คู่มือการเลือกและติดตั้งเครื่องวัดระดับน้ำด้วยเรดาร์

METRAVON คู่มือการเลือกและการติดตั้งเครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์

เครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์สามารถวัดระยะทางจากอุปกรณ์ไปยังผิวระดับน้ำได้ โดยอาศัยการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและรับสัญญาณสะท้อนกลับ เมื่อกำหนดจุดอ้างอิงสำหรับการติดตั้งแล้ว ระยะทางที่วัดได้จะถูกแปลงเป็นระดับน้ำที่แท้จริง

เนื่องจากเป็นการวัดแบบไม่สัมผัส เซ็นเซอร์จึงไม่จำเป็นต้องจุ่มลงในน้ำดังนั้น เครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายสำหรับแม่น้ำ อ่างเก็บน้ำ ช่องทางน้ำเปิด พื้นที่สะสมน้ำ สถานที่บำบัดน้ำเสีย และถังเก็บน้ำในภาคอุตสาหกรรม

ประสิทธิภาพในระยะยาวที่น่าเชื่อถือไม่เพียงขึ้นอยู่กับช่วงค่าที่ระบุไว้และระดับความแม่นยำเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความสูงในการติดตั้งมุมของลำรังสี สภาพผิวน้ำ โครงสร้างที่อยู่ใกล้เคียง ข้อกำหนดด้านการสื่อสาร และการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

1. ควรพิจารณาอะไรเป็นอันดับแรกเมื่อเลือกเครื่องวัดระดับน้ำด้วยเรดาร์?

ช่วงการวัด

ยืนยันระยะทางสูงสุดจากเซนเซอร์ไปยังระดับน้ำต่ำสุดที่คาดการณ์ไว้ รวมถึงระยะทางต่ำสุดที่ระดับน้ำสูงสุด

ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ

การตรวจสอบกระบวนการ การตรวจสอบข้อมูลทางน้ำ และการประยุกต์ใช้ในการจัดทำบัญชีสินค้า อาจต้องการระดับความแม่นยำที่แตกต่างกัน การเลือกควรสอดคล้องกับข้อกำหนดของโครงการ ไม่ใช่การเลือกระดับความแม่นยำที่สูงที่สุดเท่านั้น

สภาพแวดล้อมสำหรับการติดตั้ง

ตรวจสอบว่าโครงสร้างสะพาน จุดรองรับ ราวบันได ผนัง หรือวัตถุอื่นใด อาจอยู่ภายในลำรังดาร์หรือไม่

อินเทอร์เฟซระบบ

เลือก 4-20mA, HART, RS485/Modbus หรืออินเทอร์เฟซอื่นๆ ตามที่กำหนดโดย PLC, RTU, เครื่องบันทึกข้อมูล หรือแพลตฟอร์มการตรวจสอบจากระยะไกล

2. 26GHz หรือ 80GHz เรดาร์: คุณควรเลือกอย่างไร?

ข้อดีหลักของ 80GHz เรดาร์มีอยู่มีประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่พื้นที่ติดตั้งมีข้อจำกัด หรือมีโครงสร้างโดยรอบอยู่ใกล้กับเส้นทางการวัด

3. ควรเลือกประเภทของเสาอากาศอย่างไร?

เสาอากาศแบบเลนส์

มักพบในอุปกรณ์เรดาร์ความถี่ 80GHz มีขนาดกะทัดรัดและให้การโฟกัสอย่างมีประสิทธิภาพ จึงเหมาะสมสำหรับการติดตั้งในช่องสัญญาณ บ่อรับสัญญาณ และสถานที่ติดตั้งที่มีสิ่งกีดขวางอยู่ใกล้เคียง

เอนเทนนาแบบฮอร์น

การออกแบบเรดาร์อุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม ที่เหมาะสมสำหรับการวัดระดับในถังและในระยะกลางถึงไกล

