อังกฤษ
จีน
สเปน
รัสเซีย
โปรตุเกส
ฝรั่งเศส
เยอรมัน
อินโดนีเซีย
เวียดนาม
อาหรับ
อิตาลี
ตุรกี
โปแลนด์
ญี่ปุ่น
ในระบบควบคุมกระบวนการผลิต อุตสาหกรรมการจัดเก็บและขนส่งสารเคมี รวมถึงระบบการจัดการคลังสินค้า การวัดระดับอย่างแม่นยำและต่อเนื่อง — ไม่ว่าจะเป็นระดับของของเหลวหรือระดับของวัสดุ — มีผลโดยตรงต่อความปลอดภัยในการผลิตและระดับของระบบอัตโนมัติ ตัววัดระดับแบบเรดาร์ความถี่สูง ซึ่งรวมถึงตัววัดระดับของเหลวแบบเรดาร์พัลส์ความถี่สูง และตัววัดระดับของวัสดุแข็งแบบเรดาร์พัลส์ความถี่สูง ถูกนำมาใช้ในระบบดังกล่าว 25 GHz/26 GHz ใช้การส่งสัญญาณความถี่สูงเป็นเทคโนโลยีหลัก โดยมีช่วงการวัดสูงสุดถึง 30 เมตร และรองรับวิธีการติดตั้งหลายรูปแบบ เช่น การเชื่อมต่อแบบมีสกรูหรือแบบแฟลนจ์ ผลิตภัณฑ์นี้ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายสำหรับการตรวจสอบระดับวัดอย่างต่อเนื่องในเครื่องปฏิกรณ์ ถังเก็บวัสดุแข็ง และภาชนะกระบวนการที่มีโครงสร้างซับซ้อน
บทความนี้จะอธิบายอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับหลักการทำงาน คุณลักษณะสำคัญ และข้อได้เปรียบหลักของเครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูง (25 GHz/26 GHz) เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่ต่ำแบบดั้งเดิม
I. หลักการทำงานของเครื่องวัดระดับเรดาร์ความถี่สูง
METRAVON เครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูงใช้การออกแบบวงจรไมโครสตริปความถี่สูงในการสร้างสัญญาณ 25 GHz/26 GHz สัญญาณพัลส์ไมโครเวฟความถี่สูงภายในระบบ
การส่งสัญญาณแบบพัลส์:โดยอาศัยหลักการออกแบบทางนำคลื่นความถี่สูง พัลส์ไมโครเวฟจะถูกส่งจากปลายเสาอากาศที่ทำจากวัสดุ PTFE (polytetrafluoroethylene) ซึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง ไปยังพื้นผิวของสื่อที่ทำการวัด
การสะท้อนสัญญาณ:เมื่อพัลส์ที่ส่งออกไปถึงพื้นผิวของสื่อที่ทำการวัด พลังงานไมโครเวฟส่วนหนึ่งจะถูกสะท้อนกลับไปยังเสาอากาศและถูกรับได้ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่บริเวณรอยต่อของสื่อ
การคำนวณเวลาการบิน:อุปกรณ์นี้มาพร้อมไมโครโปรเซสเซอร์อัจฉริยะที่ใช้เทคโนโลยีการวัดเวลาการบินเพื่อคำนวณช่วงเวลา Δt ระหว่างสัญญาณพัลส์ที่ส่งออกไปและสัญญาณพัลส์ที่รับเข้ามาได้อย่างแม่นยำ
การคำนวณระยะทางและระดับ:โดยอาศัยความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า c เครื่องมือจะคำนวณระยะทาง D จากระนาบอ้างอิงของเสาอากาศไปยังพื้นผิวของตัวกลาง จากนั้นจึงกำหนดระดับในเวลาจริงตามความสูงรวมของภาชนะ:
D = c × Δt / 2
II.คุณลักษณะหลักของเครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูง
เครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูงมีคุณลักษณะทางกายภาพและความสามารถในการปรับตัวที่โดดเด่นสำหรับสภาพแวดล้อมในอุตสาหกรรมที่มีข้อกำหนดสูงดังนี้:
