Radarowy przetwornik poziomu 80 GHz mierzy odległość, wysyłając energię mikrofalową w kierunku powierzchni i analizując sygnał powrotny. Przeliczenie odległości na użyteczny poziom wymaga określenia punktu odniesienia i mierzonej powierzchni. Przeliczenie poziomu na objętość lub masę wymaga dalszych informacji; sama częstotliwość nie definiuje żadnej z tych wielkości.
Jak odległość staje się poziomem w zbiorniku
W rozwiązaniu FMCW częstotliwość nadawania zmienia się podczas przemiatania. Opóźnienie sygnału odbitego powoduje różnicę częstotliwości, którą przyrząd przetwarza w celu oszacowania odległości. Elektronika odbiorcza musi też wybrać właściwe odbicie spośród sygnałów pochodzących od zbiornika i procesu.
Dla stałego punktu odniesienia nad cieczą i poziomej powierzchni poziom można wyrazić jako H = E - d, gdzie E oznacza odległość od punktu odniesienia do zera, a d obserwowaną odległość do powierzchni. Wszystkie wielkości muszą mieć wspólny punkt odniesienia i jednostki. Przesunięcie anteny zmienia tę geometrię nawet wtedy, gdy ciecz się nie porusza.
Przykładowo założona wartość E wynosząca 6.0 m i zmierzona wartość d wynosząca 2.4 m dają H = 3.6 m. To przykład geometryczny, a nie zalecenie ustawień przyrządu. Nie pozwala otrzymać litrów bez zależności poziomu od objętości zbiornika ani ton bez dodatkowych danych materiałowych.
Dobieraj radarowy przetwornik poziomu 80 GHz według modelu, a nie samej częstotliwości
| Opublikowany przykład | Znaczenie parametrów przy doborze |
|---|---|
| MV-RD12 | Model do cieczy z soczewką PTFE o średnicy 32 mm, nominalnym kątem wiązki 8 stopni i podanym przedziałem odległości 0.1-30 m. |
| MV-RD21 | Model do materiałów sypkich z anteną PTFE o średnicy 76 mm i nominalnym kątem wiązki 3 stopnie; trzeba wybrać konfigurację zakresu pomiarowego. |
| Wspólna częstotliwość | Nie potwierdza identycznej szerokości wiązki, przyłącza procesowego, granicznych warunków otoczenia ani dokładności wymaganej przy odbiorze. |

Model MV-RD12 można rozpatrywać do zastosowań z cieczami, natomiast model MV-RD21 ma inną antenę i jest przeznaczony do materiałów sypkich. Przy sprawdzaniu przeszkód nie przypisuj kąta wiązki modelu do materiałów sypkich mniejszemu modelowi do cieczy.
Skupienie wiązki pomaga w trudnej geometrii, ale nie usuwa wszystkich przyczyn błędów
Wyższa częstotliwość oznacza krótszą falę i przy porównywalnych wymiarach anteny może umożliwiać uzyskanie węższej wiązki. Nadal ma znaczenie rzeczywista konstrukcja anteny. Węższa wiązka może ominąć drabinę lub wężownicę, lecz może też skupić obserwację na lokalnym zagłębieniu w silosie zamiast odzwierciedlać cały zapas materiału.
Pianę, osady i kondensację należy ocenić dla rzeczywistego procesu. Pomiar bezkontaktowy nie oznacza, że antena pozostanie czysta ani że zawsze będzie dostępne prawidłowe odbicie od cieczy. Gdy działanie jest niepewne, określ warunki procesu wymagające demonstracji, zamiast polegać na ogólnej deklaracji odporności na zakłócenia.
Ustal, gdzie odbywają się przeliczenia i obsługa błędów
Udokumentuj, czy przetwornik wysyła odległość, poziom czy inną skonfigurowaną zmienną. Odbiorczy PLC, RTU lub rejestrator danych musi korzystać ze zgodnych jednostek i zamierzonego przypisania wartości. Unikaj dwukrotnego wykonywania tego samego odejmowania odległości w celu uzyskania poziomu w różnych częściach systemu.
W rozliczeniu zapasów wskaż zatwierdzoną tabelę przeliczenia poziomu na objętość i osobę odpowiedzialną za jej utrzymanie po modyfikacjach zbiornika. Dla alarmu zdefiniuj zachowanie systemu przy niedostępnym pomiarze. Wyświetlanie ostatniego prawidłowego poziomu bez wieku danych może ukryć awarię pomiaru.
Pytanie 1. Czy 80 GHz automatycznie oznacza milimetrową dokładność po montażu?
Sama częstotliwość nie określa dokładności po montażu. Korzystaj ze specyfikacji pomiaru odległości wybranego modelu i uzgodnij metodę odniesienia, warunki pracy oraz kryteria odbioru dla obiektu. Oddzielnie sprawdź wpływ montażu, wybranego odbicia od powierzchni i przeliczenia w odbiorniku. Jeśli wymagania zakupowe dotyczą objętości lub masy zapasów, uwzględnij niepewność przeliczeń i danych materiałowych, zamiast przenosić specyfikację odległości na ten wynik.
Pytanie 2. Czy radar może bezpośrednio ważyć zawartość?
Radar obserwuje odległość do powierzchni odbijającej; nie mierzy bezpośrednio całkowitej masy zawartości zbiornika. Oszacowanie masy wymaga odpowiedniej zależności objętości i danych materiałowych. W silosie materiałów sypkich jedna lokalna obserwacja powierzchni może nie reprezentować całego profilu. Jeśli wymaganym wynikiem w zamówieniu jest masa, porównaj niepewność i prace montażowe proponowanej metody określania zapasów z układem wagowym.
Pytanie 3. Czy model o największym zasięgu to najbezpieczniejszy zakup?
Najpierw dobierz użyteczny przedział i sposób montażu, a dopiero potem oceniaj największy reklamowany zakres. Sprawdź najbliższą wymaganą powierzchnię, odległość przy niskim poziomie, położenie anteny, warunki procesu i interfejs odbiorczy oferowanej wersji. Większy zasięg nie rozwiązuje problemu nieodpowiedniej strefy bliskiej lub króćca i nie dowodzi rozróżniania właściwego obiektu w istotnych stanach pracy.
Podsumowanie
Zacznij od wielkości, którą trzeba mierzyć w zbiorniku, i na tej podstawie dobierz antenę oraz punkt odniesienia. Prześlij geometrię zbiornika, dane produktu i wymagania systemu odbiorczego do oceny modelu 80 GHz.
