O que é um sensor de nível de radar? Medição sem contato, vantagens e problemas comuns de medição

Um sensor de nível de radar é um instrumento sem contato que usa ondas eletromagnéticas para medição de nível contínuo. É normalmente instalado acima de um tanque, recipiente, bacia ou silo e transmite sinais de radar para a superfície líquida ou material. O eco refletido é então analisado para determinar a distância entre o sensor e a superfície medida.

Comparado com as tecnologias de medição de pressão, flutuação e outras tecnologias de contato, o radar de espaço livre não precisa permanecer imerso no meio de processo. Isso torna o radar particularmente adequado para aplicações corrosivas, viscosas, de alta temperatura, de alta pressão e difíceis de manter. A tecnologia de radar também é amplamente utilizada para líquidos, pastas, pós e sólidos granulares.

1. Como funciona um sensor de nível de radar?

Transmissão de radar

A antena transmite ondas eletromagnéticas de alta frequência para a superfície do material.

Reflexão de Superfície

O sinal de radar é refletido pela superfície líquida ou sólida e retorna ao sensor.

Cálculo da Distância

O instrumento analisa os sinais transmitidos e refletidos para determinar a distância à superfície do material.

Conversão de Nível

A geometria do tanque e os valores de alcance configurados são usados para converter distância em nível, porcentagem ou volume.

2. Por que o radar é considerado um sensor de nível sem contato?

Um sensor de radar de espaço livre é montado acima do meio de processo e não precisa ser imerso no material líquido ou a granel. Isso elimina muitos problemas mecânicos e de contato de processo associados com flutuadores, peças móveis e sondas permanentemente imersas.

Sem Contato Direto

Adequado para meios de processo corrosivos, viscosos ou contaminantes.

Baixo desgaste mecânico

Não há mecanismos flutuantes que devam mover-se continuamente com o nível líquido.

Manutenção Reduzida

Verificações de rotina focam principalmente na antena, fiação, vedação e diagnóstico de instrumentos.

3. Principais vantagens dos sensores de nível de radar

4. O radar não é completamente afetado pelo processo médio?

Não. O radar geralmente não é diretamente afetado pela densidade da mesma forma que a medição do nível hidrostático, e não depende da velocidade do som no ar, como a medição ultrassônica. No entanto, o processo condição média e superficial ainda influenciam a qualidade do eco.

Propriedades Dielétricas

As propriedades dielétricas do meio influenciam a força de reflexão do radar.

Condição de Superfície

Turbulência, agitação ou superfícies inclinadas podem mudar a direção do sinal refletido.

Espuma

O efeito depende da espessura da espuma, densidade e comportamento dielétrico.

Antena

Condensação pesada, revestimento ou cristalização podem reduzir a força do sinal.

5. Problema Comum: Ecos Falsos de Obstruções Internas

Os interiores típicos dos navios incluem:

• Vigas de apoio;

• Grades;

• Bobinas de aquecimento;

• Agitadores;

• Suportes internos;

• Tubos.

Essas estruturas podem gerar reflexos fortes e podem causar leituras instáveis, valores fixos ou indicação incorreta em escala completa. Instrumentos modernos de radar muitas vezes usam rastreamento multi-eco e supressão falso-eco para distinguir a verdadeira superfície do produto de obstruções internas.

Acção recomendada:Primeiro otimize a localização do sensor e a direção do feixe para evitar grandes obstruções. Se isso não for possível, analise a curva de eco e use a supressão de falso-eco de acordo com o manual do instrumento.

6. Problema comum: Instalação muito perto do ponto de preenchimento

Um sensor de radar geralmente não deve ser instalado diretamente acima de um fluxo de enchimento forte.

Deslocamento

As gotículas líquidas ou o material em movimento podem entrar na zona de medição do campo próximo.

Movimento de superfície grave

O enchimento rápido pode produzir turbulência e superfícies líquidas inclinadas.

Pó ou Vapor

O processo de enchimento pode criar condições atmosféricas complexas no recipiente.

