Jak wybrać radarowy przetwornik poziomu 26 GHz? Zasada działania, antena, zakres i dane zakupowe

1. Czym jest transmiter Radar 26 GHz?

Nadajnik poziomu radaru 26 GHz zazwyczaj odnosi się do przemysłowego przyrządu poziomu radaru działającego w paśmie K- z częstotliwością około 26 GHz.

Może być stosowany do:

• zbiorniki do przechowywania cieczy;

• Zbiorniki do procesów chemicznych;

• zbiorniki olejowe;

• zbiorniki wodne;

• Silos cementowy;

• Silos proszku mineralnego;

• Silos ziarnisty;

• bunkry węglowe;

• Latać silosami popiołu;

• Silos z materiału granulowanego.

26 GHz było jednym z głównych pasm częstotliwości dla przemysłowych pomiarów poziomu radaru przez wiele lat. Obecnie rynek obejmuje produkty radarowe pracujące w różnych pasmach częstotliwości, takich jak 6 GHz, 26 GHz i około 80 GHz.

Różne częstotliwości nie powinny być rozumiane po prostu jako "nowa technologia musi zastąpić starą technologię."

Wybór maszynisty powinien nadal opierać się na:

Warunki pracy + konstrukcja instalacji + zakres pomiarowy + medium + antena.

2. Jak działa transmiter Radar 26 GHz?

Radary przesyłają fale elektromagnetyczne w kierunku powierzchni mierzonego medium.

Kiedy fale elektromagnetyczne docierają do powierzchni, część energii jest odbijana i odbierana przez antenę.

Instrument analizuje zależność między przekazywanymi i zwróconymi sygnałami w celu obliczenia odległości między anteną a powierzchnią materiału.

Dla typowego pomiaru czasu lotu stosunek może być wyrażony jako:

D = c × t / 2

gdzie:

• D= odległość;

• c= prędkość rozprzestrzeniania fali elektromagnetycznej;

• t= czas podróży sygnałem okrągłej podróży.

Następnie przyrząd przekształca zmierzoną odległość w poziom ciekły lub stały luzem w zależności od skonfigurowanej odległości odniesienia zbiornika.

Należy jednak zauważyć jeden punkt:

26 GHz opisuje zakres częstotliwości operacyjnej. Nie stanowi to jednej metody przetwarzania sygnałów.

Różne produkty radarowe 26 GHz mogą wykorzystywać różne technologie pomiaru i przetwarzania sygnałów radarowych. W związku z tym wszystkie właściwości użytkowe nie powinny być oceniane wyłącznie na podstawie pojęcia "26 GHz."

Podstawowy proces pomiaru Radar 26 GHz

Etap 1 - Przekazanie:Antena radarowa przenosi fale elektromagnetyczne w kierunku powierzchni ciekłej lub stałej.

Krok 2 - Rozmnażanie:Fale elektromagnetyczne przemieszczają się przez przestrzeń pomiarową w kierunku powierzchni docelowej.

Etap 3 - Odbicie:Część energii mikrofalowej odbija się od powierzchni mierzonego medium.

Krok 4 - odbiór:Antena radarowa odbiera odbity sygnał echa.

Etap 5 - Obliczanie poziomu:Elektronika oblicza odległość i przekształca ją w odpowiedni poziom cieczy lub materiału zgodnie z konfigurowaną geometrią zbiornika.

3. Dlaczego Radar 26 GHz był szeroko wykorzystywany do pomiaru poziomu przemysłowego?

Radar 26 GHz jest szeroko stosowany w zastosowaniach przemysłowych od wielu lat, głównie dlatego, że oferuje:

• pomiar bezstykowy;

• adekwatność zarówno dla płynów, jak i ciał stałych luzem;

• względnie długie zakresy pomiarowe;

• konfiguracje wielu anten;

• Zdolność obsługi stosunkowo złożonych statków przemysłowych;

• wersje wybuchowe, wysokotemperaturowe i wysokociśnieniowe;

• Dojrzałe 4-20 mA / HART i inne interfejsy przemysłowe.

