เครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูง METRAVON: คุณสมบัติ การประยุกต์ใช้งาน และคู่มือการเลือกใช้งาน
เครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูงนี้วัดระดับวัสดุโดยการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังพื้นผิวของวัสดุ และรับสัญญาณที่สะท้อนกลับมา อุปกรณ์นี้คำนวณระยะทางจากเสาอากาศไปยังพื้นผิวของของเหลวหรือของแข็ง แล้วแปลงระยะทางดังกล่าวให้เป็นค่าระดับที่เป็นค่าต่อเนื่อง โดยรادาร์ในสภาพแวดล้อมอิสระสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมรุ่น
ในอดีต เรดาร์แบบอิสระสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมมักใช้ความถี่ เช่น 6 GHz, 10 GHz และ 26GHz, ในขณะที่มีค่าประมาณ 80GHz ปัจจุบันเรดาร์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายทั้งในกรณีที่เป็นของเหลวและในกรณีที่เป็นวัสดุแข็งในปริมาณมาก ข้อได้เปรียบทางวิศวกรรมหลักของเรดาร์ที่มีความถี่สูง ไม่ใช่เพียงแค่ "ความแม่นยำที่สูงขึ้น" เท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถในการบรรลุเป้าหมายที่กำหนดไว้อีกด้วยลำแสงที่แคบลง พื้นที่การวัดที่มีความเข้มข้นมากขึ้น และการแยกเป้าหมายที่ดีขึ้น โดยใช้เสาอากาศที่มีขนาดค่อนข้างกะทัดรัด,
1. คุณลักษณะสำคัญของเครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูงมีอะไรบ้าง?
ลำแสงที่แคบลง
เมื่อใช้เสาอากาศที่มีขนาดใกล้เคียงกัน เรดาร์ที่มีความถี่สูงกว่าสามารถให้ลำแสงที่แคบลงได้โดยทั่วไป ซึ่งช่วยลดการสะท้อนสัญญาณจากโครงสร้างที่อยู่ใกล้เคียง
การออกแบบเสาอากาศขนาดกะทัดรัด
เสาอากาศที่มีขนาดเล็กกว่าก็ยังสามารถให้ประสิทธิภาพการโฟกัสที่ดีเยี่ยม ทำให้การติดตั้งเป็นไปอย่างง่ายดายทั้งบนข้อต่อในกระบวนการผลิตขนาดเล็กและในพื้นที่ที่มีข้อจำกัด
เพิ่มประสิทธิภาพในการแยกเป้าหมาย
ลำแสงที่มีความกว้างแคบช่วยให้สามารถหลีกเลี่ยงอุปกรณ์กวน ท่อ คานโครงสร้าง ผนังถัง และสิ่งกีดขวางภายในอื่น ๆ ได้ง่ายขึ้น
เพิ่มความยืดหยุ่นในการติดตั้ง
มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับท่อที่มีขนาดแคบ ซิลโล่ที่มีความสูง เครื่องพ่นขนาดเล็ก รวมถึงการประยุกต์ใช้งานที่มีลักษณะเรขาคณิตภายในซับซ้อน
ตัวอย่างเช่น เมื่อขนาดของเสาอากาศมีค่าใกล้เคียงกัน 80GHz เรดาร์สามารถให้ลำแสงที่แคบกว่าอย่างมากเมื่อเทียบกับ 26GHz เรดาร์ มุมของลำแสงในขั้นสุดท้ายยังคงขึ้นอยู่กับทั้งความถี่ในการทำงานและขนาดของเสาอากาศ
2. ความแตกต่างระหว่างอะไรบ้าง 26GHz และ 80GHz เรดาร์?
