Radar de alta frequência: princípio, vantagens e aplicações

I. O que é um medidor de nível por radar de alta frequência?

: O medidor de nível por radar de alta frequência é um instrumento industrial que utiliza micro-ondas de alta frequência para medição contínua do nível. Dependendo do meio medido, ele pode ser classificado como medidor de nível de líquido por radar de alta frequência ou medidor de nível de material por radar de alta frequência.

Alguns produtos de radar de alta frequência utilizam uma frequência de transmissão de aproximadamente 25 GHz; por outro lado, produtos industriais que operam em 24 GHz, 26 GHz ou em outras bandas de frequência também são comumente disponíveis. A frequência operacional específica deve ser confirmada conforme a ficha técnica do modelo correspondente.

Medidores de nível por radar de alta frequência podem ser instalados de forma:

• por meio de rosca;

• por meio de flange;

podem ser utilizados para medição de nível em reatores, tanques de armazenamento, silos de materiais sólidos e outros recipientes.

Alguns modelos oferecem uma faixa de medição de aproximadamente 30 m; a faixa real de medição depende do modelo do radar, da antena, do meio e das condições de instalação.

II.Princípio de funcionamento de um medidor de nível por radar de alta frequência

: O medidor de nível por radar de alta frequência gera sinais de pulso de micro-ondas de alta frequência através de um circuito eletrônico e, em seguida, os transmite para a superfície do meio medido por meio de uma antena.

O processo básico de medição pode ser resumido da seguinte forma:

Geração de pulso de micro-ondas → Transmissão pela antena → Reflexão na superfície do meio → Antena recebe o eco → Cálculo do tempo de propagação → Determinação do nível

Alguns instrumentos de radar de alta frequência utilizam linhas microstrip de alta frequência e estruturas de guia de onda, nos quais os pulsos de micro-ondas são transmitidos através de PTFE e de outras estruturas de antena.

Quando o pulso de radar atinge a superfície do material líquido ou sólido medido, parte da energia é refletida e recebida pela mesma antena.

O instrumento analisa o intervalo de tempo entre o sinal transmitido e o sinal de retorno para calcular a distância entre a antena e a superfície do meio medido; em seguida, converte essa distância em nível de líquido ou nível de material.

Portanto, o que o medidor de nível por radar de alta frequência mede, em essência, é:

A distância entre o radar e a superfície do meio.

III. Quais meios são adequados para medidores de nível por radar de alta frequência?

Os medidores de nível por radar de alta frequência podem ser utilizados para a medição contínua de líquidos e materiais sólidos.

Especialmente em aplicações com materiais sólidos, podem ser utilizados para:

• Partículas sólidas;

• sólidos a granel;

• Materiais em pó;

• Silos para materiais sólidos;

• Recipientes para processos industriais.

O radar de alta frequência também apresenta uma ampla gama de aplicações em locais onde há poeira, condensação, vapor de água ou condições complexas de superfície do meio.

Durante a seleção real do produto, devem ainda ser confirmados os seguintes fatores:

• Tipo de meio;

• Distância máxima de medição;

• Dimensões do silo;

• Condições de poeira;

• Condições de vapor de água e condensação;

• Posição de instalação;

• Tipo de antena;

IV. Quais são as principais vantagens dos medidores de nível por radar de alta frequência?

Em comparação com os radares de pulso de baixa frequência, os medidores de nível por radar de alta frequência apresentam características próprias quanto ao tamanho da antena, direcionalidade e aplicações em embarcações de pequeno porte.

1. Feixe relativamente concentrado

Os sistemas de radar de alta frequência de 24 GHz, 25 GHz e 26 GHz possuem comprimentos de onda relativamente curtos.

Com uma antena adequadamente projetada, é possível criar um feixe de radar relativamente concentrado, permitindo que o sinal ilumine a área-alvo de forma mais precisa.

Isso apresenta vantagens práticas em embarcações onde existem certas interferências estruturais internas.

2.Tamanho menor da antena –

: À medida que a frequência de operação aumenta, pode ser utilizada uma estrutura de antena mais compacta sob condições de projeto comparáveis.

Portanto, o radar de alta frequência é particularmente adequado para:

• Navios com pequenas aberturas de instalação;

• Tanques de armazenamento pequenos;

• Equipamentos com espaço de instalação limitado;

• Vasos de processo pequenos.

Um tamanho de antena menor também pode simplificar a instalação mecânica em algumas aplicações de campo.

3.Adequado para certas medições de materiais sólidos em volume –

: A comprimento de onda do radar de 26 GHz é de aproximadamente 11 mm.

: Na medição do nível de materiais sólidos em volume, o radar de alta frequência pode ser utilizado para o monitoramento contínuo do nível de materiais granulares e de outros materiais sólidos.

Como a superfície de materiais sólidos geralmente não é tão plana quanto a superfície de um líquido, a seleção do radar deve também levar em consideração os seguintes fatores:

• Superfícies de materiais inclinadas;

• Poeira;

• Tamanho das partículas;

• Estruturas internas de silos;

• Posição de enchimento.

A alta frequência é apenas um fator que influencia o desempenho da medição e não pode determinar de forma independente o resultado final da medição.

V. Por que o radar de alta frequência é adequado para tanques de armazenamento de pequeno porte?

Em vasos com diâmetro reduzido e altura total relativamente baixa, se o feixe de radar for demasiado largo, há maior probabilidade de iluminar a parede do tanque ou estruturas internas.

Como o radar de alta frequência pode utilizar antenas de menor tamanho e, em geral, oferece maior direcionalidade, é possível reduzir parte das interferências causadas pelas paredes do tanque e pelas estruturas circundantes.