Na przykład, publicznie dostępne informacje dla Endress + Hauser FMR51 pokazują, że ten około 26 GHz K-band ciecz radar może być stosowany w zastosowaniach wysokotemperaturowych i wysokociśnieniowych i jest dostępny z anten rogowych. FMR57 jest przeznaczony do produkcji proszków i granulowanych materiałów stałych.

Dlatego radar 26 GHz nie ogranicza się do pomiaru cieczy.

4. Jak daleko może być Radar 26 GHz?

Nie ma jednej odpowiedzi na pytanie: "Ile metrów może zmierzyć radar 26 GHz?"

Maksymalny zakres pomiaru zależy od:

• projekt nadajnika i odbiornika;

• przyrost antenny;

• odbicie mierzonego podłoża;

• kąt powierzchni materiału;

• warunki pyłu;

• gromadzenie materiałów na antenie;

• Pozycja instalacji;

• Algorytmy przetwarzania sygnałów.

Przemysłowe produkty radarowe 26 GHz na rynku obejmują modele o zakresie pomiarowym około 20 m, a także wersje znamionowe na około 40 m lub 70 m.

Na przykład niektóre publicznie dostępne specyfikacje dla produktów radarowych luzem 26 GHz wskazują maksymalne odległości pomiarowe do około 70 m. Jednakże na skuteczność aplikacji mogą nadal wpływać niskie stałe dielektryczne, luźne powierzchnie materiału, kąt spoczynku i nagromadzenie materiału.

Dlatego też zamówienia publiczne nie powinny koncentrować się wyłącznie na kwestii:

"Czy to 70-metrowy radar?"

Bardziej znaczące pytanie inżynieryjne brzmi:

"Czy ten radar może niezawodnie zmierzyć 70 metrów w moich rzeczywistych warunkach średnich i instalacyjnych?"

5. Czym jest kąt wiązki radaru 26 GHz?

Kąt wiązki jest silnie związany z otoczeniem anteny.

Na przykład, przy pomocy anten rogu 26 GHz:

• Anteny odblaskowe mogą mieć kąt wiązki większy niż 20 °;

• Większe anteny rogów mogą zmniejszyć kąt wiązki do około 8 ° -10 °;

• Duże anteny paraboliczne mogą zmniejszyć kąt wiązki jeszcze bardziej.

Według publicznie dostępnych informacji Endress + Hauser, około 26 GHz produkty radarowe z anteną rogową 100 mm mają typowy kąt wiązki około 8 °. Duże anteny paraboliczne stosowane do pomiaru masy stałej mogą uzyskać kąty wiązki około 3. 5 ° -4 °.

Dlatego wielkość anteny jest szczególnie ważna przy stosowaniu radaru 26 GHz do silosów wysokich.

6. W jaki sposób Antena powinna być wybrana do nadajnika poziomu Radar 26 GHz?

Konwencjonalne zbiorniki do przechowywania cieczy

Anteny rogowe lub inne konwencjonalne struktury anten wolno-przestrzennych można rozważyć jako pierwsze.

Silos wysoki

Kluczowe warianty oceny obejmują:

• Anteny rogu apertury dużej;

• anten parabolicznych;

• Struktury anten wiązki wąskiej.

Media korozyjne

Należy zwrócić szczególną uwagę na zgodność:

• PTFE;

• PEEK;

• 316 L;

• Materiały stopowe;

• Materiały uszczelniające;

• Inne zwilżone lub narażone materiały.

Silos wysokopyłowy

Oprócz kąta wiązki należy rozważyć:

• akumulacja pyłu na antenie;

• Czy dostępne jest połączenie z oczyszczaniem powietrza;

• kąt instalacji;

• Stężenie pyłu.