7. Problema comum: espuma e vapor

Radar geralmente funciona melhor do que a medição ultrassônica em aplicações de vapor porque as ondas eletromagnéticas não dependem da velocidade do som no espaço de gás. No entanto, não é correto assumir que todas as condições de vapor e espuma têm efeito zero.

Pode ainda ser necessária uma avaliação especial quando:

• Espuma grossa;

• Ebulição grave;

• Condensação pesada;

• Alterações rápidas da temperatura;

• Acumulação líquida na antena.

8. Por que um medidor de nível por radar de repente salta para uma escala completa?

9. Aplicações típicas de sensores de nível de radar

Tanques de armazenamento de líquidos

Água, óleos, produtos químicos e outros líquidos de processo.

Navios de Processo

Adequado para condições de processo exigentes, com cuidadosa consideração de agitadores e internos.

Águas residuais e lama

A medição sem contato reduz a contaminação direta do sensor.

Silos em massa

Adequado para grãos, cimento, pós minerais, pellets e outros sólidos a granel.

Alta temperatura e pressão

Modelos de radar especializados estão disponíveis para condições extremas de processo.

Mídia corrosiva

Radar de espaço livre evita contato direto com o meio de processo, embora os materiais de conexão de processo ainda devem ser compatíveis.

10. Que informações é necessária para a seleção do sensor de nível de radar?

Médio

Líquidos ou sólidos
Nome médio
Viscosidade
Espuma
Propriedades dielétricas

Tanque

Altura
Diâmetro
Estruturas internas
Ponto de enchimento
Tamanho da conexão do processo

Processo

Temperatura
Pressão
Vapor
Poeira
Condições de vácuo

Eléctrico

Fonte de alimentação
4–20 mA
HART
RS485
Protecção contra a explosão

FAQ: Sensores de nível de radar

1. Um sensor de nível de radar é um sensor sem contacto?

Sim, radar de espaço livre é uma tecnologia de medição sem contato. O sensor é instalado acima do meio e mede a superfície usando ondas eletromagnéticas.

2. O radar pode medir sólidos a granel?

Sim. Transmissores de nível de radar são amplamente utilizados para cimento, pó mineral, grãos, pellets de plástico, e outros materiais em pó ou granular a granel.

3. O radar é afetado pela densidade líquida?

O radar mede diretamente a distância, de modo que mudanças na densidade líquida geralmente não causam os erros de conversão de nível direto associados à medição hidrostática.

4. O radar é afetado pelo vapor?

Condições normais de vapor geralmente têm influência limitada, mas o vapor grave, condensação, temperatura extrema, ou acúmulo de líquido na antena ainda requerem seleção adequada do instrumento.

5. Porque é que o radar, às vezes, salta em grande escala?

Causas comuns incluem perda do eco de superfície verdadeira, obstruções internas, interferência de enchimento, espuma espessa, fortes ecos de campo próximo, ou ajuste incorreto de alcance e falha.

6. O radar pode ser instalado diretamente acima do ponto de enchimento?

Geralmente não é recomendado porque encher fluxos, respingos, poeira e movimento de superfície grave pode aumentar a interferência de medição.

7. Que informações METRAVON necessita para a selecção?

Por favor, forneça o meio, faixa de medição, altura e diâmetro do tanque, estruturas internas, ponto de enchimento, temperatura, pressão, espuma, vapor, poeira, tamanho da conexão do processo, sinal de saída, exigências de proteção contra explosões e fotos de instalação.

Conclusão

Sensores de nível de radar são uma tecnologia madura sem contato para medição contínua de nível. Suas principais vantagens incluemsem contato direto com o processo médio, ampla faixa de aplicação, baixa sensibilidade às mudanças de densidade e forte adequação para ambientes exigentes de temperatura, pressão e poeira.

No entanto, a medição do radar não é completamente independente das condições do processo. Obstruções internas, localização de enchimento, espuma, condensação, acúmulo de antena e as propriedades dielétricas do meio podem influenciar o desempenho da medição. Para a seleção do sensor de nível de radar METRAVON, a média, a faixa de medição, a estrutura do navio, as condições do processo, a posição da instalação e os requisitos de sinal devem ser sempre considerados em conjunto.