Portanto, o radar de alta frequência oferece condições favoráveis de instalação em tanques de armazenamento de pequeno porte e em recipientes de processo de pequeno porte.

No entanto, devem ser observados os seguintes requisitos durante a instalação:

• Alinhe corretamente a antena com a superfície do meio;

• Evite a entrada de enchimento;

• Evite obstáculos evidentes;

• Evite instalar a antena demasiado próxima à parede do tanque.

VI.O pó, o vapor de água e a contaminação da antena afetam o radar de alta frequência?

Após operação de longa duração em ambientes industriais, a superfície da antena de radar pode acumular gradualmente:

• Pó;

• Vapor de água;

• Contaminantes;

• Condensação.

Esses depósitos podem afetar a transmissão e a recepção de sinais de radar.

As antenas de radar de alta frequência são geralmente relativamente compactas e podem ser equipadas com estruturas de proteção adequadas ou coberturas para antenas, conforme a aplicação específica, para reduzir parte dos efeitos causados pelo vapor de água e pela contaminação.

No entanto, uma cobertura para antena não pode substituir a manutenção convencional.

Para aplicações com poeira intensa, condensação frequente ou contaminação de longo prazo, deve-se verificar regularmente o seguinte:

• Superfície da antena;

• Estrutura protetora;

• Condição de vedação;

• Estado do eco.

VII. Qual é a diferença entre radar de alta frequência e radar de baixa frequência?

Ambos os tipos de radar utilizam ondas eletromagnéticas para medição de nível, mas suas frequências de operação e estruturas de antena são diferentes.

Deve-se observar que não há superioridade ou inferioridade absoluta entre radares de alta frequência e radares de baixa frequência.

O desempenho real de medição depende ainda de:

Média + Antena + Intervalo de medição + Estrutura de instalação + Ambiente do local.

– VIII. Quais são as aplicações típicas dos medidores de nível por radar de alta frequência?

– Os medidores de nível por radar de alta frequência podem ser utilizados em uma ampla variedade de processos industriais.

– As aplicações típicas incluem:

– Silos para materiais sólidos;

– Utilizados para o monitoramento contínuo do nível de materiais granulares, materiais em pó e sólidos em volume;

– Reatores.

Utilizado para a medição do nível de líquido ou de material em recipientes de processo.

Tanques de Armazenamento Pequenos;

Quando o espaço de instalação for limitado e o diâmetro do recipiente for relativamente pequeno, a medição pode ser realizada utilizando uma antena de menor dimensão e um feixe de radiação relativamente concentrado.

Ambientes com poeira;

Durante o transporte e armazenamento de materiais sólidos, pode existir poeira significativa no interior do silo.Dependendo do modelo específico, o radar de alta frequência pode ser utilizado sob essas condições operacionais.

Navios com vapor de água ou condensação;

Estruturas de antena adequadas e projetos de proteção podem reduzir parte dos efeitos causados pelo vapor de água e pela contaminação.

IX. Quais parâmetros devem ser confirmados ao selecionar um medidor de nível de radar de alta frequência?

Perguntas Frequentes;

P1: Qual é a frequência operacional típica de um medidor de nível por radar de alta frequência?

Alguns produtos de radar de alta frequência operam em 24 GHz, 25 GHz ou 26 GHz. A frequência operacional específica varia conforme o modelo e deve ser confirmada com base na ficha técnica do produto.

Q2: Por que o radar de 26 GHz é adequado para tanques de armazenamento de pequeno porte?

Uma frequência de operação mais alta permite o uso de um design de antena mais compacto e pode gerar um feixe relativamente concentrado. Assim, em navios com diâmetro reduzido, é mais fácil evitar as paredes do tanque e as estruturas internas.

Q3: O radar de alta frequência pode medir materiais sólidos?

Sim.Os medidores de nível por radar de alta frequência podem ser utilizados para medição contínua do nível de materiais granulares, materiais em pó e outros sólidos em volume.

Q4: Qual é a comprimento de onda do radar de 26 GHz?

O comprimento de onda do radar de 26 GHz é de aproximadamente 11 mm.

Q5: O pó presente na superfície da antena afetará a medição?

Possivelmente.A poeira pesada, o vapor de água ou a contaminação que se acumule na superfície da antena podem afetar a transmissão e a recepção normais de sinais de radar. Por isso, a inspeção e a manutenção devem ser realizadas de acordo com as condições locais.

Q6: O radar de alta frequência é sempre mais preciso do que o radar de baixa frequência?

Não. A precisão da medição não pode ser determinada exclusivamente pela frequência de operação. A frequência influencia as características do feixe e no projeto da antena; no entanto, a precisão real da medição também depende do modelo específico, do meio, da faixa de medição, das condições de instalação e da capacidade de processamento de sinal.

– Resumo

– Os medidores de nível por radar de alta frequência utilizam pulsos de micro-ondas de alta frequência para medição de nível sem contato.Alguns produtos operam em bandas de frequência como 24 GHz, 25 GHz ou 26 GHz.

Suas principais características incluem:

tamanho reduzido da antena, boa direcionalidade, feixe relativamente concentrado e adequação para silos de materiais sólidos, tanques de armazenamento pequenos e determinadas condições operacionais com poeira ou propensas à condensação.

No entanto, uma frequência de operação mais alta não significa que o instrumento apresente melhor desempenho em todas as condições do local.

Para projetos reais, deve-se ainda selecionar o modelo adequado de medidor de nível por radar com base em uma avaliação abrangente do:

tipo de navio, intervalo de medição, dimensões do navio, poeira, vapor de água, condensação, estruturas internas e método de instalação.