Do czego służy radarowy czujnik poziomu? Zastosowania i zasada działania

Do czego służy czujnik poziomu radarowego? Zastosowania, zasada działania oraz przewodnik po doborze.

Czujnik poziomu radarowego jest przede wszystkim stosowany w zastosowaniach takich jak:Naukowanie ciągłe poziomu cieczy, poziomu mieszaniny ciał stałych i ciekłych lub poziomu wody – modelUrządzenie to jest montowane nad zbiornikiem, rezerwuarом, kanałem lub silo i mierzy odległość między czujnikiem a powierzchnią materiału. Ta odległość jest następnie przekształcona w rzeczywisty poziom lub ilość pustego przestrzeni.

Ponieważ radar bezkontaktowy zazwyczaj nie musi być zanurzony w medium procesowym, jest szeroko stosowany w oczyszczaniu wody, zbiornikach chemicznych, magazynowaniu ropy, zastosowaniach z pastami, silosach do materiałów proszkowych i granulowanych oraz w monitorowaniu poziomu wody w zastosowaniach hydrologicznych.

1. Co dokładnie mierzy czujnik poziomu radarowego?

Czujnik poziomu radarowego mierzy bezpośrednio odległośćmiędzy czujnikiem a powierzchnią materiałuNastępnie instrument wykorzystuje odniesienie instalacyjne lub wymiary kontejnera do obliczenia poziomu cieczy, poziomu masowego ciała stałego lub przestrzeni pustej.

Poziom cieczy

Woda, woda ściekowa, oleje, kwasy, zasady, rozpuszczalniki oraz inne cieczy przemysłowe.

Poziom suspensji

Wybrana suszka, suszka mineralna oraz media procesowe zawierające ciała stałe zawieszone.

Poziom ciał stałych w stanie masowym

Pyły, granulaty, ziarna, cement, minerały oraz surowce chemiczne.

Poziom wody

Rezerwuarów, rzek, kanałów, zbiorników oraz innych zastosowań monitoringu hydrologicznego.

poziom = wysokość odniesienia − odległość od czujnika do powierzchni materiału

2. Jak działa czujnik poziomu radarowego?

Senzor radarowy bezkontaktowy emituje fale elektromagnetyczne w kierunku powierzchni procesu. fale te są odzwierciedlane przez powierzchnię ciekłego lub stałego materiału i ponownie odbierane przez antenę.

Urządzenie oblicza odległość, analizując czas podróży sygnału albo – w przypadku radaru FMCW – różnicę częstotliwości między emitowanym sygnałem a powróconym echem.

Radar nie zależy od prędkości dźwięku w powietrzu, dlatego może działać w próżni i jest ogólnie bardziej odpowiedni niż pomiary ultradźwiękowe dla zastosowań charakteryzujących się większymi wahaniami temperatury, obecnością par lub pyłu. Rzeczywiste granice pracy nadal zależą od wybranego modelu radaru, anteny oraz warunków procesowych.

3. Jakie media mogą być mierzone za pomocą czujników poziomu opartych na radarze?

Radar może być stosowany w szerokim zakresie mediów, choć różne zastosowania mogą wymagać różnych częstotliwości radarowych, projektów anten oraz połączeń procesowych.

Typ medium	Typowe zastosowania
Woda oraz woda ściekowa	Tanki wodne, baseny, zbiorniki na ścieki, zbiorniki i rzeki
Oleje i paliwa	Zbiorniki magazynowe, zbiorniki paliw oraz wybrane zbiorniki procesowe
Ciekłe substancje chemiczne	Kwasy, zasolenia, rozpuszczalniki oraz ciekłe substancje procesowe o odpowiedniej kompatybilności materiałowej
Ciecze	Ścieki, ciecze mineralne oraz wybrane ciekłe substancje z zawiesinami
Proszeki i granulaty	Cement, ziarna, proszek mineralny, kuli plastikowe oraz surowce chemiczne:

– 4. W jakich zastosowaniach są powszechnie stosowane czujniki poziomu radarowego?

– oczyszczanie wody i ścieków

Następcowe monitorowanie poziomu w zbiornikach wodnych, zbiornikach na ścieki, zbiornikach do dozowania chemikaliów oraz zbiornikach z wodą procesową.

Przetwarzanie chemiczne

Zbiorniki na kwasy i zasady, zbiorniki na rozpuszczalniki, reaktory oraz zbiorniki procesowe.

Oleje i magazynowanie

Następcowe monitorowanie poziomu olejów, paliw oraz innych ciekłych materiałów w zbiornikach magazynowych.

Silosy dla materiałów stałych

Mierzenie poziomu cementu, minerałów, ziarna, pelet oraz proszków chemicznych.