| เปรียบเทียบ | 26GHz เรดาร์ | 80GHz เรดาร์ |
|---|---|---|
| ความยาวคลื่นโดยประมาณ | ประมาณ 11.5 มม. | ประมาณ 3.75 มม. |
| การโฟกัสลำแสง | เทคโนโลยีที่พัฒนาจนสมบูรณ์แล้ว; สามารถให้ลำแสงที่แคบลงได้โดยการเพิ่มขนาดของเสาอากาศ | สามารถให้ลำแสงที่แคบได้ด้วยเสาอากาศที่มีขนาดค่อนข้างกะทัดรัด |
| การเชื่อมต่อแบบขนาดเล็ก | ต้องตรวจสอบขนาดของเสาอากาศอย่างละเอียด | โดยทั่วไปให้ความยืดหยุ่นในการติดตั้งที่สูงกว่า |
| มีองค์ประกอบภายในที่ซับซ้อน | การครอบคลุมของลำแสงจำเป็นต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบ | มักทำให้สามารถหลีกเลี่ยงท่อ โครงยึด และผนังถังได้ง่ายกว่า |
| การประยุกต์ใช้งานทั่วไป | การวัดระดับของของเหลว ของแข็ง และของอุตสาหกรรมทั่วไป | ถังขนาดเล็ก ถังที่มีลักษณะซับซ้อน ซิลโลสที่มีความสูงและสำหรับการประยุกต์ใช้งานที่มีสิ่งกีดขวางอยู่ใกล้เคียง ยังคงเป็นความถี่เรดาร์ในภาคอุตสาหกรรมที่มีความพร้อมและน่าเชื่อถืออย่างยิ่ง นั่นคือ |
26GHz ยังคงเป็นความถี่เรดาร์ในภาคอุตสาหกรรมที่มีความสุกงอมและน่าเชื่อถืออย่างยิ่ง 80GHz ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากคลื่นที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าทำให้การออกแบบลำแสงที่มีความกว้างแคบเป็นไปได้ง่ายขึ้น โดยใช้อุทยานที่มีขนาดกะทัดรัด
3. ทำไมเรดาร์ความถี่สูงจึงเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับวัตถุของแข็งขนาดใหญ่?
พื้นผิวของของแข็งแบบกลุ่มมีลักษณะแตกต่างจากพื้นผิวของของเหลวที่เรียบ จุดสูงสุดและจุดต่ำสุดของวัสดุ มุมวางตัวของวัสดุ พื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ ขนาดอนุภาค คุณสมบัติไดอิเล็กทริก ปริมาณความชื้น และมุมตกกระทบ ล้วนสามารถมีผลต่อสัญญาณเรดาร์ที่สะท้อนกลับได้
จึงไม่ใช่หลักการที่แน่นอนอย่างง่ายๆ เช่น “อนุภาคที่มีขนาดเล็กย่อมให้สัญญาณสะท้อนที่ความถี่สูงที่เข้มข้นกว่า” ที่เป็นข้อได้เปรียบหลักของเรดาร์ความถี่สูงในการประยุกต์ใช้กับวัสดุแข็ง ในทางกลับกัน ข้อดีหลัก ได้แก่
พื้นที่การวัดที่มีความเข้มข้นสูง
ลำแสงที่มีความกว้างแคบสามารถโฟกัสลงบนบริเวณที่มีพื้นที่จำกัดของพื้นผิววัสดุ ซึ่งช่วยลดการสะท้อนแสงที่ไม่ต้องการจากผนังไซโลได้
ลดการรบกวนทางโครงสร้าง
ทำให้การหลีกเลี่ยงการเติมท่อ โครงสร้างเสริมแรง เสา และสิ่งกีดขวางคงที่อื่น ๆ เป็นเรื่องที่ทำได้ง่ายขึ้น
เหมาะสำหรับไซโลที่มีความสูงและมีลักษณะแคบ
การลดการกระจายตัวของลำรังสีช่วยให้บริเวณที่ทำการวัดยังคงถูกโฟกัสไว้ได้แม้ในระยะทางไกล
สมัยใหม่ 80GHz ปัจจุบันเรดาร์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายสำหรับวัสดุในรูปแบบผงและเม็ด รวมถึงไซโลที่มีความสูงมาก และการประยุกต์ใช้งานที่มีโครงสร้างภายในซับซ้อน
4. ทำไมเรดาร์ความถี่สูงจึงมีประโยชน์ในถังขนาดเล็ก?