เอนเทนนาแบบพาราโบลิก

ให้ค่าการขยายสัญญาณที่สูงและมีลำรังสีที่แคบ จึงนิยมใช้ในสถานการณ์ที่ต้องการระยะการส่งสัญญาณที่ไกล หรือการโฟกัสอย่างแม่นยำ

เสาอากาศที่มีขนาดใหญ่ขึ้นหรือมีความซับซ้อนมากขึ้น ไม่ได้หมายความว่าจะให้ผลการวัดระดับน้ำที่ดีขึ้นโดยอัตโนมัติ เสาอากาศควรได้รับการปรับให้สอดคล้องกับความสูงของการติดตั้ง ขอบเขตการครอบคลุมของลำแสง โครงสร้างที่อยู่ใกล้เคียง และสภาพแวดล้อม

4. ควรเลือกตำแหน่งการติดตั้งอย่างไร?

ตำแหน่งการติดตั้งที่เหมาะสมมักมีความสำคัญมากกว่าการกรองข้อมูลอย่างเข้มข้น หรือการแก้ไขด้วยซอฟต์แวร์หลังการติดตั้ง

รักษาระเบียบเส้นทางของลำแสงให้ปราศจากสิ่งกีดขวาง

คานสะพาน ผนังรูปตัวช่อง ท่อ ราวบันได โครงยึด และวัตถุคงที่อื่น ๆ ควรอยู่นอกบริเวณลำแสงเรดาร์หลักเท่าที่เป็นไปได้

หลีกเลี่ยงเขตที่มีการรบกวนอย่างรุนแรง

หลีกเลี่ยงการเล็งเป้าหมายไปยังน้ำตก วอร์เทกซ์ที่มีพลังสูง ช่องระบายน้ำ การไหลเข้าที่มีการไหลปั่นป่วน หรือการกระเด็นของน้ำอย่างต่อเนื่อง

เล็งเป้าหมายไปยังผิวผิวน้ำ

ลำแสงหลักควรถูกกำหนดทิศทางไปยังผิวผิวน้ำที่เป็นตัวแทน เพื่อให้ได้สัญญาณการตอบกลับที่มีความเสถียร

ตรวจสอบระดับน้ำสูงสุด

ระดับน้ำสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจะต้องอยู่นอกเหนือระยะการวัดขั้นต่ำที่เครื่องมือกำหนดไว้

ไม่มีกฎทั่วไปที่กำหนดว่าเครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์จะต้องติดตั้งให้อยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของช่องทางหรือถัง ตำแหน่งที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับลักษณะทางเรขาคณิตที่แท้จริงและโครงสร้างโดยรอบ

5. ควรจัดการกับคลื่น วอร์เทกซ์ และสภาพการไหลไม่สม่ำเสมออย่างไร?

คลื่นที่เกิดจากลม วอร์เทกซ์ น้ำที่ไหลอย่างรวดเร็ว และหยาดน้ำฟ้า สามารถทำให้ค่าที่วัดได้บนพื้นผิวมีการเปลี่ยนแปลงในระยะเวลาสั้น อุปกรณ์เรดาร์สามารถเพิ่มความเสถียรภาพของการแสดงผลได้ โดยอาศัยการติดตามสัญญาณสะท้อน การคำนวณค่าเฉลี่ย และการลดแรงกระตุ้น สำหรับ

ลำดับขั้นตอนในการแก้ไขปัญหาที่สามารถนำไปปฏิบัติได้จริง มีดังนี้:

1. หากเป็นไปได้ ให้เคลื่อนย้ายเซนเซอร์ให้ห่างจากบริเวณที่มีการไหลของน้ำไม่สม่ำเสมอที่สุด;

2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าลำแสงเรดาร์สามารถตรวจวัดบริเวณที่เป็นตัวแทนของพื้นผิวน้ำได้อย่างถูกต้อง;

3. ตรวจสอบการเกิดสัญญาณสะท้อนที่คงที่จากผนัง เสายึด หรือชิ้นส่วนโครงสร้างต่างๆ;

