Radarowy miernik poziomu wysokiej częstotliwości: cechy, zastosowania i dobór

Miernik poziomu radarowego o wysokiej częstotliwości METRAVON – cechy, zastosowania oraz przewodnik po doborze. Model:

Miernik poziomu radarowego o wysokiej częstotliwości mierzy poziom materiału poprzez nadawanie fal elektromagnetycznych w kierunku jego powierzchni oraz odbieranie sygnału odzwierciedlanego przez powierzchnię materiału. Przyrząd oblicza odległość między anteną a powierzchnią ciekłego lub stałego materiału i przekształca tę odległość w ciągłą wartość poziomu. Radar przemysłowy w przestrzeni wolnej

W przemyśle radar oparty na wolnym obszarze historycznie wykorzystywał częstotliwości takie jak 6 GHz, 10 GHz oraz 26GHz, podczas gdy około 80GHz Radar jest obecnie szeroko stosowany zarówno w zastosowaniach z cieczami, jak i w przypadku ciał stałych. Główną zaletą inżynierską radarów o wyższej częstotliwości nie jest jedynie «wyższa dokładność», lecz możliwość osiągnięciaszerszy strzałek, bardziej skoncentrowana obszar pomiarowy oraz lepsze oddzielanie celów przy stosunkowo kompaktowej antenie.

1. Jakie są główne cechy radarowych mierników poziomu o wysokiej częstotliwości?

Szerszy strzałek

przy podobnych wymiarach anteny radar o wyższej częstotliwości może osiągać szerszy strzałek, co zmniejsza efekty odbić od pobliskich struktur.

Kompaktowy projekt anteny

mniejsza antena może nadal zapewniać wysoką skuteczność skupiania, co ułatwia jej instalację na małych połączeniach procesowych oraz w ograniczonych przestrzeniach.

Ulepszona separacja celów

Streszczony promień ułatwia unikanie agitatorów, rurociągów, belek konstrukcyjnych, ścian naczyń oraz innych wewnętrznych przeszkód.

Lepsza elastyczność instalacyjna

Określone zastosowania: wąskie kanały, wysokie silosy, małe nozle oraz aplikacje o złożonej geometrii wewnętrznej.

Na przykład, gdy wielkość anteny jest utrzymywana na podobnym poziomie,80GHz radar może zapewniać znacznie szerszy promień niż 26GHz radar. Ostateczny kąt promienia nadal zależy zarówno od częstotliwości pracy, jak i od wymiarów anteny.

2. Jakie jest różnienie między 26GHz i 80GHz Radar?

26GHz pozostaje dojrzałą i niezawodną częstotliwością radarową w przemyśle.80GHz Staje się coraz bardziej popularne, ponieważ krótsza długość fali ułatwia realizację projektów o wąskim promieniu strumienia przy użyciu kompaktowych anten.

3. Dlaczego radar o wysokiej częstotliwości jest szczególnie odpowiedni dla pomiaru masowych ciał stałych?

Płaskie powierzchnie ciał stałych różnią się od płaskich powierzchni ciekłych. Górnie i dolne punkty materiału, kąt spoczynku, nierówności powierzchni, rozmiar cząstek, właściwości dielektryczne, zawartość wilgoci oraz kąt padania mogą wpływać na sygnał radarowy odbity.

Główną zaletą radaru o wysokiej częstotliwości w zastosowaniach na materiałach stałych nie jest zatem prosty zasada, taka jak «mniejsze cząstki zawsze generują silniejszy echo w zakresie wysokiej częstotliwości». Zamiast tego kluczowe korzyści to:

skoncentrowana strefa pomiarowa

Streski wąski pozwala skupić promień na mniejszej części powierzchni materiału, co sprzyja ograniczeniu niepożądanych odbić od ścian silo.

Zmniejszenie interferencji konstrukcyjnej

Łatwiej jest unikanie wypełniania rurociągów, konstrukcji armaturowych, bel oraz innych stałych przeszkód.

Dostępne dla wysokich, wąskich silo.

Mniejsza szerokość promienia pozwala utrzymać skupienie obszaru pomiarowego na dużych odległościach.

Nowoczesny 80GHz Radar jest obecnie szeroko stosowany w przypadku materiałów proszkowych i granulowanych, w tym w wysokich siloach oraz w zastosowaniach o złożonych strukturach wewnętrznych.