Monitorowanie hydrologiczne;

Mierzenie poziomu wody bez kontaktowego sprzętu w rzekach, zbiornikach, kanałach oraz otwartych badanach wodnych;

5. Jakie warunki procesowe są szczególnie odpowiednie dla zastosowania radaru?

Jednym z głównych zalet radaru jest jego szeroka zakres zastosowań. W zależności od modelu radar można stosować w warunkach atmosferycznych, pod ciśnieniem, w próżni, przy wysokich temperaturach, w środowiskach bogatych w parę, w środowiskach pyłowych oraz w środowiskach korozyjnych.

Czuwacz nie powinien być zanurzony w medium.

Obecność pyłu lub ciał stałych w masie.

Obecność par lub zmiany temperatury.

Naczynie działa pod warunkiem vakuum lub pod ciśnieniem.

Medium procesowe jest korozyjne.

Wymagane są ciągłe pomiary poziomu na dużych odległościach.

Procesy wymagające specjalnych warunków nadal wymagają wyboru odpowiednich rozwiązań dla konkretnych zastosowań. Ciekawy korozyjny charakter wymaga odpowiednich materiałów anteny oraz materiałów uszczelniających proces; zastosowania pracujące przy wysokich temperaturach lub pod wysokim ciśnieniem wymagają odpowiednich parametrów wytrzymałościowych; środowiska pełne pyłu lub podatne na kondensację wymagają odpowiedniej konstrukcji i montażu anteny.

6. Co czujnik poziomu radarowego nie mierzy bezpośrednio?

Standardowy czujnik poziomu radarowego jest przede wszystkim przeznaczony do pomiaruOdległość i poziom:Zazwyczaj nie mierzy bezpośrednio prędkości przepływu, przepływowego przepływu, temperatury, ciśnienia, stężenia ani parametrów jakości wody.

Na przykład czujnik radarowy poziomu wody może mierzyć poziom wody w rzekie lub kanału. Jeśli również konieczna jest determinacja prędkości powierzchniowej, zazwyczaj konieczny jest specjalistyczny czujnik radarowy prędkości. Obliczenia przepływu wymagają zazwyczaj danych dotyczących poziomu wody, prędkości oraz przekroju kanału lub rzeki.

Podobnie, w przypadku przemysłowych zbiorników, w których wymagane są parametry takie jak temperatura, ciśnienie, gęstość lub inne zmienne procesowe, konieczne są dodatkowe specjalne czujniki lub system pomiarowy wieloparametrowy.

7. Jakie jest różnienie między radarem bezkontaktowym a radarem falami kierowanymi?

Miernictwo poziomu za pomocą radaru obejmuje głównie radar bezkontaktowy oraz radar fal kierowanych. Radar bezkontaktowy emituje fale elektromagnetyczne przez przestrzeń wolną wewnątrz zbiornika i jest odpowiedni dla większości zastosowań w zbiornikach, pomiarach poziomu wody oraz w przypadku ciał stałych. Radar fal kierowanych (

) kieruje impulsy radarowe wzdłuż metalowego pręta, kabla lub sondy koaksjalnej, która wprowadza się do środowiska procesowego. Niektóre modele radarów fal kierowanych mogą również mierzyć powierzchnię styku dwóch cieczy niemieszających się.

W większości typowych zastosowań z cieczami oraz ciałami stałymi można wybrać radar bezkontaktowy, kierując się zasięgiem, kątem promienia oraz warunkami procesu. Radar fal kierowanych może być rozważany w przypadku wybranych zastosowań pomiarowych – takich jak pomiar na powierzchni styku, w komorze obwodowej lub za pomocą sondy.

8. Dlaczego właściwości środowiska procesowego mają znaczenie?

Sygnał radarowy musi generować wystarczającą odbicie od powierzchni materiału, aby zapewnić stabilne wykrywanie poziomu. Właściwości dielektryczne środowiska procesowego wpływają na siłę echa.

Ciekawy o niskiej stałej dielektryczności zazwyczaj wywołuje słabsze odbicia powierzchniowe, dlatego jakość sygnału staje się szczególnie ważna przy dużych odległościach lub niskiej wysokości cieczy. Pęda, kondensacja, kurz, kąt między materiałem a powierzchnią oraz gromadzenie się sygnału na antenie mogą również wpływać na odbity sygnał.

Z tego powodu sam fakt stwierdzenia „potrzebuję pomiaru poziomu" zazwyczaj nie wystarcza do dokładnego doboru urządzenia. Należy również podać informacje dotyczące środowiska procesowego oraz warunków instalacji.