4. หลังจากยืนยันได้ว่ามีสัญญาณสะท้อนที่แท้จริงและมีความเสถียรแล้ว ให้ปรับค่าการลดแรงสะเทือนหรือการคำนวณค่าเฉลี่ย หากจำเป็น;

บ่อหยุดน้ำและห้องเบย์พาส มักถูกนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบวัดระดับน้ำในถัง ช่องทางน้ำ แม่น้ำ และอ่างเก็บน้ำ โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างเหล่านี้

6. อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดสัญญาณสะท้อนเทียม?

หลังจากติดตั้งแล้ว ให้ตรวจสอบเส้นโค้งสัญญาณสะท้อน เพื่อแยกแยะระหว่างการสะท้อนจากผิวผิวน้ำที่แท้จริง กับการรบกวนที่เกิดขึ้นอย่างคงที่ การยับยั้งสัญญาณสะท้อนเท็จควรดำเนินการเฉพาะในกรณีที่ไม่สามารถขจัดสัญญาณสะท้อนที่คงอยู่ได้ด้วยการปรับปรุงการติดตั้ง

7. มีข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมอย่างไรสำหรับการใช้งานภายนอกอาคาร?

การป้องกันการรั่วซึม

เลือกระดับการต้านทานไฟฟ้าแบบ IP ที่เหมาะสม และตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวยึดสายเคเบิล จุดเชื่อมต่อที่ไม่ได้ใช้งาน และซีลของตัวเรือน ถูกติดตั้งอย่างถูกต้อง

การป้องกันฟ้าผ่าและแรงดันไฟฟ้าพุ่ง

สำหรับสถานีวัดในบริเวณภายนอก เช่น สถานีวัดแม่น้ำ อ่างเก็บน้ำ และสถานีวัดสภาพน้ำ ควรติดตั้งระบบต่อพื้นและระบบป้องกันแรงดันไฟฟ้าพุ่ง ตามแบบออกแบบระบบไฟฟ้าของโครงการ

อุณหภูมิแวดล้อม

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอยู่ในช่วงอุณหภูมิแวดล้อมที่ได้รับอนุญาตแผ่นกันรังสีจากดวงอาทิตย์อาจเป็นประโยชน์ในบริบทที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ถูกสัมผัสกับรังสีจากดวงอาทิตย์ที่มีความเข้มสูง

สภาพของเสาอากาศ

ตรวจสอบเป็นระยะว่ามีโคลน ใยแมงมุม ควบแน่นของไอน้ำ หรือสิ่งสะสมอื่นใดที่อาจส่งผลต่อสัญญาณเรดาร์หรือไม่

8. ควรเลือกการส่งออกและการสื่อสารจากระยะไกลอย่างไร? เครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์

สามารถเชื่อมต่อกับ PLC, RTU, อุปกรณ์บันทึกข้อมูล และระบบตรวจสอบทางน้ำจากระยะไกลได้ผ่านอินเทอร์เฟซหลายประเภท

ไม่ใช่ทุกเครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์ที่มีอินเทอร์เฟซทั้งหมดนี้ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวเลือกการสื่อสารนั้นสอดคล้องกับระบบควบคุมหรือระบบเทเลเมทรีที่มีอยู่ในปัจจุบัน

9. ข้อผิดพลาดทั่วไปและการแก้ไขปัญหา

เมื่อเกิดปัญหาในการวัด ให้ตรวจสอบการติดตั้งและสภาวะของสัญญาณสะท้อน ก่อนที่จะเปลี่ยนช่วงการวัดหรือพารามิเตอร์การกรอง การปรับเทียบค่าใหม่ไม่ควรถือเป็นมาตรการแก้ไขขั้นแรกโดยอัตโนมัติ

10. ข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไปควรตีความอย่างไร?