ความท้าทายหลักในการวัดท่อขนาดเล็ก มักไม่ใช่ระยะทางที่ต้องวัดทั้งหมด แต่เป็นพื้นที่ติดตั้งที่จำกัด รวมถึงการอยู่ใกล้กับผนัง ท่อกระจายน้ำ อุปกรณ์กวน และท่อภายในที่มีอยู่อย่างใกล้ชิด
เรดาร์ความถี่สูงสามารถสร้างลำแสงที่มีความกว้างแคบได้โดยใช้เสาอากาศขนาดกะทัดรัด ซึ่งช่วยให้:
สามารถติดตั้งข้อต่อในกระบวนการผลิตที่มีขนาดเล็กลงได้;
ลดสัญญาณสะท้อนที่ผิดพลาดจากผนังท่อและท่อกระจายน้ำ;
หลีกเลี่ยงท่อ อุปกรณ์กวน และชิ้นส่วนโครงสร้างที่อยู่ใกล้เคียง;
เพิ่มความยืดหยุ่นในการติดตั้งในพื้นที่ที่มีข้อจำกัด;
ระยะห่างในการวัดขั้นต่ำหรือขีดจำกัดของบริเวณใกล้ไม่สามารถกำหนดได้เพียงจากความยาวของเสาอากาศเท่านั้น สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบเครื่องมืออย่างครบถ้วน ซึ่งรวมถึงระบบอิเล็กทรอนิกส์ของเรดาร์, เอนเทนนา, การประมวลผลสัญญาณ, การเชื่อมต่อระบบการทำงาน และอัลกอริทึมภายใน ดังนั้น ควรใช้เอกสารข้อมูลของแบบจำลองที่เลือกไว้สำหรับการออกแบบทางวิศวกรรมขั้นสุดท้าย
5. ความถี่ที่สูงขึ้นย่อมหมายถึงความแม่นยำที่สูงขึ้นเสมอหรือไม่?
ไม่ใช่
ความถี่ในการทำงานมีผลต่อความกว้างของลำรังสี ขนาดของเสาอากาศ และความสามารถในการแยกเป้าหมาย แต่ความแม่นยำของการวัดในขั้นสุดท้ายยังขึ้นอยู่กับปัจจัยดังต่อไปนี้:
การออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ของเรดาร์และการประมวลผลสัญญาณ;
คุณสมบัติไดอิเล็กทริกของตัวกลาง;
โครงสร้างของเสาอากาศ;
เงื่อนไขการติดตั้ง;
ช่วงการวัด;
ลักษณะทางเรขาคณิตของพื้นผิวในรูปแบบของของเหลวหรือของแข็งในปริมาณมาก;
อุณหภูมิและสภาพแวดล้อมของกระบวนการผลิต;
ดังนั้น ข้อความที่ว่า “ 80GHz มักให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำกว่า 26GHz ” จึงไม่ถือเป็นกฎทั่วไปที่ใช้ได้ ข้อดีที่ปรากฏอย่างสม่ำเสมอของเรดาร์ความถี่สูง ได้แก่ ความกว้างของลำแสงที่แคบลง, การออกแบบเสาอากาศที่มีขนาดกะทัดรัด, และการแยกเป้าหมายที่อยู่ใกล้กันได้ดีขึ้น
6. ข้อดีของเรดาร์ความถี่สูงในไซโลที่มีฝุ่นคืออะไร?
