angielski
chiński
hiszpański
rosyjski
portugalski
francuski
niemiecki
indonezyjski
tajski
wietnamski
arabski
włoski
turecki
japoński
Anteny radarowe METRAVON oraz stała dielektryczna: wpływ na pomiary i wybór. Transmiter radarowy
wysyła fale elektromagnetyczne w kierunku powierzchni produktu i odbiera odzwierciedlone sygnały. Odległość jest obliczana na podstawie czasu przebycia sygnału lub zależności między częstotliwością a odległością.
Dwa urządzenia radarowe o tej samej nominalnej zasięgu mogą działać bardzo różnie, jeśli różnią się projektem anteny konstrukcja anteny, częstotliwość pracy, właściwości dielektryczne produktu lub warunki montażu .
1. Dlaczego antena ma tak dużą znaczenie?
Antena określa, w jaki sposób energia elektromagnetyczna jest przekazywana do jednostki oraz jak są odbierane powracające echa.
Ma wpływ na:
Kąt promienia;
Direktywność;
Wzrost anteny;
Obszar promienia wewnątrz jednostki;
Wrażliwość na stałe struktury;
Oporność na kondensację i gromadzenie się energii.
Większa antena nie oznacza więc automatycznie lepszej anteny. Poprawny projekt zależy od częstotliwości, zakresu, połączenia procesowego oraz geometrii naczynia.
2. W jaki sposób różnią się typowe anteny radarowe?
| Typ anteny | Główne cechy | Typowe aspekty do uwzględnienia |
|---|---|---|
| Antena w kształcie rogówki | Uzupełniony projekt, dostępny w różnych średnicach | Ogólne zbiorniki na ciecz oraz wybrane zastosowania w przypadku ciał stałych: |
| – soczewka; | – kompaktowa konstrukcja, szczególnie odpowiednia dla projektów o wąskim promieniu i wysokich częstotliwościach; | 80GHz Radar, małe połączenia procesowe, złożone elementy wewnętrzne statku |
| – pręt; | – cienkowarstwowa konstrukcja procesowa. dostępne w różnych materiałach przeznaczonych do procesów: | – małe połączenia oraz wybrane zastosowania w środowiskach korozyjnych; |
| – antena paraboliczna; | – stosunkowo wysoki współczynnik wzmocnienia oraz kierowność; | – wybrane zastosowania na dużą odległość oraz duże zbiorniki lub silosy; |
3. Jak 26GHz i 80GHz Wpływa to na projektowanie anteny?
Większa częstotliwość oznacza krótszą długość fali. Dla podobnej skutecznej otwarcia radar o wyższej częstotliwości może generować wączniejszy promień.
Typowe zalety 80GHz włącz:
mniejsze wymiary anteny;
wączniejszy promień;
lepsza unikałość ścian czołgów oraz struktur wewnętrznych;
mniejsze połączenia procesowe;
poprawna separacja bliskich odbić.
Te zalety nie oznaczają, że 80GHz automatycznie zapewnia większą dokładność pomiarów we wszystkich zastosowaniach.
4. Co oznacza stała dielektryczna w pomiarach poziomu za pomocą radaru?
W pomiarach poziomu za pomocą radaru kluczowe jest kontrast dielektryczny między przestrzenią gazową a powierzchnią produktu.
Gdy fala elektromagnetyczna dotrze do powierzchni produktu, zmiana właściwości dielektrycznych powoduje odbicie.
Im silniejsze jest odbicie od produktu, tym łatwiej nadajnik potrafi odróżnić prawdziwy eko poziomu od tła zakłóceń.
5. Dlaczego pomiary w mediach o wysokim współczynniku dielektrycznym są zazwyczaj łatwiejsze?
Woda oraz wiele roztworów na bazie wody zazwyczaj wywołują silny echo powierzchniowy.
To zapewnia większy margines sygnału, szczególnie przy pomiarach na duże odległości lub w przypadkach, gdy stałe struktury również generują odbiory sygnału.
Silniejszy echo nie oznacza automatycznie większej dokładności pomiaru podstawowej odległości. Dokładność nadal zależy od konstrukcji urządzenia oraz zastosowania.
6. Dlaczego media o niskiej stałej dielektryczności są trudniejsze do pomiaru?
Niektóre oleje, węglowodory oraz rozpuszczalniki organiczne generują słabsze odbiory radarowe.
Zastosowanie staje się bardziej wymagające, gdy niska stała dielektryczna jest łączona z:
długim zakresem pomiarowym;
małą anteną;
ciężką pianką;
silnym odbiciem od dna zbiornika;
złożonym nozlem montażowym;
Wewnętrzne struktury stałe.
7. Jak należy obsługiwać media o niskiej przenikalności dielektrycznej?
Upewnij się o rzeczywiste właściwości dielektryczne medium.
Przeweryj dopuszczalny zakres przenikalności dielektrycznej nadajnika oraz odległość pomiarową.
Wybierz odpowiednią antenę oraz częstotliwość pracy.
Unikaj umieszczania silnych stałych odrazników w głównym promieniu.
Przeweryj krzywą echa, aby potwierdzić wystarczającą margines sygnału.
Uważaj na radar oparty na falach kierowanych, gdy to jest odpowiedne.