ตารางต่อไปนี้จัดทำขึ้นเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงทั่วไปสำหรับการเลือกใช้งานสำหรับเครื่องวัดระดับน้ำด้วยเรดาร์ในอุตสาหกรรมเท่านั้นไม่ควรถือเป็นข้อกำหนดที่ใช้ได้กับทุกโมเดลของ METRAVON โดยทั่วไป ทั้งนี้ประกอบด้วย:

คำถามที่พบบ่อย: การเลือกและการติดตั้งเครื่องวัดระดับน้ำด้วยเรดาร์

คำถามที่ 1: เมื่อเลือกเครื่องวัดระดับน้ำด้วยเรดาร์ ควรตรวจสอบสิ่งใดเป็นอันดับแรก?

A: เริ่มต้นด้วยการพิจารณาระยะการวัดสูงสุด ระดับน้ำที่สูงที่สุด ความแม่นยำที่ต้องการ ตำแหน่งการติดตั้ง และสิ่งกีดขวางที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งเงื่อนไขเหล่านี้จะช่วยกำหนดความถี่ที่เหมาะสม มุมลำแสง และอินเทอร์เฟซการส่งออกที่เหมาะสม

Q2: ความถี่ 80GHz จะดีกว่า 26GHz เสมอหรือไม่?

A: ไม่ 80GHz โดยทั่วไปจะให้ข้อได้เปรียบในกรณีที่ต้องการการติดตั้งที่มีลำรังสีแคบและมีขนาดกะทัดรัด ในขณะที่เรดาร์ที่ทำงานที่ความถี่ต่ำอาจมีจุดแข็งที่แตกต่างกัน สำหรับการประยุกต์ใช้งานเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับโฟม ไอน้ำ การควบแน่น หรือการปนเปื้อนของเสาอากาศ ทั้งนี้ การเลือกใช้ระบบควรอิงตามสภาพแวดล้อมจริงของสถานที่นั้นๆ

คำถามที่ 3: เครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์จำเป็นต้องติดตั้งที่จุดกึ่งกลางของช่องทางน้ำหรือไม่? คำตอบ

ไม่จำเป็น ตัวตรวจจับควรวัดค่าระดับน้ำจากบริเวณพื้นผิวน้ำที่เป็นตัวแทน โดยหลีกเลี่ยงเสาสะพาน ผนังด้านข้างของช่องทางน้ำ การไหลแบบไม่เป็นระเบียบบริเวณทางเข้า และโครงสร้างคงที่อื่น ๆ

คำถามที่ 4: ควรดำเนินการอย่างไรในกรณีที่ผิวผิวน้ำมีการหมุนอย่างรุนแรง?

คำตอบ: ขั้นแรก ให้เลื่อนจุดวัดไปยังบริเวณผิวผิวน้ำที่มีความเสถียรมากขึ้น แต่ยังคงสามารถสะท้อนลักษณะของสภาพน้ำได้อย่างถูกต้อง จากนั้นจึงสามารถปรับค่าการลดแรงสั่นสะเทือนได้หากจำเป็น สำหรับช่องทางน้ำเปิด โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องใช้ห้องเบี่ยงทาง

คำถามที่ 5: เสาอากาศเรดาร์จำเป็นต้องตั้งในแนวตั้งอย่างสมบูรณ์หรือไม่?

A: ลำแสงหลักควรถูกจัดทิศทางให้ตรงไปยังพื้นผิวน้ำเป้าหมายอย่างถูกต้อง เพื่อให้ได้สัญญาณสะท้อนที่มีความเสถียร มุมการติดตั้งที่อนุญาตให้ใช้ได้จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของเครื่องมือที่เลือกใช้

Q6: เครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์จำเป็นต้องได้รับการปรับเทียบอย่างสม่ำเสมอหรือไม่?