ฝุ่นเป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปในระบบจัดเก็บวัสดุของแข็งแบบจำนวนมาก ลำรังสีเรดาร์ที่มีความแคบสามารถช่วยลดการสะท้อนที่ไม่ต้องการจากผนังไซโลและชิ้นส่วนโครงสร้าง ในขณะที่ยังคงทำให้บริเวณที่ทำการวัดมีความโฟกัสมากยิ่งขึ้น
อย่างไรก็ตาม การกล่าวว่าเรดาร์ที่มีความถี่สูงกว่าจะ "สามารถทะลุผ่านฝุ่นได้ดีกว่า" เสมอ ถือว่าไม่ถูกต้อง ประสิทธิภาพของการวัดในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นยังขึ้นอยู่กับปัจจัยดังต่อไปนี้:
ความเข้มข้นของฝุ่น;
ลักษณะเฉพาะของอนุภาค;
การสะสมตัวของเสาอากาศ;
ค่าการสะท้อนแสงของวัสดุ;
ช่วงพลวัตของเรดาร์;
ความสามารถในการประมวลผลสัญญาณสะท้อนกลับ;
สำหรับการประยุกต์ใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นอย่างรุนแรง ควรพิจารณาความกว้างของลำแสง โครงสร้างเรขาคณิตของเสาอากาศ การปนเปื้อนของเสาอากาศ ความสามารถในการประมวลผลสัญญาณ รวมถึงการมีตัวเลือกการระบายอากาศหรือไม่
7. ควรจัดการกับการควบแน่น การสะสม และการกลายเป็นไออย่างไร?
เรดาร์เป็นเทคโนโลยีการวัดที่ไม่ต้องสัมผัส แต่อุทิศยังคงอยู่ภายใต้บรรยากาศภายในเรือ การควบแน่นของไอน้ำ การสะสมของฝุ่น การตกผลึก หรือการเกิดชั้นเคลือบบนพื้นผิวของเสาอากาศ อาจส่งผลต่อการส่งและรับสัญญาณได้
เสาอากาศแบบเลนส์ PTFE หรือโพลิเมอร์
พื้นผิวที่เรียบนั้นสามารถช่วยลดการสะสมในบางรูปแบบได้ รวมทั้งให้คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ หากวัสดุที่ใช้มีความเหมาะสมกับกระบวนการผลิตนั้น
โครงสร้างเสาอากาศแบบ drip-off |
รูปแบบเสาอากาศที่เลือกไว้ถูกออกแบบมาเพื่อส่งเสริมให้ของเหลวที่ควบแน่นไหลออกอย่างสมบูรณ์ แทนที่จะคงเหลือเป็นฟิล์มของเหลวที่คงอยู่อย่างต่อเนื่อง |
การล้างด้วยอากาศ |
ในกรณีที่มีฝุ่นหนาแน่นหรือเกิดการตกผลึก การต่อขั้วสำหรับการล้างด้วยอากาศสามารถช่วยรักษาพื้นผิวของเสาอากาศให้สะอาดอยู่เสมอ |
8. ควรจัดการกับการประยุกต์ใช้งานในสภาวะอุณหภูมิสูงอย่างไร?
การประเมินการใช้งานในสภาวะอุณหภูมิสูง ควรอิงจากค่าอุณหภูมิที่กำหนดไว้สำหรับเครื่องมือทั้งหมด แทนที่จะพิจารณาเพียงการมีอยู่ของท่อระบายความร้อนเท่านั้น
แบบออกแบบเรดาร์ที่แตกต่างกันอาจใช้สิ่งต่อต่าง ๆ ดังต่อไปนี้:
ส่วนยื่นของเสาอากาศ;
ตัวปิดสำหรับกระบวนการที่ทนต่ออุณหภูมิสูง;
โครงสร้างกันความร้อน;
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งอยู่จากระยะไกลหรือแยกส่วน;
เสาอากาศที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับอุณหภูมิสูง รวมถึงข้อต่อสำหรับกระบวนการผลิตที่รองรับอุณหภูมิสูง
ควรตรวจสอบอุณหภูมิในกระบวนการ อุณหภูมิแวดล้อม วัสดุที่ใช้ในการปิดผนึก และขีดจำกัดอุณหภูมิของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทั้งหมดนี้จากเอกสารข้อมูลเฉพาะของเครื่องมือที่ใช้งาน
9. เครื่องเรดาร์สามารถตรวจวัดผ่านผนังภาชนะได้หรือไม่?
ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่ใช้ทำภาชนะนั้นๆ
เครื่องวัดระดับเรดาร์แบบอิสระทั่วไปโดยทั่วไปไม่สามารถวัดค่าผ่านผนังภาชนะที่ทำจากโลหะ () ได้ เนื่องจากโลหะมีคุณสมบัติสะท้อนพลังงานไมโครเวฟอย่างรุนแรง
ในบางการประยุกต์ใช้งานที่ได้รับการคัดเลือก การวัดแบบแยกส่วนอาจเป็นไปได้โดยอาศัยหน้าต่างหรือผนังภาชนะที่ไม่ใช่โลหะ ซึ่งมีคุณสมบัติให้แสงไมโครเวฟสามารถผ่านได้อย่างเพียงพอที่ความถี่การทำงาน วัสดุ ความหนา คุณสมบัติไดอิเล็กทริก และรูปทรง จำเป็นต้องได้รับการประเมินและทดสอบ
ข้อสังเกตเกี่ยวกับการเลือก: การติดตั้งภายนอกผ่านผนังภาชนะสำหรับไม่ควรถือเป็นข้อได้เปรียบทั่วไปของเรดาร์ความถี่สูง สำหรับถังโลหะมาตรฐาน จำเป็นต้องมีจุดเชื่อมต่อด้านบนที่เหมาะสม หรือหน้าต่างสำหรับการวัดที่ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะ
10. ประเภทเสาอากาศที่นิยมใช้สำหรับเรดาร์ความถี่สูง
| ประเภทเสาอากาศ | คุณลักษณะทั่วไป | การประยุกต์ใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|
| เสาอากาศรูปกรวย | การออกแบบที่พัฒนาอย่างสมบูรณ์ ซึ่งมีคุณสมบัติการโฟกัสที่ดี | ถังบรรจุของเหลว, ซิลโล่, และการประยุกต์ใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไป | |
| แอนเทนนาแบบเลนส์ | | ขนาดกะทัดรัด, พื้นผิวเรียบ, เหมาะสำหรับการออกแบบที่ใช้ลำแสงแคบ | | สำหรับเรดาร์ความถี่ 80GHz, จุดเชื่อมต่อกระบวนการขนาดเล็ก, และภาชนะที่มีลักษณะซับซ้อน | |
| แอนเทนนาแบบหุ้มด้วย PTFE / แบบหยดออก | ทนต่อการกัดกร่อน และได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการสะสมของสิ่งต่างๆ บางประเภท | สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีสารกัดกร่อน มีการควบแน่นของก๊าซ และมีฝุ่นละออง |
| เอนเทนนาแบบระบายอากาศด้วยอากาศบริสุทธิ์ | ใช้อากาศบริสุทธิ์เพื่อลดฝุ่นหรือการสะสมของสิ่งต่างๆ บนเอนเทนนา | สำหรับการประยุกต์ใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นละอองอย่างรุนแรง หรือมีการสะสมของสิ่งต่างๆ อย่างหนาแน่น |
| เสาอากาศพาราโบลิก | มีอัตราการขยายสัญญาณสูงและสามารถโฟกัสสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพ | เหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้งานระยะไกลหรือการวัดค่าเฉพาะด้าน |
11. ควรพิจารณาปัจจัยใดบ้างเมื่อเลือกเรดาร์ความถี่สูง?
ประเภทที่มีความถี่ปานกลาง
ประเภทของสื่อเป็นของเหลวหรือของแข็ง
คุณสมบัติทางไดอิเล็กทริก
ขนาดอนุภาค
ปริมาณฝุ่น
ความสามารถในการกัดกร่อน
วัสดุบรรจุ
ความสูงและเส้นผ่านศูนย์กลาง |
จุดเปิดของกระบวนการ |
โครงสร้างภายใน |
จุดสูงสุดและจุดต่ำสุดของวัสดุ |
ตำแหน่งการติดตั้ง |
สภาวะของกระบวนการ |
อุณหภูมิ |
ความดัน |
ไอระเหย |
การควบแน่น |
การสะสม |
ข้อกำหนดของระบบ |
4-20mA |
HART |
RS485/Modbus |
พื้นที่อันตราย |
การรั่วซึมเข้าสู่ระบบการคัดเลือก
ควรเปรียบเทียบมุมลำแสงที่แท้จริง ช่วงการวัดสูงสุด ระยะการวัดต่ำสุด ขนาดของเสาอากาศ และความเหมาะสมของตัวกลาง สำหรับเครื่องมือเฉพาะเครื่องนั้น การพิจารณาเพียงจากความถี่เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอสำหรับการคัดเลือกในทางวิศวกรรม
12. ข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไปควรตีความอย่างไร?