9. Jakie informacje są wymagane przy doborze czujnika poziomu radarowego?

W minimalnym zakresie należy podaćmedium procesowe, maksymalna odległość pomiarowa, temperatura procesu, ciśnienie procesu oraz geometria zbiornika –Te parametry bezpośrednio wpływają na wybór częstotliwości radarowej, anteny, zasięgu oraz sposobu podłączenia do procesu –

Parametr wyboru –	Informacje potwierdzające –
Medium procesowe –	: woda, odpady wodne, olej, kwas, zasada, rozpuszczalnik, suspensja, proszek lub kuli
Maxymalna odległość pomiarowa	– maksymalna odległość od punktu montażu czujnika do najniższego oczekiwanego poziomu;
– temperatura procesu;	– normalna oraz maksymalna temperatura pracy;
– ciśnienie procesu;	– ciśnienie atmosferyczne, ciśnienie dodatnie lub próżnia;
– stan procesu	Piana, parowanie, kondensacja, kurz, mieszanie lub ruch powierzchniowy;
– geometria zbiornika;	– średnica zbiornika, wysokość, nozła, belki, rurociągi oraz agitatory;
– korozyjność;	– nazwa chemiczna, stężenie oraz kompatybilność z materiałami narażonymi na kontakt, gdzie to stosuje się;
– interfejs wyjściowy;	– 4-20mA, HART RS485 Modbus RTU lub inny wymagany interfejs

– Pytania często zadawane

– Q1: Do czego służy czujnik poziomu radarowego?

– A1: Służy głównie do ciągłego pomiaru poziomu ciekłiny, poziomu wody lub poziomu ciał stałych w dużej ilości poprzez pomiar odległości między czujnikiem a powierzchnią materiału.

Q2: Czy czujnik poziomu radarowego może mierzyć poziom wody?

A2: Tak. Radar jest szeroko stosowany w systemach monitorowania poziomu wody w zbiornikach wodnych, rezerwuarach, zbiornikach na ścieki, rzekach oraz w innych zastosowaniach.

Q3: Czy czujnik poziomu radarowego może mierzyć proszki?

A3: Tak. Radar o wysokiej częstotliwości i wąskim promieniu jest powszechnie stosowany w siloach do przechowywania proszków i materiałów granulowanych. Przy doborze należy uwzględnić takie parametry jak zawartość pyłu, odległość pomiarowa, kąt między powierzchnią materiału a promieniem radarowym oraz właściwości odzwierciedlające.

Q4: Czy czujnik poziomu wody oparty na radarze może również mierzyć prędkość?

A4: Standardowy czujnik poziomu wody oparty na radarze mierzy głównie poziom wody. Miernie prędkość powierzchniowej strumienia wymaga zazwyczaj specjalnego czujnika prędkości opartego na radarze.

Q5: Czy radar może mierzyć ciecz o właściwościach korozyjnych?

A5: Tak, przy użyciu odpowiedniej anteny odporności na korozję oraz konfiguracji uszczelnienia procesowego. Należy potwierdzić typ media, jego stężenie, temperaturę oraz ciśnienie, aby zapewnić kompatybilność materiałów.

Q6: Czy czujnik poziomu oparty na radarze może mierzyć przepływ bezpośrednio?

A6: Standardowy czujnik poziomu radarowego mierzy bezpośrednio poziom. W przypadku przepływu w otwartym kanale lub rzekach zazwyczaj wymagane są dane dotyczące poziomu, prędkości oraz przekroju poprzecznego.

Q7: Jaką jest różnica między pomiarem poziomu za pomocą radaru a radarem fal kierowanych?

A7: Radar bezkontaktowy nadaje fale elektromagnetyczne przez przestrzeń wolną. Radar fal kierowanych kieruje impulsy radarowe wzdłuż pręta, kabla lub sondy koaksjalnej, która wprowadzana jest do środowiska procesowego.

Q8: Czy czujnik poziomu na bazie radaru może być podłączony do PLC?

A8: Tak. W zależności od modelu, można wykorzystywać interfejsy takie jak 4-20mA, HART oraz RS485 Modbus RTU do integracji z PLC, systemami DCS, RTU oraz systemami zbierania danych.

– Podsumowanie

Głównym zadaniem czujnika poziomu radarowego jest ciągłe mierzenie poziomu cieczy, materiału pełnego lub wody. Czyni to za pomocą fal elektromagnetycznych, które pozwalają określić odległość między czujnikiem a powierzchnią materiału; czujniki te są szeroko stosowane w procesach oczyszczania wody, w zbiornikach chemicznych, w magazynowaniu ropy naftowej, w systemach monitorowania suszów, w monitorowaniu hydrologicznym oraz w siloach przeznaczonych dla proszków i materiałów granulowanych.

Radar służy głównie do pomiaru odległości i poziomu, nie zastępując bezpośrednio specjalistycznych czujników prędkości, przepływu, temperatury ani ciśnienia. W celu odpowiedniego doboru należy wziąć pod uwagę rodzaj medium procesowego, maksymalną odległość pomiarową, temperaturę, ciśnienie, obecność piany, par, pyłu, stopień korozyjności oraz geometrię zbiornika, aby wyznaczyć odpowiednią częstotliwość, typ anteny oraz sposób podłączenia do procesu.

METRAVON Czujniki radarowe można skonfigurować dla różnych zakresów pomiarowych, typów połączeń procesowych oraz przemysłowych interfejsów, takich jak 4-20mA i RS485 Modbus RTU dla ciągłego pomiaru poziomu w zbiornikach magazynowych, systemach monitorowania poziomu wody oraz silach do transportu surowców stałych.