Как выбрать правильный датчик уровня радара: руководство по выбору инженеров

Датчики уровня радара широко используются в водоемах, резервуарах для хранения, технологических судах, системах сточных вод и силосах для твердых частиц. Правильный инструмент не может быть выбран только по частоте, диапазону измерений или цене. Наиболее важными факторами являютсясвойства продукта, сила отражения, расстояние измерения, температура и давление процесса, геометрия судна, внутренние препятствия и доступные монтажные соединения.

1. Начните с четырех ключевых условий выбора

1. Процесс средний

Вода, масло, кислота, щелочь, растворитель, суспензия, порошок или гранулы? Среда влияет на эхо-прочность, материалы антенны и подходит ли погруженный зонд.

2. Измерение расстояния

Определить максимальное фактическое расстояние от точки отсчета антенны до самого низкого уровня и проверить максимальный уровень по прибору' Ограничение ближнего поля.

3. Условия обработки

Подтвердите температуру, давление, вакуум, пар, пену, пыль, волнение и поверхностное возмущение.

4. Условия установки

Проверьте размер сопла, высоту сопла, диаметр сосуда, внутренние структуры и приемлем ли погруженный зонд.

2. Почему медиа-свойства являются первым шагом выбора?

Измерение уровня радара зависит от электромагнитной энергии, отраженной от поверхности изделия. Theотносительная диэлектрическая постоянная, состояние поверхности и физическая форма продуктаСледовательно, влияние эха силы. В целом, более высокие диэлектрические материалы обеспечивают более сильные отражения, в то время как углеводороды и другие низкодиэлектрические жидкости требуют большего внимания к конструкции антенны, диапазону измерений и запасу сигнала.

Вода и водные растворы

Обычно они обеспечивают сильное радиолокационное отражение и, как правило, являются простыми приложениями для бесконтактных радаров.

Масла и углеводороды

Обычно имеют более низкую диэлектрическую постоянную, поэтому следует проверить максимальный диапазон, конструкцию антенны и доступный запас эха.

Вязкие или покрывающие продукты

Там, где на погруженном зонде, вероятно, происходит сильное наращивание, бесконтактный радар часто привлекателен.

Коррозионные СМИ

Антенна, технологическое соединение, фланцевая подкладка и уплотнительные материалы должны быть проверены на химическую совместимость.

Важно:Не существует универсального диэлектрическо-постоянного порога, который определяет, будет ли работать каждый радиолокационный датчик. Минимальные измеримые диэлектрические условия зависят от частоты, антенны, дальности, конструкции зонда и способности обработки сигналов.

3. Pulse Radar, FMCW Radar или управляемый волновой радар?

Ни одна из этих технологий не является универсальной. FMCW, особенно около 80 ГГц радиолокатор свободного пространства, все чаще используется для бесконтактного измерения, в то время как управляемый волновой радар сохраняет важные преимущества в измерении интерфейса, ограниченных камерах и выбранных низкодиэлектрических приложениях.

4. Почему радар 80 ГГц полезен на сложных судах?

Узкий луч

Помогает избежать стенок сосудов, армирующих конструкций, труб, опор и некоторых компонентов агитатора.

Компактные антенны

Хорошая фокусировка луча может быть достигнута при относительно небольших технологических соединениях.

Твердые частицы

Полезен для цемента, зерна, минерального порошка, пластиковых гранул и других материалов с наклонными поверхностями продукта.

Неконтактный дизайн

Избегает погруженного зонда, который может быть сильно покрыт вязкими или кристаллизующимися продуктами.

Основным преимуществом 80 ГГц является егокороткая длина волны и узкая лучевая способностьВместо общего утверждения о большем проникновении. Пена, тяжелая конденсация, низкодиэлектрические продукты и другие сложные условия по-прежнему требуют специальной оценки.

5. Как выбрать расстояние, расстояние и точность?

Максимальное измерение расстояния

Используйте фактическое максимальное расстояние от точки отсчета антенны до самого низкого уровня жидкости или твердых веществ, а не только номинальную высоту судна.

Ограничение полей

Различные радиолокационные датчики имеют разные минимальные измеримые расстояния. Такие значения, как 0. 08 м или 0. 3 м не следует применять повсеместно.