ข้อมูลต่อไปนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงทั่วไปสำหรับการคัดเลือกเท่านั้นสำหรับเครื่องวัดระดับเรดาร์ความถี่สูงสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม โดยไม่ควรนำมาใช้เป็นข้อกำหนดทั่วไปสำหรับทุกโมเดลของ METRAVON | พารามิเตอร์
| | การตั้งค่าทั่วไปสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม | | หมายเหตุเกี่ยวกับการเลือกใช้งาน | |
|---|---|---|
| ความถี่การดำเนินงาน: | 26GHz, 80GHz และแถบความถี่อื่น ๆ; | แถบความถี่ที่แตกต่างกันมีลักษณะการประยุกต์ใช้งานที่แตกต่างกัน; |
| หลักการวัดค่า | การใช้งานเรดาร์แบบพัลส์ หรือ FMCW | 000 ขึ้นอยู่กับการออกแบบเครื่องมือเฉพาะ |
| ช่วงการวัดของ | ตั้งแต่ไม่กี่เมตรจนถึงหลายสิบเมตร โดยแบบจำลองมวลรวม-ของแข็งที่เลือกมาบางแบบสามารถมีระยะการวัดเกิน 100 เมตรได้ | ขึ้นอยู่กับเสาอากาศ ตัวกลางส่งสัญญาณ และการออกแบบเครื่องมือ |
| ความแม่นยำ | มีเครื่องมือที่มีความละเอียดระดับมิลลิเมตรให้เลือกใช้งาน | ไม่สามารถกำหนดค่าความแม่นยำได้จากความถี่ในการทำงานเพียงอย่างเดียว |
| มุมลำแสง | ขึ้นอยู่กับความถี่และขนาดของเสาอากาศ | 80GHz โดยทั่วไป ช่วยให้สามารถบรรลุประสิทธิภาพของลำแสงที่มีความกว้างแคบได้ง่ายขึ้น โดยใช้เสาอากาศขนาดกะทัดรัด |
| อุณหภูมิในกระบวนการผลิต | มีความแตกต่างกันอย่างมากตามแบบจำลองที่ต่างกัน | การประยุกต์ใช้งานที่อุณหภูมิสูงจำเป็นต้องมีการออกแบบที่เหมาะสม ได้แก่ |
| ความดันในกระบวนการ, | สุญญากาศ, และ | ค่าความดันบวกที่กำหนดไว้ ซึ่งขึ้นอยู่กับลักษณะการเชื่อมต่อในกระบวนการและการออกแบบระบบปิดผนึก |
| ผลลัพธ์: | 4-20mA/HART, RS485/Modbus และตัวเลือกอื่นๆ; | ขึ้นอยู่กับรุ่นที่เลือก; |
| การป้องกันการสัมผัสจากภายนอก; | โดยทั่วไปเป็น IP66/IP67สำหรับรุ่นที่คัดเลือกไว้ มีคะแนนประเมินที่สูงกว่า: | เหมาะสำหรับการใช้งานภายนอกอาคารและในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่น: |
คำถามที่พบบ่อย: การวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูง:
คำถามที่ 1: คำว่า "เรดาร์ความถี่สูง" หมายถึงอะไร 26GHz หรือ 80GHz?
คำศัพท์นี้มีการเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา 26GHz ในยุคแรกๆ ของเครื่องมืออุตสาหกรรม มีการกล่าวถึงเทคโนโลยีนี้อย่างกว้างขวางว่าเป็นเรดาร์ความถี่สูง ในขณะที่ 80GHz ปัจจุบันเป็นแพลตฟอร์มความถี่สูงที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อความชัดเจนในเชิงเทคนิค ควรระบุความถี่ที่ใช้งานจริงไว้ทุกครั้งที่เป็นไปได้
คำถามที่ 2: ข้อได้เปรียบหลักของอะไรคือ 80GHz เหนือ 26GHz?
