มุมลำคลื่นของเรดาร์วัดระดับ: การคำนวณและกฎการติดตั้ง | METRAVON

มุมลำคลื่นของเซ็นเซอร์วัดระดับเรดาร์: ความหมายและการเลือกให้เหมาะกับถัง

มุมลำคลื่นของเซ็นเซอร์วัดระดับเรดาร์อธิบายรูปแบบการแผ่คลื่นตามนิยามในเอกสารข้อมูล โดยทั่วไปใช้มุมเต็มที่เส้นกำลังครึ่งหนึ่ง (-3 dB) ลำคลื่นที่โฟกัสอาจช่วยหลบผนังและอุปกรณ์ภายใน แต่ความถี่เพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดมุมหรือยืนยันว่าตำแหน่งติดตั้งเหมาะสม

การเข้าใจมุมลำคลื่นที่ระบุ

มุมลำคลื่นถูกระบุเป็นมุมเต็มในเอกสารข้อมูลส่วนใหญ่ ไม่ใช่มุมครึ่ง ที่ขอบกรวยนั้นกำลังต่ำกว่าจุดศูนย์กลาง 3 dB — 50% นั่นไม่ใช่ "ไม่มีสัญญาณ" ดังนั้นตัวสะท้อนแรงที่อยู่นอกกรวยระบุเล็กน้อยยังอาจถูกตรวจจับได้ กฎการติดตั้งภาคปฏิบัติจึงเพิ่มระยะเผื่อ

เนื่องจากลำคลื่นกว้างขึ้นตามระยะทาง รอยเท้าจึงโตเป็นเส้นตรง:

เส้นผ่านศูนย์กลางจุด (ม.) ≈ 2 × ระยะทาง (ม.) × tan(θ / 2)

โดย θ คือมุมลำคลื่นเต็ม ค่าประมาณที่มีประโยชน์สำหรับมุมเล็ก: จุด ≈ ระยะทาง × มุมเป็นเรเดียน นี่คือเหตุผลที่ลำคลื่น 4° ให้จุดประมาณ 70 มม. ต่อเมตรของระยะ

ขนาดจุดที่ระยะจริง

ที่ 10 ม. เส้นผ่านศูนย์กลางทางเรขาคณิตของลำคลื่น 8° อยู่ที่ประมาณ 1.4 ม. เผื่อระยะห่างเพิ่มสำหรับตำแหน่งติดตั้ง ลักษณะเสาอากาศ และตัวสะท้อนแรงที่อาจอยู่นอกกรวยระบุ

การนำรอยเท้าไปใช้กับผังภาชนะ

ถังแคบ

ที่ระยะ 8 ม. ลำคลื่น 10° มีเส้นผ่านศูนย์กลางทางเรขาคณิตประมาณ 1.40 ม. ส่วนลำคลื่น 4° ประมาณ 0.56 ม. ในถังเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ม. กรวยที่แคบกว่าให้ระยะปลอดสิ่งกีดขวางมากกว่า แต่คุณภาพการติดตั้งยังขึ้นกับระยะเยื้องแกน วัสดุผนัง อุปกรณ์ภายใน และลักษณะเสาอากาศ

ท่อตั้งและคอถังยาว

คอถังยาวอาจทำให้เกิดสัญญาณสะท้อนสนามใกล้และการสะท้อนหลายครั้ง รูปทรงลำคลื่นสนามไกลเพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดความยาวที่อนุญาต ต้องใช้ข้อกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลาง ความยาว ระยะยื่น และความเรียบผิวเฉพาะเสาอากาศจากคู่มือติดตั้ง

ถังที่มีชิ้นส่วนภายใน

เครื่องกวน คอยล์ทำความร้อน แผ่นกั้น และบันไดล้วนอยู่ในกรวยที่ไหนสักแห่ง ลำคลื่นแคบไม่ได้กำจัดมัน แต่ลดจำนวนที่เรดาร์มองเห็นและลดพลังงานที่มันสะท้อนกลับ

โฟมและผลิตภัณฑ์ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ

ลำคลื่นแคบอาจช่วยแยกพื้นผิวออกจากความรกของถัง ประสิทธิภาพกับโฟมและของเหลวสะท้อนต่ำยังขึ้นกับช่วงไดนามิก การออกแบบเสาอากาศ และตัวกลาง 80 GHz ไม่ได้ทะลุโฟมดีกว่า 26 GHz อย่างเป็นสากล

ขนาดคอถังและระยะปลอดสิ่งกีดขวาง

1. เลือกเส้นผ่านศูนย์กลางภายในและความยาวคอถังตามแบบติดตั้งของเสาอากาศจริง
2. หลีกเลี่ยงคอถังที่ยาวเกินจำเป็นและขอบด้านใน ความยาวคอถังที่เพิ่มไม่มีความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งสากลกับระยะบล็อก
3. ที่ระดับทำงานต่ำสุด เปรียบเทียบรัศมีลำคลื่นกับระยะถึงผนังและโครงสร้างภายในที่ใกล้ที่สุด รวมระยะติดตั้งเฉพาะรุ่นและระยะเผื่อ กรวยตามนิยามไม่ใช่เส้นขอบที่ทำให้ตัวสะท้อนด้านนอกมองไม่เห็น
4. รักษาเส้นทางการวัดให้ห่างจากกระแสทางเข้าและการรบกวนพื้นผิวที่ตามมา
5. หลีกเลี่ยงการติดตั้งเหนือเพลากวนโดยตรง แม้ใบจะอยู่ใต้ช่วงการวัด
6. สำหรับถังพลาสติกหรือ GRP ให้ประเมินสัญญาณสะท้อนจากโครงสร้างภายนอกถัง และปฏิบัติตามคำแนะนำการติดตั้งเสาอากาศ อย่าเพิ่มหน้าแปลนหรือท่อโลหะโดยถือว่าเป็นตัวกำบังคลื่นวิทยุที่ใช้ได้กับทุกกรณี

สิ่งที่มุมลำคลื่นเล็กกว่าไม่แก้ไข

• การลดทอนของโฟมขึ้นกับความหนา สัดส่วนของเหลว การนำไฟฟ้า และโครงสร้างฟอง การโฟกัสลำคลื่นไม่ขจัดผลเหล่านี้
• การควบแน่นบนเสาอากาศ ลำคลื่นแคบไม่สามารถหลีกเลี่ยงฟิล์มบนหน้าเสาอากาศเองได้
• ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำมากในถังสูง ที่ 30 ม. แม้ลำคลื่น 4° ก็กว้าง 2.1 ม. และพลังงานกลับจากผลิตภัณฑ์ εr 1.8 อาจยังต่ำกว่าเกณฑ์

การเลือกระหว่าง 26 GHz กับ 80 GHz จากมุมลำคลื่นเพียงอย่างเดียว

ตัวอย่างการเลือก: คอถัง 100 มม. บนถังเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.2 ม.

ถังเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.2 ม. สูง 8 ม. มีคอถังรูใน 100 มม. ยาว 400 มม. ควรใช้มุมลำคลื่นเท่าใด

• ระยะปลอดผนังที่ก้นถัง: สำหรับแกนแนวดิ่งตรงกลางถังเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.2 ม. ที่ระยะ 8 ม. ขีดจำกัดมุมเต็มทางเรขาคณิตคือ 2 × arctan(0.6/8) หรือประมาณ 8.6 องศา ก่อนเผื่อระยะติดตั้ง หากแกนเยื้องศูนย์ ระยะถึงผนังใกล้ที่สุดจะลดลง ลำคลื่น 4 องศาเหลือระยะปลอดผนังมากกว่าในตัวอย่างอย่างง่ายนี้
• ตรวจคอถัง: สูตรกรวยอย่างง่ายให้เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 28 มม. ที่ระยะ 0.4 ม. สำหรับลำคลื่น 4° แต่ไม่ได้พิสูจน์ว่าคอถังใช้ได้ ต้องอ้างอิงสนามใกล้ของเสาอากาศและแบบติดตั้งที่ระบุ
• ทางเลือก ที่ 8 ม. ลำคลื่น 10° กว้างประมาณ 1.40 ม. เกินเส้นผ่านศูนย์กลางภาชนะ 1.2 ม. ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงปฏิกิริยากับผนังที่ระดับต่ำ แต่ไม่รับประกันการอ่านผิดในทุกการติดตั้ง

เสาอากาศ 4° ให้ระยะปลอดสิ่งกีดขวางทางเรขาคณิตมากกว่าในตัวอย่างนี้ ต้องยืนยันความเข้ากันได้ของคอถังและคุณภาพสัญญาณตลอดช่วงระดับที่ต้องการก่อนเลือกเครื่องมือ