7. Jak dielektryczny stały wpływ Radar 26 GHz?

Pomiar Radar zależy od odbicia fal elektromagnetycznych z powierzchni mierzonego medium.

Ogólnie rzecz biorąc, im silniejsze odbicie radaru medium, tym łatwiej jest instrumentowi zidentyfikować echo zwrotne.

W przypadku mediów niskoprądowych należy zwrócić większą uwagę na:

• odległość pomiarowa;

• przyrost antenny;

• geometria powierzchni materiału;

• kąt instalacji;

• Zdolność przetwarzania sygnałów.

W przypadku materiałów o dużej zawartości masy należy również uwzględnić stopień zagęszczenia.

Ten sam materiał może zapewnić różne warunki echa, gdy jest:

• Wysoko skompilowane;

• Przenoszone pneumatycznie;

• Otoczony ciężkim pyłem;

• Bardzo luźne lub napowietrzone.

8. Czy Radar 26 GHz jest dotknięty przez pył?

W porównaniu z technologią ultradźwiękową, radar wykorzystuje fale elektromagnetyczne i nie zależy od prędkości rozprzestrzeniania się dźwięku przez powietrze. Zapewnia to zatem znaczne korzyści techniczne w wielu zakurzonych zastosowaniach.

Radary przemysłowe 26 GHz są szeroko stosowane do:

• Cement;

• mączka surowa;

• pasza dla zwierząt;

• Węgiel;

• Cząsteczki mineralne.

Dane techniczne dotyczące odpowiednich przemysłowych produktów radarowych również określają silosy wysokopyłowe jako typowe zastosowania radarowe 26 GHz.

Jednakże stwierdzenie "radar może mierzyć przez pył" nie oznacza, że nieograniczona ilość pyłu nigdy nie może mieć wpływu na pomiar.

Jeżeli poważne warunki pyłowe również powodują nagromadzenie się ciężkiej anteny, może być wymagane oczyszczanie powietrza i regularne utrzymanie.

9. Czy Radar 26 GHz może mierzyć w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia?

Tak, ale musi zostać wybrany model specjalnie zaprojektowany dla wymaganych wskaźników temperatury i ciśnienia.

Sama zasada pomiaru radaru nie sprawia, że kompletny przyrząd nadaje się do zastosowania w wysokich temperaturach lub ciśnieniu.

Rzeczywiste wartości graniczne temperatury i ciśnienia określane są przez takie elementy jak:

• struktury anteny;

• uszczelnienia procesowe;

• Kołnierze;

• konstrukcję izolacji cieplnej;

• Pierścienie;

• Projekt izolacji elektroniki.

Na rynku dostępne są produkty radarowe 26 GHz przeznaczone do obsługi wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia. Niektóre modele przemysłowe publikują ratingi proces- temperatury osiągające kilkaset stopni Celsjusza oraz wskaźniki ciśnienia odpowiednie do obsługi wysokociśnieniowej.

Wartości te są jednak możliwościami określonych modeli i nie powinny być stosowane do wszystkich przyrządów radarowych 26 GHz.

10. Jakie parametry powinny być zapewnione przy zakupie nadajnika Radar 26 GHz?

Przy składaniu wniosku o notowanie zaleca się jednokrotne dostarczenie następujących informacji:

Parametry te zapewniają znacznie więcej wartości inżynieryjnej niż tylko pytanie: "Ile kosztuje radar 26 GHz?"

11. Jak należy zrozumieć 26 GHz i 80 GHz Radar?

Radary 80 GHz mają krótszą długość fali i generalnie mogą wytwarzać węższą wiązkę z mniejszą anteną.

Zapewnia to korzyści w zastosowaniach takich jak:

• wąskie zbiorniki magazynowe;

• małe połączenia procesowe;

• Zbiorniki ze złożonymi strukturami wewnętrznymi.

Nie oznacza to jednak, że każde zastosowanie 26 GHz musi zostać zmodernizowane do 80 GHz.