A: ที่ความถี่ 80GHz สามารถให้ลำรังสีที่แคบลงได้ โดยใช้เสาอากาศที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในบริบทของช่องทางแคบ โครงสร้างภายในที่ซับซ้อน และจุดเชื่อมต่อในกระบวนการผลิตขนาดเล็ก
Q3: ที่ความถี่ 80GHz มีความแม่นยำสูงกว่าที่ความถี่ 26GHz เสมอหรือไม่?
A: ไม่ใช่ ที่ความถี่มีผลต่อความกว้างของลำรังสีและการแยกตำแหน่งเป้าหมาย แต่ความแม่นยำในขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับการออกแบบเรดาร์โดยรวม การประมวลผลสัญญาณ ระยะการวัด การติดตั้ง และสภาวะของกระบวนการผลิต
คำถามที่ 4: ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น 80GHz เรดาร์มักถูกเลือกใช้สำหรับถังเก็บของแข็งแบบจำนวนมากหรือไม่?
คำตอบ: ลำแสงที่มีความแคบของเรดาร์นี้ ช่วยให้สามารถโฟกัสไปยังพื้นที่ผิววัสดุที่มีขนาดเล็กกว่าได้ จึงสามารถหลีกเลี่ยงผนังไซโลและโครงสร้างภายในไซโลได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น นอกจากนี้ อัลกอริทึมการประมวลผลสัญญาณสะท้อนในปัจจุบันยังช่วยปรับปรุงการติดตามเป้าหมายบนพื้นผิววัสดุที่มีลักษณะไม่สม่ำเสมออีกด้วย
คำถามที่ 5: เรดาร์ความถี่สูงสามารถทะลุผ่านฝุ่นได้ดีกว่าหรือไม่?
คำตอบ: ข้อความนี้ไม่ถือเป็นกฎทั่วไปที่เชื่อถือได้ประสิทธิภาพในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของอนุภาค ความเข้มข้นของอนุภาค การปนเปื้อนของเสาอากาศ คุณสมบัติการสะท้อนแสงของวัสดุ และกระบวนการประมวลผลสัญญาณ ข้อได้เปรียบในทางปฏิบัติของการใช้งานที่ความถี่ 80GHz ในถังจัดเก็บที่มีฝุ่นนั้น มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการโฟกัสลำแสงและการประมวลผลสัญญาณสะท้อนยุคใหม่
คำถามที่ 6: ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น 80GHz เรดาร์นั้นเหมาะสมกับรถถังขนาดเล็กบ่อยหรือไม่?
0: เอนเทนนาที่มีขนาดกะทัดรัดและลำแสงที่แคบ ช่วยให้สามารถหลีกเลี่ยงผนังเรือ หัวฉีด และโครงสร้างภายใน ซึ่งเป็นบริเวณที่มีพื้นที่ติดตั้งจำกัด ได้ง่ายขึ้น
คำถามที่ 7: เรดาร์สามารถตรวจจับผ่านผนังถังที่ทำจากโลหะได้หรือไม่?
A: โดยทั่วไปไม่เป็นเช่นนั้น เนื่องจากโลหะมีคุณสมบัติสะท้อนพลังงานไมโครเวฟอย่างรุนแรง การวัดค่าผ่านผนังจึงเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อใช้ในสถานการณ์เฉพาะที่มีการเลือกใช้หน้าต่างที่ไม่เป็นโลหะซึ่งได้รับการออกแบบมาอย่างเหมาะสม หรือโครงสร้างภาชนะที่โปร่งใสต่อคลื่นไมโครเวฟ
Q8: หากเสาอากาศถูกสัมผัสกับการสะสมของฝุ่นอย่างหนาแน่น จะสามารถดำเนินการอย่างไรได้บ้าง?