ประสิทธิภาพการสะท้อนสัญญาณที่ยอดเยี่ยม:ความยาวคลื่นของคลื่นไมโครเวฟมีค่าสั้น ตัวอย่างเช่น ความยาวคลื่นที่ 26 GHz มีขนาดประมาณ 11 มม. ซึ่งให้ประสิทธิภาพการสะท้อนสัญญาณที่ดีจากพื้นผิววัสดุแข็งที่เอียง
ความสามารถในการโฟกัสสูงและความสามารถในการต้านทานการรบกวนได้ดี:มุมลำแสงที่แคบช่วยรวมพลังงานที่ส่งผ่านไว้อย่างเข้มข้น สร้างสัญญาณสะท้อนที่มีความเข้มข้น และช่วยป้องกันการสะท้อนจากโครงสร้างภายในถังหรือสิ่งกีดขวางได้อย่างมีประสิทธิภาพ;
พื้นที่สัญญาณที่มีขนาดเล็กและเหมาะสมสำหรับภาชนะขนาดเล็ก:พื้นที่สัญญาณที่เล็กร่วมกับช่วงการวัดที่กว้าง ทำให้สามารถวัดค่าได้อย่างแม่นยำ แม้ในภาชนะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและมีความสูงจำกัดก็ตาม
ไม่มีการสึกหรอทางกลและไม่มีการปนเปื้อน:เสาอากาศมีขนาดกะทัดรัดและติดตั้งได้ง่าย ด้วยการออกแบบการวัดแบบไม่สัมผัส จึงช่วยป้องกันการสึกหรอทางกลและไม่ทำให้สื่อที่วัดถูกปนเปื้อน
รองรับการใช้งานกับสื่อที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ:เหมาะสมสำหรับวัสดุเทกองและของเหลวบางชนิดที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกค่อนข้างต่ำ เช่น น้ำมันเบาและตัวทำละลายอินทรีย์
อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูง และความสามารถในการทนต่อการผันผวนของพื้นผิว:อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่สูงช่วยรักษาค่าผลลัพธ์จากการวัดให้คงที่ แม้ในกรณีที่พื้นผิวของสื่อถูกรบกวนอย่างรุนแรงหรือมีลักษณะปั่นป่วน
ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมได้อย่างดีเยี่ยม:เครื่องมือนี้สามารถใช้งานได้ภายใต้สภาวะที่มีแก๊สกัดกร่อน โฟม ไอไอน้ำของน้ำ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ การเปลี่ยนแปลงความดัน และความเข้มข้นของฝุ่นในระดับสูง โดยต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของรุ่นที่เลือกใช้และสภาวะการใช้งานจริง
III.ข้อได้เปรียบหลักของเรดาร์ความถี่สูงเมื่อเปรียบเทียบกับเรดาร์ความถี่ต่ำ
เครื่องวัดระดับแบบเรดาร์ความถี่สูงที่ทำงานที่ 25 GHz/26 GHz แก้ไขข้อจำกัดหลายประการของเครื่องมือเรดาร์ความถี่ต่ำ 6 GHz รุ่นก่อนหน้า เช่น การกระจายตัวของลำแสงที่กว้างและขนาดเสาอากาศที่ใหญ่ พร้อมทั้งมอบข้อได้เปรียบทางวิศวกรรมอย่างมีนัยสำคัญ:
| การคัดเลือกและมิติประสิทธิภาพ – | ข้อดีของเรดาร์ความถี่สูง (25 GHz / 26 GHz) | ข้อจำกัดของเรดาร์ความถี่ต่ำ (6 GHz) – |
|---|---|---|
| การโฟกัสลำแสงและการกำหนดทิศทาง – | พลังงานที่มีความเข้มสูงพร้อมมุมลำแสงแคบ ––ช่วยให้สามารถหลีกเลี่ยงท่อภายในและเครื่องกวนได้ง่ายขึ้น – | มุมลำแสงที่กว้างทำให้สัญญาณไมโครเวฟมีแนวโน้มสูงที่จะกระทบผนังถังหรือสิ่งกีดขวางภายในการสร้างเสียงสะท้อนเทียม |
