気の浄化と定期的な検査を考慮する必要があります。

Q6:小型のプロセス接続に適したアンテナタイプは?

A:密集した棒のアンテナ、レンズのアンテナ、または高周波レーダーの設計は頻繁に考慮することができます。 最終的な選択はノズル次元、測定の範囲および実際の作動状態に基づいてまだあるべきです。

Q7:より小さいビーム角はいつもよりよいですか。

A:狭いビームは、複雑で洗練された容器で明確な利点を提供しますが、レーダーの選択は、中程度の反射率、測定範囲、および設置構造を考慮する必要があります。

Q8:METRAVONが正しいレーダーアンテナを確認するために必要な情報は?

A:タンクの図面やフィールドの設置写真をプロセス接続サイズ、測定範囲、内部構造、および中型パラメータと組み合わせて提供するのが最善です。

コンテンツ

レーダーレベルの送信機のアンテナは、機器の外的外観よりもはるかに多くを決定します。 レーダー波の指向性、信号対騒音比、および複雑なタンクの正しいターゲットを識別する器械の能力に直接影響を与えます。

アンテナ選択の論理は普通液体の貯蔵タンク、腐食性媒体、塵のサイロおよび狭い容器のために異なっています。

レーダーレベルの送信機を選択するときは、METRAVONは、動作周波数、アンテナタイプ、ビーム角度、および設置構造を最大測定範囲とわずかな精度を比較するのではなく、統合システムとして評価することを推奨します。

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レーダーの水平なメートル · レベル測定

著者: アルビン ・ ソース: メトラフォン 楽器