8. Dlaczego zawór montażowy może wpływać na wydajność radaru?
Długi, wąski nozłek montażowy może powodować dodatkowe odzwierciedlenia i ograniczać skuteczne promieniowanie anteny.
Kontrola:
Wewnętrzny średnica nozłka;
Długość nozłka;
Czy antena powinna się przedłużać poza nozłek;
Wewnętrzne złączki lub wypięcia;
Zgodność geometrii anteny z konstrukcją nozłka.
9. Jak daleko powinien znajdować się radar od ściany zbiornika?
Nie istnieje uniwersalne правило „D/6", które stosowałoby się do każdej instalacji radarowej.
Wykorzystanie bardziej przydatnego pojęcia – obszaru pola promieniowania w całym zakresie pomiarowym– jest znacznie bardziej praktyczne.
Główny prom powinien, w miarę możliwości, unikać ścian zbiornika, bel konstrukcyjnych, agitatorów, rurociągów do naładowania oraz innych silnych odbiorników.
10. Co należy zrobić w przypadku występowania wewnętrznych przeszkód?
Praktyczny priorytet to:
Ulepszyć pozycję montażową;
W razie potrzeby wybrać wąwszy promień;
Optymalizować rozmiar lub orientację anteny;
Przeprowadzić analizę rzeczywistej krzywej echa;
Korzystać z eliminacji echa stałego wyłącznie w przypadku nieuniknionych pozostałych zakłóceń.
Eliminacja fałszywych echa za pomocą oprogramowania nie powinna być stosowana w celu kompensacji niedokładnego mechanicznego montażu.
11. Dlaczego kondensacja i nagromadzenie się również stanowią kwestie wyboru anteny?
Powierznia wodna, kurz lub powłoka procesowa na antenie mogą zmieniać warunki elektromagnetyczne w pobliżu nadajnika.
W zastosowaniach, w których występuje intensywna kondensacja lub nagromadzenie się, mogą być korzystne: geometria anteny odpowiadająca temu zjawisku, odpowiednie materiały skierowane ku procesowi, oczyszczanie powietrza lub projekt anteny ułatwiający jej czyszczenie.
12. Krótki przewodnik po wyborze anteny
| Warunki zastosowania | Na co zwrócić uwagę: |
|---|---|
| – mały zbiornik; | – kompaktowa antena, wąski promień promieniowania, minimalna odległość pomiarowa; |
| – wysoki zbiornik; | – dyrektywność anteny oraz margina sygnałowa; |
| – olej o niskiej dielektryczności | Możliwość działania w warunkach słabego odbioru sygnału, zasięg, projektowanie anteny |
| Skomplikowane elementy wewnętrzne | Stresowy promień i pozycja montażowa |
| Środki korozyjne | Materiały odpowiadające warunkom procesu oraz materiały izolacyjne |
| Kondensacja / nagromadzenie się | Projektowanie powierzchni anteny, oczyszczanie, dostęp do czyszczenia |
Pytania i odpowiedzi
Pytanie 1: Czy wyższa stała dielektryczna oznacza większą dokładność?
Odpowiedź: Niekoniecznie. Zazwyczaj oznacza to silniejsze odbicie sygnału, podczas gdy podstawowa dokładność pomiaru odległości zależy głównie od konstrukcji nadajnika.
Q2: Czy 80GHz zawsze lepsze niż 26GHz?
A: Nie. Głównymi zaletami są 80GHz to kompaktowe anteny oraz wąskie promienie.
Pytanie 3: Czy większa antena jest zawsze lepsza?
A: Nie. Większa otwarcie może poprawić kierowność, ale wymaga również większego obszaru do instalacji.
Q4: Czy olej o niskiej przenikalności dielektrycznej musi zawsze być mierzony za pomocą radaru fal kierowanych?
A: Nie. Radar w przestrzeni wolnej może mierzyć wiele cieczy o niskiej przenikalności dielektrycznej, pod warunkiem że zostanie odpowiednio dobrane.
Q5: Czy radar musi być zawsze zainstalowany na odległość D/6 od ściany zbiornika?
A: Nie. Prawidłowa pozycja zależy od kąta promienia radaru, wysokości zbiornika oraz jego wewnętrznej geometrii.
Q6: Jakie informacje są potrzebne do wyboru radaru?
A: Właściwości średnicowe i dielektryczne, wysokość i średnica zbiornika, zakres pomiarowy, nozła montażowa, struktura wewnętrzna, temperatura, ciśnienie, piana, kondensacja oraz wymagane interfejsy.
Podsumowanie
Stabilne pomiarowanie poziomu za pomocą radaru zależy od tego, czy rzeczywisty odbiór sygnału od produktu zapewnia wystarczającą marginesowość sygnałową.
Właściwości dielektryczne środowiska decydują o tym, jak silnie powierzchnia odbija energię radarową, podczas gdy antena oraz częstota pracy określają, w jaki sposób ta energia jest przekazywana, skupiana i odbierana.
Dlatego zastosowanie mediów o niskiej dielektryczności, dużych odległościach oraz złożonej geometrii naczyń wymaga, aby antena, częstotliwość oraz układ montażowy były analizowane jako jeden kompletny system pomiarowy.