| การวัดระดับของวัสดุเทกอง | ความยาวคลื่นที่สั้นประมาณ 11 มม. จะทำให้เกิดการสะท้อนที่ชัดเจนจากพื้นผิววัสดุแข็งที่เอียงทำให้เครื่องมือนี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการวัดระดับของวัสดุเทกอง | ความยาวคลื่นที่ยาวกว่าอาจทำให้สัญญาณสะท้อนอ่อนลงเมื่อวัดจากพื้นผิววัสดุแข็งที่เอียง |
| การติดตั้งในภาชนะขนาดเล็ก | ความถี่ที่สูงขึ้นช่วยให้ใช้เสาอากาศขนาดกะทัดรัด ซึ่งเหมาะสำหรับหัวปล่อยวัสดุขนาดเล็กและถังเก็บวัสดุขนาดเล็ก | เมื่อเสาอากาศมีขนาดใหญ่ขึ้น จะต้องใช้พื้นที่ติดตั้งมากขึ้นและต้องมีช่องเปิดสำหรับกระบวนการที่ใหญ่ขึ้น |
| ทนต่อการสะสมและการควบแน่นของวัสดุ | การออกแบบเสาอากาศที่มีขนาดกะทัดรัดช่วยให้สามารถเพิ่มระบบป้องกันฝุ่นหรือโครงสร้างป้องกันการเกิดน้ำคั่งได้อย่างสะดวกยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยลดผลกระทบจากสิ่งสกปรกที่สะสมได้ | เสาอากาศที่มีขนาดใหญ่กว่าอาจมีความเสี่ยงสูงขึ้นต่อการสะสมของวัสดุหรือความชื้นซึ่งสามารถลดความเข้มของสัญญาณไมโครเวฟได้ |
| การวัดแบบไม่สัมผัสที่แยกสัญญาณ | คุณสมบัติการกำหนดทิศทางที่ดีเยี่ยมช่วยให้สามารถดำเนินการวัดได้ผ่านหน้าต่างที่ไม่ใช่โลหะที่เหมาะสมในงานการวัดภายนอกบางประเภท | พลังงานไมโครเวฟที่กระจายตัวมากขึ้นทำให้การวัดอย่างแม่นยำผ่านวัสดุกั้นสัญญาณเป็นเรื่องที่ยากขึ้น |
IV. METRAVON – บริการสนับสนุนการประยุกต์ใช้งานทางวิศวกรรมและการบูรณาการระบบ
ในฐานะผู้จัดจำหน่ายมืออาชีพของอุปกรณ์การตรวจสอบและระบบอัตโนมัติสำหรับอุตสาหกรรม METRAVON ได้ปรับปรุงเครื่องวัดระดับแบบเรดาร์ความถี่สูงให้เหมาะสมกับการบูรณาการระบบในอุตสาหกรรมและตามข้อกำหนดของโครงการ EPC:
– โปรโตคอลการสื่อสารมาตรฐานสำหรับอุตสาหกรรม:– การรองรับในตัวสำหรับการสื่อสารแบบ 4-20 mA + HART และ RS485 (Modbus RTU) ช่วยให้สามารถบูรณาการเข้ากับ PLCs และแพลตฟอร์ม DCS ได้อย่างสะดวกรวมถึงระบบ IoT สำหรับภาคอุตสาหกรรม:
การออกแบบโครงสร้างที่มีความน่าเชื่อถือสูง:มีตัวเลือกการเชื่อมต่อกระบวนการแบบฟลานจ์และแบบมีเกลียวให้เลือกใช้ได้หลากหลาย พร้อมด้วยชั้นปิดผนึกจาก PTFE ที่ทนต่อการกัดกร่อน และอินเทอร์เฟซสำหรับการล้างระบบแบบเลือกใช้สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นสูง ซึ่งช่วยรองรับข้อกำหนดในสภาวะการทำงานที่มีอุณหภูมิสูง ความดันสูง และการกัดกร่อนอย่างรุนแรง
การบำรุงรักษาที่ต่ำและการใช้งานในระยะยาว:แบบออกแบบวงจรสถานะแข็งที่ผสานกับอัลกอริทึมการประมวลผลเสียงสะท้อนแบบอัจฉริยะ ช่วยลดความต้องการในการบำรุงรักษาในสถานที่จริง และสนับสนุนความมั่นคงในการวัดค่าในระยะยาวสำหรับโครงการวิศวกรรม
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
คำถามที่ 1: ทำไมจึงเป็นเช่นนี้?เรดาร์ 26 GHz ความถี่สูงเหมาะสมกว่าสำหรับการวัดปริมาณของวัสดุแข็งในถังเก็บปูนซีเมนต์หรือถังเก็บถ่านหินหรือไม่?