Точность измерения

Общие требования к контролю процесса, партии и инвентаризации или приложения, связанные с хранением, имеют разные требования к точности и должны использовать соответствующий класс инструментов.

Фиксированная маржа в 10% не является универсальным требованием. Вместо этого выбор должен учитывать фактическую точку монтажа, максимальный и минимальный уровень, ненормальные условия работы и доступный запас сигнала.

6. Место установки может быть важнее номинальной точности

Многие полевые проблемы вызваны установкой, а не точностью прибора. Высокоточный радар все еще может производить нестабильные показания, если его луч непосредственно поражает входной поток, луч, трубу или агитатор.

Избегайте заполнения потоков

Не направляйте радар непосредственно в падающий жидкий или объемный материал.

Избегайте внутренних препятствий

Проверьте путь луча для балок, труб, нагревательных катушек, опор и агитаторов.

Проверьте горящее сопло

Диаметр и высота сопла должны соответствовать требованиям антенны, чтобы избежать сильных ложных эхов.

Проверьте направление антенны

Жидкие приложения обычно нацелены на поверхность, в то время как твердые вещества требуют рассмотрения положения наполнения и наклона материала.

Универсальное расстояние между стенами:Фиксированные требования, такие как 200 мм или 300 мм от стенки судна, не применяются к каждому радиолокационному датчику. Частота, размер антенны, диаметр судна и угол луча определяют приемлемое положение крепления.

7. Как выбрать радар для высоких температур, давления и коррозионных сред

Высокая температура

Подтвердите температуру процесса и окружающей среды вместе с температурными рейтингами антенн, уплотнений и электроники.

Высокое давление или вакуум

Проверьте соединение процесса, фланец, конструкцию уплотнения и рейтинг давления, а не полагайтесь только на принцип измерения радара.

Коррозионные СМИ

Выберите PTFE, PFA, 316L или другие совместимые материалы в соответствии с фактическим химическим процессом.

Опасные районы

Сертификация на взрывозащиту должна соответствовать проекту и классификации опасных зон. Рейтинг интеллектуальной собственности не заменяет сертификацию Ex.

8. Датчики уровня радара для воды и сточных вод

Водные бассейны, резервуары для сточных вод, системы ливневых вод, влажные скважины и насосные станции являются распространенными приложениями для бесконтактных радаров. В отличие от подводных датчиков давления, радар не остается в постоянном контакте с водой. В отличие от ультразвуковых измерений, радар использует электромагнитные волны и не требует температурной компенсации за изменения скорости звука газовой фазы.

Обработка сточных вод

Бассейны сточных вод, резервуары для оседания, подъемные станции и контроль уровня влажной скважины.

Мониторинг штормовых вод

Бассейны ливневой воды, водовороты, подземные сооружения и городские пункты мониторинга наводнений.

гидрология

Реки, каналы, водохранилища и другие бесконтактные системы мониторинга уровня воды.

Промышленная вода

Бассейны охлаждающей воды, резервуары для противопожарной воды, резервуары для технологической воды и хранилища.

Радар должен иметь четкий вид на поверхность воды и должен быть расположен вдали от сильного входного потока, водопадов, выступающих бетонных конструкций и других неподвижных препятствий. Наружные установки также должны учитывать защиту от погодных условий, стабильность монтажа, защиту от перенапряжения и защиту кабеля.

9. Какой выходной сигнал следует выбрать?

4-20 мА

Общий для аналоговых входов PLC, DCS и RTU в промышленных технологических системах.

4-20 мА + ВСД

Добавляет конфигурацию параметров, диагностику и выбранные функции удаленного обслуживания.

RS485 Модбус

Полезно для регистраторов данных, шлюзов IoT и систем цифрового мониторинга с несколькими датчиками.

Другие промышленные сети

Крупные технологические проекты должны соответствовать протоколу связи с архитектурой управления предприятием.

10. Руководство по быстрому выбору радара

11. Какая информация необходима перед покупкой датчика уровня радара?

Продукт

Среднее имя
Жидкий или твердый
вязкость
коррозионная способность
Тенденция покрытия или кристаллизации

Судно

высота
диаметр
Размер сопла
высота сопла
Внутренние структуры

Условия обработки

температура
Давление
вакуум
пена
пар
пыль

Электрические и проектные требования

Электропитание
4-20 мА/HART или RS485
Требование точности
Требование в отношении опасных районов
Танковые фотографии или рисунки

  FAQ: Выбор датчика уровня радара

1. Какая диэлектрическая постоянная необходима для бесконтактного радара?

Универсального порога для всех радиолокационных приборов нет. Низкие диэлектрические продукты обычно обеспечивают более слабые отражения, поэтому необходимо учитывать дальность, конструкцию антенны, частоту радара и чувствительность прибора. Радар с управляемыми волнами также может быть оценен для очень низкодиэлектрических продуктов.

2. Всегда ли радар с частотой 80 ГГц должен использоваться для бассейна с водой?

Не обязательно. 80 ГГц особенно полезно, когда пространство установки ограничено или необходим узкий луч, чтобы избежать структур бассейна. Другие подходящие бесконтактные радиолокационные технологии также могут быть использованы для обычных приложений с открытой водой.

3. Какой радар подходит для танка с агитатором?

Сначала определите, может ли положение крепления удерживать радиолокационный луч от вала и лопастей агитатора. Узколучевой радар 80 ГГц может уменьшить помехи, в то время как управляемый волновой радар также может быть рассмотрен в выбранных закрытых судах.

4. Какова типичная слепая зона датчика уровня радара?

Не существует универсальной ценности. Пульсовый радар, FMCW радар и управляемый волновой радар имеют различные ограничения ближнего поля. Максимальный уровень всегда должен проверяться на соответствие спецификации выбранной модели.

5. Всегда ли FMCW радар более точен, чем импульсный?

Окончательная точность не может быть определена только по принципу ранжирования. FMCW предлагает высокое разрешение расстояния и возможность обработки сигналов, но фактическая точность также зависит от антенны, электроники, алгоритма, дальности и качества установки.

6. Как следует выбирать радар для агрессивных сред?

Неконтактные измерения часто привлекательны, но PTFE, PFA, 316L или другие материалы должны выбираться в соответствии с фактическими требованиями химической совместимости. Тюлени, температуры и давления также должны быть проверены.

7. Требует ли радиолокационный датчик частой калибровки?

Радар обычно не требует частой калибровки жидкостного стандарта, как аналитический датчик, но пустое расстояние, диапазон измерения и параметры вывода должны быть настроены правильно. Критические процессы или измерения должны периодически проверяться в соответствии с системой качества проекта.

8. Какая самая распространенная ошибка выбора радара?

Выбор только по максимальной дальности и цене при игнорировании среды процесса, монтажа сопла, внутренних препятствий, максимального уровня и траектории луча антенны является распространенной причиной ложных эхо-сигналов и нестабильной производительности поля.

9. Подходит ли радар для мониторинга городских наводнений?

Да. Бесконтактный радар может использоваться в водопроводах, подземных пространствах, ливневой инфраструктуре и низменных точках мониторинга наводнений. Также необходимо учитывать монтаж, защиту окружающей среды, защиту от перенапряжений, связь и диапазон измерений.

10. Какая информация требуется для выбора радара?

Пожалуйста, укажите среднее имя, максимальное расстояние измерения, максимальный уровень, температуру, давление, размеры резервуара или бассейна, монтажное соединение, внутренние конструкции, требования к выходу, требования к опасной зоне и фотографии сайта.

Заключение

Выбор правильного датчика уровня радара - это не просто выбор между 26 ГГц и 80 ГГц или между импульсом и FMCW. Отправной точкой должна бытьсреда процесса, диапазон измерения, температура и давление, геометрия судна, условия установки и требования к системе управления.

Для обычных водных бассейнов, резервуаров и общих бесконтактных применений можно выбрать импульсный или FMCW радар в зависимости от дальности и условий монтажа. Для сложных судов, ограниченных пространств и силосов твердых частиц часто стоит оценить радар FMCW с узким лучом 80 ГГц. Для низкодиэлектрических жидкостей, измерения интерфейса и выбранных приложений обходной камеры управляемый волновой радар может обеспечить дополнительные преимущества.

METRAVON рекомендует завершить процесс и проверку установки перед окончательной цитатой, а не выбирать датчик из максимального диапазона. Полная информация о судне, среде и монтаже может значительно уменьшить проблемы с вводом в эксплуатацию и риск замены инструмента после установки.