4. Dlaczego radar o wysokiej częstotliwości jest przydatny w małych zbiornikach?

Głównym wyzwaniem w przypadku małych zbiorników zazwyczaj nie jest całkowita długość pomiaru, lecz ograniczona przestrzeń do instalacji oraz bliska bliskość ścian, nozłów, agitatorów oraz wewnętrznych rurociągów.

Radar o wysokiej częstotliwości może generować wąski strzałek za pomocą kompaktowej anteny, co umożliwia:

• Ustawianie mniejszych połączeń procesowych;

• Redukowanie fałszywych echa pochodzących od ścian zbiornika i nozłów;

• Unikać pobliskich rurociągów, agitatorów oraz elementów konstrukcyjnych;

• Wzmacniać elastyczność montażu w ograniczonych przestrzeniach.

Minimalną odległość pomiarową lub granicę obszaru bliższego pola nie można określić wyłącznie na podstawie długości anteny. To zależy od kompleksowego projektu urządzenia, w tym od elektroniki radarowej, anteny, przetwarzania sygnałów, połączeń procesowych oraz algorytmów wewnętrznych. Dlatego arkusz charakterystyki wybranego modelu powinien być wykorzystywany w celu finalizacji projektowania inżynieryjnego.

5. Czy wyższa częstotliwość zawsze oznacza większą dokładność?

Nie.

Częstotliwość pracy wpływa na szerokość promienia, wymiary anteny oraz zdolność do oddzielania celów, jednak końcowa dokładność pomiarów zależy również od:

• Konstrukcji elektroniki radarowej oraz przetwarzania sygnału;

• Właściwości dielektrycznych środowiska;

• Konstrukcji anteny;

• Warunki montażu;

• Zakres pomiarowy;

• Geometria powierzchni – ciekła lub stała;

• Temperatura oraz środowisko procesowe.

Z tego powodu,80GHz jest zawsze dokładniejsze niż 26GHz Nie jest to poprawne ogólny zasadę. Mniejsze, ale systematyczne zalety radaru o wysokiej częstotliwości to:szerszy promień strumienia, kompaktowa konstrukcja anteny oraz poprawiona separacja bliskich celów.

6. Jakie są zalety radaru o wysokiej częstotliwości w silozach zawierających pył?

Pył jest powszechny w magazynowaniu materiałów w proszku. Streszczony prom radiolotowy może pomóc w ograniczeniu niepożądanych odbić od ścian silo oraz elementów konstrukcyjnych, jednocześnie zapewniając bardziej skoncentrowaną strefę pomiarową.

Jednak nie jest poprawne stwierdzać, że radar o wyższej częstotliwości zawsze «lepiej przenika przez kurz». Wyniki pomiarowe w warunkach obecności pyłu zależą również od następujących czynników:

• stężenie pyłu;

• charakterystyka cząstek;

• nasłanianie anteny;

• odzwierciedlanie materiału;

• zakres dynamiczny radaru;

• zdolność do przetwarzania echa;

w przypadku zastosowań w warunkach intensywnego pyłu, wybór urządzenia powinien uwzględniać szerokość promienia, geometrię anteny, stopień zanieczyszczenia anteny, zdolność do przetwarzania sygnału oraz konieczność zastosowania funkcji oczyszczania powietrzem.

7. Jak należy radzić sobie z kondensacją, nagromadzeniem się substancji oraz parą?

Radar to technologia pomiarowa bez styku, jednak antena pozostaje narażona na atmosferę statku. Zakrzepanie, nagromadzenie pyłu, krystalizacja lub powstanie warstwy na powierzchni anteny mogą wpływać na przesyłanie i odbieranie sygnału.

antena z lęka z PTFE lub polimeru;

gładka powierzchnia może pomóc w ograniczeniu niektórych typów nagromadzeń oraz zapewnić odporność na korozję, o ile materiał jest odpowiedni dla danego procesu.

Geometria anteny typu „Drip-Off"

Wybrane kształty anteny zostały zaprojektowane tak, aby sprzyjać odpływaniu kondensatu, zamiast umożliwianie utrzymywania się go w postaci trwającego filmu ciekłego.

Czyszczenie powietrzem

W przypadku intensywnego zanieczyszczenia pyłem lub krystalizacji połączenie do czyszczenia powietrzem może pomóc w utrzymaniu czystości powierzchni anteny.

8. Jak należy radzić sobie w zastosowaniach wymagających wysokiej odporności termicznej?

Używanie w warunkach wysokiej temperatury powinno być oceniane na podstawie całkowitego dopuszczalnego zakresu temperaturowego urządzenia, a nie wyłącznie na podstawie obecności rury chłodniczej.