เนื่องจากความยาวคลื่นของ 26 GHz ขนาดของเรดาร์มีค่าประมาณ 11 มม. โดยความยาวคลื่นที่สั้นกว่าจะทำให้เกิดการสะท้อนสัญญาณอย่างเข้มข้นจากพื้นผิวของวัสดุแข็งที่มีลักษณะเอียงหรือไม่เรียบ ร่วมกับมุมลำแสงที่แคบ ทำให้เรดาร์สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในพื้นที่ที่มีฝุ่น และสามารถตรวจจับเสียงสะท้อนจริงจากพื้นผิวของวัสดุได้อย่างแม่นยำ
Q2: เครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูงจะป้องกันการรบกวนได้อย่างไรในเครื่องปฏิกรณ์ที่มีเครื่องคนละ?
มุมลำแสงที่แคบของเรดาร์ความถี่สูง 25 GHz/26 GHz ช่วยให้ลำแสงของเรดาร์สามารถผ่านช่องว่างที่มีอยู่ระหว่างเครื่องกวนและผนังถังได้ นอกจากนี้ ฟังก์ชันการระงับสัญญาณสะท้อนรบกวนที่ติดตั้งอยู่ในเครื่องมือสามารถลดการสะท้อนเสียงจากโครงสร้างภายในที่คงที่และเพิ่มความมั่นคงในการวัดได้
Q3: เสาอากาศของเครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูงจะได้รับผลกระทบจากการสะสมของวัสดุหรือการควบแน่นได้ง่ายหรือไม่?
เสาอากาศเรดาร์ความถี่สูงมีขนาดกะทัดรัด ทำให้สามารถใช้ระบบป้องกันการเกิดละอองน้ำบนพื้นผิวเสาอากาศได้อย่างสะดวกยิ่งขึ้น ในสภาวะที่มีฝุ่นสะสมอย่างหนาแน่นหรือสภาวะที่เกิดการตกผลึก สามารถใช้ชิ้นส่วนเสริมแบบ flange ที่มาพร้อมอินเทอร์เฟซAir Purgingเพื่อทำความสะอาดพื้นผิวเสาอากาศเป็นระยะได้
บทสรุป
ด้วยลำแสงแคบ25 GHz/26 GHz ลำแสงแคบ, อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูง, ขนาดเสาอากาศที่กะทัดรัด และความต้านทานสูงต่อการรบกวนจากไอน้ำและฝุ่นเครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ความถี่สูงได้กลายเป็นโซลูชันที่สำคัญสำหรับการตรวจสอบระดับอย่างต่อเนื่องในภาชนะอุตสาหกรรมยุคใหม่และไซโลสำหรับวัสดุแข็ง
METRAVONมุ่งมั่นที่จะมอบอุปกรณ์วัดระดับสำหรับอุตสาหกรรมที่มีความเสถียรและมีประสิทธิภาพ รวมถึงการสนับสนุนด้านการเลือกใช้เทคโนโลยีให้แก่ผู้บูรณาการระบบระดับโลก ผู้ให้บริการโซลูชัน IoT ผู้รับเหมาโครงการ และบริษัทวิศวกรรม
การคัดเลือกโครงการและการให้คำปรึกษาด้านวิศวกรรม |
คุณต้องการคู่มือการคัดเลือกเครื่องวัดระดับเรดาร์ความถี่สูงของ METRAVON, แบบแปลนขนาดการติดตั้ง หรือโซลูชันที่ออกแบบเฉพาะสำหรับโครงการของคุณหรือไม่? |
ติดต่อทีมเทคนิคของ METRAVON เพื่อรับบริการสนับสนุนด้านการคัดเลือกวิศวกรรมสำหรับโครงการอุตสาหกรรม อย่างมืออาชีพ!