A: ควรพิจารณาใช้เลนส์ที่มีพื้นผิวเรียบหรือเสาอากาศ PTFE, ตำแหน่งการติดตั้งที่เหมาะสมยิ่งขึ้น หรือการออกแบบระบบระบายอากาศในกรณีที่เหมาะสม ทั้งนี้ ช่วงเวลาการตรวจสอบและทำความสะอาดควรกำหนดตามอัตราการสะสมที่เกิดขึ้นจริง
Q9: การเพิ่มท่อระบายความร้อนเพียงอย่างเดียวเพียงพอสำหรับการใช้งานในสภาวะอุณหภูมิสูงหรือไม่?
A: ไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้นเสมอไปควรประเมินอุณหภูมิในกระบวนการผลิต อุณหภูมิแวดล้อม วัสดุสำหรับการปิดผนึก จุดเชื่อมต่อในกระบวนการผลิต และขีดจำกัดอุณหภูมิของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทั้งหมดนี้ก่อนที่จะทำการเลือกการต่อขยาย การแยกความร้อน หรือการออกแบบเฉพาะสำหรับอุณหภูมิสูง
คำถามที่ 10: ข้อมูลใดบ้างที่ METRAVON มีความจำเป็นต้องเลือกเรดาร์ความถี่สูงหรือไม่?
A: กรุณาให้ข้อมูลดังต่อไปนี้: ประเภทของสื่อกลาง ไม่ว่าจะเป็นของเหลวหรือของแข็ง, ระยะทางสูงสุดที่สามารถวัดได้, ขนาดของภาชนะ, จุดเปิดสำหรับการดำเนินกระบวนการ, อุปสรรคภายใน, สภาพของฝุ่นหรือไอระเหย, อุณหภูมิ, ความดัน, ความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนของเสาอากาศ, ผลลัพธ์ที่ต้องการ, การป้องกันการปนเปื้อนจากภายนอก, และข้อกำหนดสำหรับพื้นที่ที่มีความเสี่ยง
บทสรุป
ข้อได้เปรียบทางวิศวกรรมหลักของการวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูง ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่ "ความถี่ที่สูงขึ้น หมายถึงความแม่นยำที่สูงขึ้น" เท่านั้น ข้อดีที่สำคัญยิ่งกว่า ได้แก่มีความกว้างของลำแสงที่แคบลง ออกแบบเสาอากาศให้มีขนาดกะทัดรัด มีพื้นที่การวัดที่มีความเข้มข้นมากยิ่งขึ้น รวมทั้งสามารถแยกแยะเป้าหมายที่อยู่ใกล้กันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น.
26GHz ยังคงเป็นความถี่เรดาร์ในภาคอุตสาหกรรมที่มีความสุกงอมและน่าเชื่อถืออย่างยิ่ง ในขณะที่ 80GHz ให้ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในกรณีที่ใช้งานกับถังขนาดเล็ก ถังที่มีโครงสร้างซับซ้อน ซิลโลสที่มีความสูง รวมถึงการใช้งานกับวัสดุแข็งในปริมาณมาก ซึ่งการมีสิ่งกีดขวางในบริเวณใกล้เคียงและพื้นที่ติดตั้งที่จำกัดเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณา
สำหรับ METRAVON การเลือกแอปพลิเคชัน ความถี่ของเรดาร์ และการจัดวางเสาอากาศ ควรดำเนินการตามลักษณะของสื่อกลาง ช่วงการวัด รูปทรงของเรือ ปริมาณฝุ่น การควบแน่นของไอน้ำ อุณหภูมิและความดันในกระบวนการทำงาน รวมถึงอินเทอร์เฟซของระบบควบคุม การประเมินมุมของลำแสง ขนาดของเสาอากาศ ระยะการวัดขั้นต่ำ และสภาพแวดล้อมของการสะท้อนคลื่นที่เกิดขึ้นจริงนั้น มีประโยชน์มากกว่าการเลือกเครื่องมือโดยพิจารณาเพียงความถี่ในการใช้งานเท่านั้น