Dojrzałe istniejące instalacje 26 GHz, większe połączenia procesowe, konstrukcje wysokotemperaturowe i wysokociśnieniowe lub niektóre zastosowania wielkogabarytowe mogą nadal być dobrze dostosowane do radarów 26 GHz w zależności od rzeczywistych warunków pracy.

Częstotliwość jest tylko jednym parametrem w całym procesie selekcji.

FAQ

Q1: Czy "nadajnik poziomu 26 GHz" oznacza, że radar działa na 26 GHz?

A:Zazwyczaj tak. W zastosowaniach przemysłowych odnosi się to zazwyczaj do radaru paśmie K- działającego na poziomie około 26 GHz.

Q2: Czy radar 26 GHz może mierzyć masę ciał stałych?

A:Tak. Radar 26 GHz był od dawna używany do produkcji materiałów sproszkowanych i granulowanych, takich jak cement, proszek mineralny, węgiel i ziarno.

Q3: Jaki jest maksymalny zakres pomiaru radaru 26 GHz?

A:Nie ma uniwersalnej wartości. Produkty przemysłowe są dostępne w różnych klasach pomiarowych, a niektóre modele wielkogabarytowe mogą sięgać około 70 m. Rzeczywisty zakres użytkowy nadal zależy od warunków pracy.

Q4: Co jest lepsze, radar 26 GHz czy radar 80 GHz?

A:Wybór powinien opierać się na strukturze zbiornika, wielkości połączenia procesowego, medium, zakresie pomiarowym, temperaturze i warunkach ciśnienia. Sama częstotliwość nie określa, która opcja jest lepsza.

Q5: Czy radar 26 GHz może mierzyć olej?

A:Tak. Należy jednak potwierdzić właściwości dielektryczne oleju, warunków parowych, temperatury, ciśnienia i wymagań odpornych na eksplozję.

P6: Czy radar 26 GHz ma strefę niewidomą?

A:Ograniczenie pola pomiarowego zależy od konkretnego modelu i struktury anteny. Wybrany arkusz danych produktu powinien być sprawdzany zamiast zakładać uniwersalną stałą wartość, taką jak 8 cm lub 40 cm.

P7: Czy radar 26 GHz wymaga konserwacji?

A:Radar nie posiada ruchomych części, które muszą bezpośrednio kontaktować się z mierzonym medium, ale antenę należy nadal sprawdzać pod kątem akumulacji pyłu, kondensacji, stanu uszczelniania i stanu przewodów.

P8: Jakie informacje METRAVON używa do wyboru radarów?

A:METRAVON zaleca zapewnienie kompletnych parametrów zbiornika i zdjęć polowych. Odległość pomiarowa, średnie właściwości i warunki montażu powinny być oceniane łącznie w celu określenia odpowiedniej częstotliwości, anteny i połączenia procesowego.

Wniosek

Nadajnik poziomu radaru 26 GHz jest dojrzałym, przemysłowym, niekontaktowym instrumentem pomiaru poziomu.

W przypadku zamówień na projekty parametry, które naprawdę wymagają oceny, obejmują:

Zakres pomiarowy, antena, kąt wiązki, średnie odbicie, temperatura, ciśnienie, pył, konstrukcja montażowa i wymagania wybuchowe.

Specyfikacje indywidualne, takie jak "26 GHz", "70 m" lub "wysoka dokładność", nie powinny być porównywane niezależnie od rzeczywistych warunków pracy.

W przypadku zbiorników chemicznych, systemów uzdatniania wody, zastosowań produktów petroleum i dużych silosów stałych, METRAVON zaleca potwierdzenie podstawowych warunków procesu i instalacji przed notowaniem, a następnie określenie, czy radar 26 GHz, radar 80 GHz i odpowiednia struktura anteny stanowią najbardziej odpowiednie rozwiązanie.

Zasoby powiązane

Liczniki poziomu radaru · Pomiar poziomu

Autor: Arvin · Source: METRAVON Instruments