Różne rozwiązania radarowe mogą obejmować:

• przedłużenia anteny;

• hermetyczne połączenia procesowe odporne na wysokie temperatury;

• konstrukcje izolacji termicznej;

• elektronicę działającą zdalnie lub w oddzielnych jednostkach;

• specjalnie zaprojektowane anteny odporne na wysokie temperatury oraz połączenia procesowe.

Temperaturę procesu, temperaturę otoczenia, materiały uszczelniające oraz granice temperatury elektroniki należy potwierdzić na podstawie specyficznej karty charakterystycznej urządzenia.

9. Czy radar może mierzyć przez ścianę kontejnera?

To zależy od materiału kontejnera.

Konwencjonalny radar poziomowy działający w przestrzeni wolnejNie można przeprowadzić pomiaru przez ścianę metalowego naczynia, ponieważ metal silnie odzwierciedla energię mikrofalową.

W wybranych zastosowaniach możliwe jest przeprowadzenie pomiaru izolowanego za pomocą okna lub ściany naczynia niemetalicznego, które charakteryzuje się wystarczającą przejrzystością dla mikrofundamentów na częstotliwości pracy. Materiał, grubość, właściwości dielektryczne oraz geometria należy ocenić i przetestować.

Uwaga dotycząca selekcji: zewnętrne mocowanie za pomocą ściany zbiornika dlanie powinno być traktowane jako ogólna zaletę radaru o wysokiej częstotliwości. Standardowe zbiorniki metalowe wymagają odpowiedniego połączenia górnego lub specjalnie zaprojektowanego okna pomiarowego.

10. Najczęstsze typy anten dla radarów o wysokiej częstotliwości:

11. Co należy brać pod uwagę przy doborze radaru o wysokiej częstotliwości?

Środkowe

Ciekłe lub stałe
Właściwości dielektryczne
Rozmiar cząstek
Pył
Korozyjność

Naczynie

Wysokość i średnica
otwarcie procesu
struktury wewnętrzne
szczyty i doliny materiału
pozycja montażowa

warunki procesu

temperatura
ciśnienie
para
kondensacja
gromadzenie się

wymagania systemu

4-20mA
HART
RS485/Modbus
obszar niebezpieczny
przenikanieOchrona

podczas wyboru należy porównać rzeczywisty kąt promienia, maksymalny zakres pomiarowy, minimalną odległość pomiarową, wymiary anteny oraz odpowiedniość urządzenia do danego środowiska. Jedna sama częstotliwość nie jest wystarczająca do przeprowadzenia selekcji inżynierskiej.

12. Jak należy interpretować typowe specyfikacje techniczne?

Poniższe informacje mają charakter wyłącznie ogólnego przewodnika do selekcji w ramach projektu.dla przemysłowych mierników poziomu radarowych o wysokiej częstotliwości i nie powinno być traktowane jako uniwersalna specyfikacja dla każdego zastosowania METRAVON model.

FAQ: pomiar poziomu za pomocą radaru o wysokiej częstotliwości;

Q1: Czy wyrażenie «radar o wysokiej częstotliwości» oznacza 26GHz lub 80GHz?

A: Pojęcie to zmieniało się w toku czasu.26GHz w wcześniejszych generacjach instrumentów przemysłowych było ono powszechnie określane jako radar o wysokiej częstotliwości, podczas gdy 80GHz jest obecnie ważną platformą o wysokiej częstotliwości. W celu zwiększenia przejrzystości technicznej należy, o ile to możliwe, podać rzeczywistą częstotliwość pracy.

Q2: Jaką jest główna zaleta 80GHz nad 26GHz?

A: 80GHz umożliwia uzyskanie wąskiego promienia za pomocą stosunkowo małej anteny, co jest szczególnie przydatne w wąskich pomieszczeniach, złożonych strukturach wewnętrznych oraz małych połączeniach procesowych.

Q3: Czy 80GHz zawsze dokładniejsze niż 26GHz?

A: Nie. Częstotliwość wpływa na szerokość strzałka oraz odległość między celami, jednak końcowa dokładność zależy od kompleksowego projektu radaru, przetwarzania sygnału, zasięgu pomiarowego, warunków instalacji oraz warunków procesowych.

Q4: Dlaczego 80GHz Czy radar jest często wybierany dla silo z masowego materiału stałego?

A: Jego wąski promień pozwala skupić się na mniejszej powierzchni materiału oraz skuteczniej unikać ścian sila i struktur wewnętrznych. Nowoczesne algorytmy przetwarzania sygnałów ech również poprawiają śledzenie celu na nierównych powierzchniach materiału.

Q5: Czy radar o wysokiej częstotliwości lepiej przenika przez kurz?

A: To nie jest wiarygodne ogólny zasadnik. Właściwości systemu przeciwpyłowego zależą od cech cząstek, stężenia pyłu, stopnia zanieczyszczenia anteny, właściwości odzwierciedlających materiału oraz technologii przetwarzania sygnału. Praktyczne zalety tego rozwiązania to 80GHz W praśnych siloach są ściślej powiązane z skupianiem wiązki oraz nowoczesną obróbką echa.

Q6: Dlaczego 80GHz Czy radar jest często odpowiedni dla małych czołgów?

A: Kompaktowe anteny oraz wąskie promienie ułatwiają uniknięcie ścian czołgów, nozłów oraz struktur wewnętrznych w miejscach, gdzie przestrzeń do instalacji jest ograniczona.

Q7: Czy radar może mierzyć przez metalową ścianę czołgowa?

A: Zazwyczaj nie. Metal silnie odbija energię mikrofalową. Miernictwo przez ścianę jest możliwe wyłącznie w wybranych zastosowaniach, przy użyciu odpowiednio zaprojektowanego niemetalicznego okna lub struktury naczynia przepuszczalnego dla mikrofundamentów.

Q8: Co można zrobić, jeśli antena jest narażona na intensywne nagromadzenie pyłu?

A: Rozważenie stosowania anteny z gładką soczką lub anteny z materiału PTFE, optymalnej lokalizacji montażu lub rozwiązania typu „air-purge", w zależności od konkretnych warunków. Interwały inspekcji i czyszczenia powinny być ustalane na podstawie rzeczywistej szybkości nagromadzenia się pyłu.

Q9: Czy dodanie rury chłodniczej wystarczy do pracy w warunkach wysokiej temperatury?

A: Niekoniecznie. Przed doborом przedłużenia, izolacji termicznej lub specjalnego rozwiązania przeznaczonego dla pracy w warunkach wysokiej temperatury należy dokładnie przeanalizować temperaturę procesu, temperaturę otoczenia, materiały uszczelniające, połączenia procesowe oraz granice temperaturowe komponentów elektronicznych.

Q10: Jakie informacje zawiera METRAVON Czy potrzebujesz selekcji radaru o wysokiej częstotliwości?

A: Prosimy o podanie: typu nośnika (ciekłego lub stałego), maksymalnej długości pomiarowej, wymiarów naczynia, otworu procesowego, wewnętrznych przeszkód, warunków dotyczących pyłu lub par, temperatury, ciśnienia, ryzyka zanieczyszczenia anteny, wymaganej mocy wyjściowej, ochrony przed wnikaniem oraz wymogów dotyczących obszarów o niebezpieczeństwie.

Podsumowanie –

Główną zaletą inżynieryjną pomiaru poziomu za pomocą radaru o wysokiej częstotliwości nie jest jedynie stwierdzenie, że «wyższa częstotliwość oznacza większą dokładność». Wśród jego istotniejszych zalet znajdują się mniejsza szerokość pęda promieniowania, kompaktowa konstrukcja anteny, bardziej skoncentrowana obszar pomiarowy oraz poprawiona separacja pobliskich celówFrekwencja

26GHz pozostaje dojrzałą i niezawodną częstotliwością radarową w przemyśle, podczas gdy 80GHz zapewia wyraźne zalety w przypadku małych zbiorników, złożonych konstrukcji, wysokich silo oraz zastosowań z materiałami stałymi, gdzie istotne są obecność przeszkód w pobliżu oraz ograniczona przestrzeń do montażu.

Dla METRAVON Wybór zastosowań, częstotliwości radarowej oraz konfiguracji anteny powinien opierać się na następujących czynnikach: rodzaju środowiska, zakresie pomiarowym, geometrii statku, obecności pyłu, kondensacji, temperaturze i ciśnieniu procesu, a także interfejsie systemu sterowania. Ocenianie kąta promienia, wymiarów anteny, minimalnej odległości pomiarowej oraz rzeczywistych warunków środowiskowych dla odbić jest bardziej przydatne niż wybór urządzenia wyłącznie na podstawie częstotliwości pracy.