การตรวจระยะห่างในการติดตั้งที่มีอยู่

1. วัดเส้นผ่านศูนย์กลางถังและระยะจากหน้าแปลนถึงระดับต่ำสุดที่ต้องวัด
2. คำนวณรอยเท้าที่ระยะนั้นจากมุมลำคลื่นในเอกสารข้อมูล
3. ใช้ระยะปลอดสิ่งกีดขวางตามข้อกำหนดของเรดาร์จริง โดยคำนึงถึงระยะเยื้องตำแหน่งติดตั้ง ผนัง และโครงสร้างภายใน แทนการหัก 100 มม. แบบสากล
4. หากรอยเท้าเกินระยะห่างที่มี ให้ตรวจเส้นโค้งระดับต่ำหาการสะท้อนผนังหรือหลายเส้นทาง
5. การเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้รวมถึงเสาอากาศแคบลงหรืออุปกรณ์ลดการปั่นป่วนที่เข้ากันได้ การยกระดับต่ำสุดที่วัดจะยอมรับได้ก็ต่อเมื่อยังตรงข้อกำหนดกระบวนการ

คำถามที่พบบ่อย

มุมลำคลื่นวัดที่ −3 dB หรือ −6 dB?

ใช้คำนิยามเสาอากาศในเอกสารข้อมูล สำหรับรูปแบบแผ่คลื่นเดียวกัน เส้น -6 dB มักกว้างกว่าเส้น -3 dB จึงใช้มุมที่นิยามต่างกันแทนกันไม่ได้ ทั้งสองเส้นไม่ใช่ขอบตายตัวที่ทำให้ตัวสะท้อนโลหะด้านนอกมองไม่เห็น

ฉันคำนวณรอยเท้าจากเส้นผ่านศูนย์กลางเสาอากาศได้ไหม?

ขนาดช่องเปิดและความยาวคลื่นมีผลต่อลำคลื่น แต่แบบเสาอากาศและการกระจายพลังงานก็มีผล การประมาณจากเส้นผ่านศูนย์กลางไม่ใช่การอนุมัติการติดตั้ง ใช้มุมเต็มและแบบของชุดที่สั่ง แล้วตรวจขีดจำกัดคอถังในสนามใกล้แยกจากขนาดลำคลื่นสนามไกล

ลำคลื่นแคบกว่าหมายถึงระยะไกลกว่าหรือไม่?

ไม่ได้หมายความเช่นนั้นโดยตัวมันเอง ต้องเปรียบเทียบช่วงวัดที่ระบุสำหรับตัวกลาง ความแรงสัญญาณสะท้อน เสาอากาศ ตัวรับ และการติดตั้ง ลำคลื่นโฟกัสอาจลดสิ่งรบกวน แต่ไม่รับประกันสัญญาณผิวที่ใช้ได้ผ่านโฟม คราบ หรือไอที่วัดยาก ต้องตรวจช่วงวัดกับระยะปลอดสิ่งกีดขวางแยกกัน

เกิดอะไรขึ้นถ้าลำคลื่นชนผนังถัง?

ผนังหรือโครงสร้างภายในอาจสร้างสัญญาณสะท้อนคงที่หรือหลายเส้นทางที่รบกวนการติดตาม โดยเฉพาะเมื่อสัญญาณผิวอ่อน เปรียบเทียบเส้นโค้งที่ระดับมีปัญหากับรูปทรงภาชนะ การทับซ้อนเป็นความเสี่ยงที่ต้องประเมิน ไม่ได้พิสูจน์ว่าทุกการติดตั้งจะอ่านผิด

ท่อลดการปั่นป่วนใช้แทนลำคลื่นแคบได้ไหม?

ท่อหรือแชมเบอร์ที่เข้ากันได้อาจช่วยทางเดินวัด แต่ขนาด ช่องเปิด ความเสี่ยงคราบ และการตอบสนองทางชลศาสตร์ต้องเหมาะกับเครื่องมือและกระบวนการ ตรวจการตั้งค่าท่อหรือการชดเชยที่จำเป็น อย่าเพิ่มท่อลดความปั่นป่วนทั่วไปเพียงเพื่อเลี่ยงการตรวจเสาอากาศกับคอถัง

การตรวจตำแหน่งติดตั้งต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางและความสูงภาชนะ รูในและความยาวคอถัง ระดับทำงาน และตำแหน่งอุปกรณ์ภายในขอรับการทบทวนการติดตั้ง

บทความที่เกี่ยวข้อง:โซนอับของเรดาร์วัดระดับ (ระยะบล็อก): วิธีคำนวณและหลีกเลี่ยง|วิธีอ่านเส้นโค้งสัญญาณสะท้อนเรดาร์ (และแต่ละรูปทรงหมายถึงอะไร)