Antenas de radar e constante dielétrica: efeitos na medição de nível e na seleção

Antenas de Nível por Radar METRAVON e Constante Dielétrica: Impacto nas Medições e na Seleção. O transmissor de nível por radar

emite ondas eletromagnéticas em direção à superfície do produto e recebe o eco refletido. A distância é calculada com base no tempo de propagação do sinal ou na relação entre a frequência e a distância.

Dois instrumentos de radar com o mesmo alcance nominal podem apresentar comportamentos muito distintos se os seguintes fatores forem diferentes: o projeto da antena projeto da antena, frequência de operação, propriedades dielétricas do produto ou condições de montagem .

1. Por que a antena é tão importante?

A antena determina como a energia eletromagnética é transmitida para dentro do navio e como os ecos de retorno são captados.

Ela influencia os seguintes aspectos:

• ângulo do feixe;

• direcionalidade;

• ganho da antena;

• área de cobertura do feixe no interior do navio;

• sensibilidade às estruturas fixas;

• resistência à condensação e ao acúmulo de substâncias.

, portanto, uma antena de maiores dimensões não é, por si só, necessariamente uma antena superior. O projeto correto depende da frequência, da faixa de frequência, da conexão ao processo e da geometria do recipiente.

2. De que maneira se diferenciam as antenas de radar comuns?

3. Como fazer 26GHz e 80GHz Afetar Antena Design?

Uma frequência mais elevada corresponde a um comprimento de onda mais curto. Para uma abertura efetiva semelhante, um radar de frequência mais elevada pode, em geral, gerar um feixe mais estreito.

Vantagens típicas de 80GHz incluir:

• Antena de dimensões mais compactas;

• Feixe mais estreito;

• Melhor evitação das paredes de tanques e das estruturas internas;

• Conexões de processo de menor porte;

• Separação aprimorada de reflexões próximas entre si.

Essas vantagens não significam que 80GHz garante automaticamente uma maior precisão de medição em todas as aplicações.

4. O que significa constante dielétrica na medição de nível por radar?

Na medição de nível por radar, o fator determinante é o contraste dielétrico entre o espaço gasoso e a superfície do produto.

Quando a onda eletromagnética atinge a superfície do produto, a alteração nas propriedades dielétricas provoca uma reflexão.

Quanto mais intensa for essa reflexão do produto, mais fácil será para o transmissor distinguir o eco real do nível da interferência de fundo.

5. Por que os meios de alta constante dielétrica costumam ser mais fáceis de medir?

A água e muitas soluções à base de água geralmente geram um eco superficial intenso.

Isso proporciona um maior margem de sinal, especialmente em medições de longo alcance ou quando estruturas fixas também geram reflexões.

Um eco mais intenso não implica automaticamente uma maior precisão na distância fundamental. A precisão continua a depender do design do instrumento e da sua aplicação.

6. Por que os meios de baixa permissividade são mais difíceis?

Alguns óleos, hidrocarbonetos e solventes orgânicos geram reflexões de radar mais fracas.

A aplicação torna-se mais exigente quando uma constante dielétrica baixa é combinada com os seguintes fatores:

• amplo intervalo de medição;

• antena de pequeno porte;

• espuma de alta densidade;

• forte reflexão no fundo do tanque;

• bocal de montagem complexo;

• Estruturas fixas internas.

7. Como devem ser tratados os meios de baixa permissividade dielétrica?

1. Confirmar as propriedades dielétricas reais do meio.

2. Verificar o intervalo dielétrico admissível do transmissor e a distância de medição.

3. Selecionar uma antena adequada e a frequência de operação apropriada.

4. Manter refletores fixos de alta intensidade fora do feixe principal.

5. Revisar a curva de eco para confirmar um margem de sinal adequado.

6. Considere o uso de radar de ondas guiadas, sempre que apropriado.

8. Por que um bocal de montagem pode afetar o desempenho do radar?

Um bocal de montagem longo e estreito pode gerar reflexões adicionais e pode restringir a radiação efetiva da antena.

Verificação:

• Diâmetro interno do bocal;

• Comprimento do bocal;

• Se a antena deve se estender além do bocal;

• Soldas internas ou protuberâncias;

• Compatibilidade entre a geometria da antena e o design do bocal.

9. A que distância o radar deve se situar da parede do tanque?

Não existe uma regra universal "D/6" que se aplique a todas as instalações de radar.

O conceito mais útil é a área de cobertura do feixe ao longo de todo o intervalo de medição.

A viga principal deve evitar, sempre que possível, as paredes do tanque, vigas estruturais, agitadores, tubos de enchimento e outros elementos com alta capacidade de reflexão.

10. O que deve ser feito quando existem obstruções internas?

Uma prioridade prática é:

1. Ajustar a posição de montagem;

2. Selecionar um feixe mais estreito, se apropriado;

3. Otimizar o tamanho ou a orientação da antena;

4. Analisar a curva de eco real;

5. Utilizar a supressão de eco fixo apenas na presença de interferências residuais inevitáveis;

A supressão de eco falso por meio de software não deve ser utilizada para compensar uma instalação mecânica essencialmente inadequada.

11. Por que a condensação e o acúmulo também constituem problemas de seleção de antena?

A formação de um filme de água, a presença de poeira ou de revestimento de processo na antena altera as condições eletromagnéticas nas proximidades do transmissor.

Em aplicações sujeitas a intensa condensação ou acúmulo, podem ser vantajosas uma geometria de antena anti-acúmulo, materiais adequados voltados para o fluxo de processo, purga com ar ou um projeto que facilite a limpeza.

12. Seleção Rápida de Antena – Referência:

FAQ

P1: Uma constante dielétrica mais elevada significa maior precisão?

R: Não necessariamente. Isso geralmente indica um reflexo mais intenso, enquanto a precisão básica de distância é determinada principalmente pelo projeto do transmissor.

P2: É 80GHz sempre melhor do que 26GHz?

A: Não. As principais vantagens de 80GHz São antenas compactas e feixes estreitos.

P: Uma antena maior é sempre melhor?

A: Não. Uma abertura maior pode melhorar a direcionalidade, mas também exige mais espaço para instalação.

P4: O óleo de baixa constante dielétrica deve sempre ser medido com radar de onda guiada?

A: Não. O radar em espaço livre pode medir diversos líquidos de baixa constante dielétrica, desde que devidamente selecionado.

P5: O radar deve estar sempre instalado a D/6 da parede do tanque?

R: Não. A posição correta depende do ângulo do feixe, da altura do tanque e da geometria interna.

P6: Quais informações são necessárias para a seleção do radar?

A: Propriedades de meio e dielétricas, altura e diâmetro do tanque, faixa de medição, bocal de fixação, estruturas internas, temperatura, pressão, espuma, condensação e interfaces exigidas.

Conclusão

A medição estável de nível por radar depende de o eco real do produto possuir margem de sinal suficiente.

As propriedades dielétricas do meio determinam a intensidade com que a superfície reflete a energia de radar, enquanto a antena e a frequência de operação determinam como essa energia é transmitida, focalizada e recebida.

Meios de baixa dielétrica, comprimentos de alcance elevados e geometrias complexas de recipientes exigem, portanto, que a antena, a frequência e a configuração de montagem sejam avaliadas como um sistema de medição completo.