A: การตรวจสอบเป็นประจำควรให้ความสำคัญกับจุดอ้างอิงในการติดตั้ง คุณภาพของสัญญาณสะท้อน สภาพของเสาอากาศ และสัญญาณขาออกหากระบบคุณภาพของโครงการกำหนดให้ต้องมีการตรวจสอบหรือการปรับเทียบเป็นระยะ ควรดำเนินการตามขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง

Q7: เซนเซอร์เรดาร์สำหรับการใช้งานกลางแจ้งจำเป็นต้องใช้มาตรฐาน IP68 เสมอหรือไม่?

A: ไม่ใช่ ค่าระดับการป้องกันที่ต้องการขึ้นอยู่กับว่าเครื่องมือดังกล่าวจะถูกสัมผัสกับฝน น้ำท่วม หรือการจุ่มอย่างต่อเนื่องหรือไม่ สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารในสภาวะปกติ อาจใช้มาตรฐาน IP66 หรือ IP67 ได้ แต่ในสภาวะที่ต้องจุ่มอย่างต่อเนื่อง จำเป็นต้องใช้การออกแบบที่ให้การป้องกันในระดับที่สูงกว่าอย่างเหมาะสม

Q8: เครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ PLC ได้หรือไม่?

A: ได้ เครื่องมีเอาต์พุต 4-20mA ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับช่องนำเข้าแอนะล็อกของ PLC ได้ ในขณะที่รุ่นที่รองรับ RS485/Modbus สามารถสื่อสารกับระบบรับข้อมูลแบบดิจิทัลได้อินเทอร์เฟซของอุปกรณ์ทั้งสองต้องมีความเข้ากันได้

คำถามที่ 9: ข้อมูลใดบ้างที่ METRAVON มีความจำเป็นต้องเลือกเครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์หรือไม่?

A: กรุณาให้ข้อมูลดังต่อไปนี้ ได้แก่ ระยะการวัดสูงสุด ระดับน้ำสูงสุดและต่ำสุด ตำแหน่งการติดตั้ง โครงสร้างโดยรอบ สภาพผิวผิวน้ำ แหล่งจ่ายไฟ ข้อกำหนดด้านผลลัพธ์ที่ต้องการ ข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม รวมถึงภาพถ่ายหรือแบบร่างการติดตั้ง

บทสรุป

กุญแจสำคัญในการเลือกเครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์ คือการประเมินระยะการวัดของเส้นทางลำแสง สภาพแวดล้อมสำหรับการติดตั้ง สภาพผิวของน้ำเป้าหมาย และข้อกำหนดด้านอินเทอร์เฟซของระบบแทนที่จะเพียงแค่เปรียบเทียบระหว่าง 26GHz กับ 80GHz

สำหรับแม่น้ำ อ่างเก็บน้ำ พื้นที่ลุ่มน้ำ และช่องทางน้ำเปิด 80GHz เรดาร์แบบลำแสงแคบสามารถให้ประโยชน์อย่างยิ่งในสถานการณ์ที่มีโครงสร้างใกล้เคียง พื้นที่ติดตั้งที่จำกัด หรือบริเวณที่ต้องการทำการวัดซึ่งมีการโฟกัสอย่างเข้มข้นเป็นปัจจัยสำคัญ สำหรับการประยุกต์ใช้งานอื่น ๆ ควรเลือกความถี่และการออกแบบเสาอากาศโดยอิงจากสภาพของไอน้ำ ฟองน้ำ การควบแน่นของไอน้ำ การปนเปื้อน และสภาพโดยรวมของสถานที่

สำหรับ METRAVON การให้ข้อมูลที่ครบถ้วนในทุกด้าน ได้แก่ ช่วงระดับน้ำ โครงสร้างการติดตั้ง สภาวะแวดล้อม และข้อกำหนดด้านการสื่อสาร ในขั้นตอนการคัดเลือก โครงการต่างๆ จะช่วยให้สามารถจับคู่ความถี่ของเรดาร์ เสาอากาศ ช่วงการวัด และการกำหนดค่าสัญญาณขาออก ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งส่งผลให้สามารถดำเนินการติดตามตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและมีความเสถียรในระยะยาวได้