Для чего используется радарный датчик уровня? Применение и принцип работы

Для каких целей применяется радарный датчик уровня? Область применения, принцип работы и руководство по выбору.

Радарный датчик уровня в основном используется для непрерывного измерения уровня жидкости, уровня сыпучих твёрдых тел или уровня воды (), а также для других задач (). Датчик устанавливается над ёмкостью — резервуаром, водохранилищем, каналом или силосом — и измеряет расстояние между датчиком и поверхностью материала. Полученное расстояние затем преобразуется в фактический уровень заполнения или в величину оставшегося свободного пространства.

Поскольку радарный датчик уровня без контакта, как правило, не требует погружения в технологическую среду, он широко применяется в системах очистки воды, в химических резервуарах, при хранении нефти, в процессах с суспензиями, в силосах для порошков и гранулированных материалов, а также при контроле уровня воды в гидротехнических сооружениях.

1. Что именно измеряет радарный датчик уровня?

Радарный датчик уровня непосредственно измеряет расстояниемежду датчиком и поверхностью материала.Затем прибор использует опорную точку установки или габариты ёмкости для расчёта уровня жидкости, уровня твёрдых частиц в твёрдом веществе или зазора.

Уровень жидкости

Вода, сточные воды, масла, кислоты, щелочи, растворители и другие промышленные жидкости.

— Уровень суспензии;

— Отобранные осадки, минеральные суспензии и технологические среды, содержащие взвешенные твёрдые частицы;

— Уровень твёрдых частиц в свободном состоянии;

— Порошки, гранулы, зерно, цемент, минералы и химические сырьевые материалы;

— Уровень воды;

— Хранилища, реки, каналы, резервуары и другие объекты для гидрологического мониторинга.

Уровень = Уровневая высота − Расстояние от датчика до поверхности материала

2. Как работает радиолокационный уровеньный датчик?

Безконтактный радарный датчик излучает электромагнитные волны в сторону рабочей поверхности. Эти волны отражаются от жидкой или твёрдой поверхности и вновь принимаются антенной.

Прибор определяет расстояние, анализируя время распространения сигнала или, в случае радаров типа FMCW, разницу в частотах между передаваемым сигналом и возвращающимся эхо-сигналом.

Радиолокация не зависит от скорости звука в воздухе, поэтому она может работать в вакууме и, как правило, более подходит для применения в условиях значительных температурных колебаний, присутствия паров или пыли, чем ультразвуковые методы измерения. Фактические эксплуатационные пределы всё же зависят от выбранной модели радиолокатора, типа антенны и условий процесса.

3. Какие среды могут измеряться с помощью радарных датчиков уровня?Радар

может применяться в широком спектре сред, однако для различных задач могут потребоваться разные частоты радаров, конструкции антенн и тип соединений.

В каких сферах применяются радарные датчики уровня?

— Обработка воды и сточных вод

Непрерывный контроль уровня в резервуарах для воды, резервуарах для сточных вод, резервуарах для дозирования химикатов и технологических ёмкостях.

Химическая переработка:

Резервуары для кислот и щелочей, резервуары для растворителей, реакторы и технологические ёмкости;

Хранение и транспортировка нефти;

Непрерывный контроль уровня в резервуарах для хранения нефти, топлива и других жидкостей;

Силоны для хранения твёрдых материалов;

Измерение уровня цемента, минералов, зерна, гранул и химических порошков.

Гидрологический мониторинг;

Ненонконтактное измерение уровня воды в реках, водохранилищах, каналах и открытых водных объектах;

5. Какие условия процесса наиболее подходят для применения радиолокации?

Одной из ключевых преимуществ радаров является их широкое применение в различных технологических процессах. В зависимости от конкретной модели радары могут использоваться в атмосферных, под давлением, вакуумных, высокотемпературных, в средах, богатых парами, пыльных и коррозионных условиях.

Датчик не должен оставаться погруженным в среду.

В среде присутствуют пыль или твёрдые твёрдые частицы.

В среде присутствует пар или наблюдаются колебания температуры.

Тарелка работает в вакуумных или под давлением условиях.

Процессная среда является коррозионно-активной.

Требуется непрерывное измерение уровня на значительном расстоянии.

В сложных технологических процессах по-прежнему требуется выбор специализированных решений. Для работы в присутствии коррозионно активных жидкостей необходимы подходящие антенны и материалы для герметизации технологических линий; при эксплуатации в условиях высоких температур или высокого давления требуются соответствующие эксплуатационные характеристики; в пыльных или подверженных образованию конденсата средах — подходящая конструкция и способ крепления антенны.

6. Что радиолокационный датчик уровня не измеряет напрямую?

Стандартный радарный датчик уровня предназначен в первую очередь для измерения расстояния и уровня (,). Как правило, он не измеряет напрямую скорость потока, расход, температуру, давление, концентрацию или параметры качества воды.

Например, радарный датчик уровня воды позволяет измерять уровень воды в реке или водном канале. Если также требуется определение скорости течения на поверхности, обычно требуется специализированный радарный датчик скорости. Для расчёта расхода воды, как правило, необходимы данные о уровне воды, скорости течения, а также о сечении канала или реки.

Аналогично, в промышленных резервуарах, где требуется контроль температуры, давления, плотности или других технологических параметров, необходимо использовать дополнительные специализированные датчики или многопараметрическую систему измерения.

7. В чём разница между радиолокацией без контакта и радиолокацией на основе направляющих волн?

Измерение уровня с помощью радаров в основном включает неконтактный радар и радар на основе направляющих волн. Неконтактный радар передаёт электромагнитные волны через свободное пространство внутри ёмкости и подходит для большинства применений — в резервуарах, для определения уровня воды, а также при работе с сыпучими и твёрдыми материалами.

Радар на основе направляемых волн направляет радиолокационные импульсы по металлическому стержню, кабелю или коаксиальному зонду, погружающемуся в рабочую среду. Некоторые специализированные приборы на основе этого метода также позволяют измерять границу раздела между двумя несмешивающимися жидкостями.

Для большинства традиционных применений в жидких средах и твёрдых телах неконтактный радар можно выбирать в зависимости от дальности, угла луча и условий технологического процесса. Радар на основе направляемых волн может применяться в специфических случаях — при измерении на границе раздела фаз, в обходных камерах или с использованием зонда.

8. Почему свойства технологической среды имеют важное значение?

Радарный сигнал должен обеспечивать достаточную отражённость от поверхности материала для стабильного определения уровня.Диэлектрические свойства рабочей среды влияют на интенсивность эха.

Жидкости с низкой диэлектрической проницаемостью, как правило, вызывают более слабые поверхностные отражения, поэтому при больших расстояниях или при низком уровне жидкости особую важность приобретает качество сигнала. На характер возвращаемого эха также могут влиять пена, конденсат, пыль, угол наклона поверхности материала и накопление сигнала на антенне.

По этой причине одного лишь указания «нужно измерить уровень» обычно недостаточно для точного подбора измерительного прибора. Также необходимо предоставить информацию о технологической среде и условиях монтажа.

9.Какая информация требуется для выбора радарного датчика уровня?

По крайней мере, необходимо предоставитьСреда процесса, максимальное расстояние измерения, температура процесса, давление процесса и геометрия сосуда —Эти параметры напрямую влияют на выбор частоты радарного датчика, антенны, дальности действия и способа подключения к процессу.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Для чего предназначен радарный датчик уровня?

Ответ 1: Он в основном используется для непрерывного измерения уровня жидкости, уровня воды или уровня сыпучих материалов путём измерения расстояния между датчиком и поверхностью материала.

Вопрос 2: Может ли радарный датчик уровня воды измерять уровень воды? Ответ

: Да. Радар широко применяется для контроля уровня воды в резервуарах, водохранилищах, очистных сооружениях для сточных вод, реках и в других задачах мониторинга уровня воды.

Вопрос 3: Может ли датчик уровня на основе радарного принципа измерять порошки?

A3: Да. Радар с высокой частотой и узким лучом широко используется в силосах для порошковых и гранулированных материалов. При выборе следует учитывать такие параметры, как концентрация пыли, дальность измерения, угол между поверхностью материала и лучом радара, а также коэффициент отражения.

Q4: Может ли радарный датчик уровня воды также измерять скорость?

A4: Стандартный радиолокационный датчик уровня жидкости в основном измеряет уровень жидкости. Для измерения скорости на поверхности, как правило, требуется специализированный радиолокационный датчик скорости.

Q5: Может ли радиолокационный датчик измерять коррозионно-активные жидкости?

A5: Да, при использовании подходящей антикоррозионной антенны и конфигурации технологического уплотнения. Тип среды, её концентрация, температура и давление необходимо уточнить для обеспечения совместимости материалов.

Q6: Может ли радиолокационный датчик уровня напрямую измерять расход?

A6: Стандартный радарный датчик уровня непосредственно измеряет уровень жидкости или течения. Для оценки расхода в открытом канале или реке, как правило, требуется информация о уровне, скорости и сечении потока.

Q7: В чём разница между радиолокационным измерением уровня и радиолокацией на основе направляемых волн?

A7: В радиолокационном датчике уровня без контакта электромагнитные волны передаются через свободное пространство. В радиолокации на основе направляемых волн радиолокационные импульсы направляются по стержню, кабелю или коаксиальному зонду, который погружается в технологическую среду.

Q8: Может ли датчик уровня на основе радарного принципа подключаться к PLC?

A8: Да. В зависимости от модели используются интерфейсы, такие как 4-20mA, HART и RS485 Modbus RTU могут использоваться для интеграции с PLCs, DCS, RTU и системы сбора данных.

— заключение.

Основная задача радарного датчика уровня — непрерывный контроль уровня жидкости, твёрдых частиц в твёрдом состоянии или воды. Датчик использует электромагнитные волны для определения расстояния между собой и поверхностью материала; он широко применяется в системах очистки воды, химических резервуарах, на складах нефти, при контроле суспензий, в гидрологических наблюдениях, а также в силосах для порошков и гранулированных материалов.

Радиометр в первую очередь измеряет расстояние и уровень, и он не может напрямую заменить специализированные датчики скорости, расхода, температуры или давления. При выборе устройства необходимо учитывать тип технологической среды, максимальное расстояние измерения, температуру, давление, наличие пены, паров, пыли, коррозионную активность среды, а также геометрию ёмкости — на основе этих параметров следует определить подходящую частоту, тип антенны и способ подключения к технологической системе.

METRAVON Датчики на основе радарных технологий можно настраивать под различные диапазоны измерения, типы технологических соединений и промышленные интерфейсы, включая 4-20mA и RS485 Modbus RTU для непрерывного измерения уровня в резервуарах для хранения, системах контроля уровня воды и силосах для твёрдых материалов.