Radar Seviye Transmitterlerinin Avantajları ve Dezavantajları: Kurulum, Frekans ve Seçim

Radar seviye transmitterleri, endüstriyel tanklarda, su arıtma sistemlerinde, kimyasal süreçlerde, petrol depolama sistemlerinde, gıda üretiminde, maden işletmelerinde ve kütleli katı malzemeler için kullanılan silolarda sürekli seviye ölçümü amacıyla yaygın olarak kullanılır. Ölçüm prensibi ve sondanın yapısına göre endüstriyel radar seviye ölçümü, genel olarak temaslı olmayan radar ve yönlendirilmiş dalgalı radar olmak üzere iki ana kategoriye ayrılabilir.

İletişim gerektirmeyen bir radar iletiş cihazı, bir anten aracılığıyla elektromanyetik dalgaları malzeme yüzeyine yönlendirir ve yansıtılan sinyalden hesaplanan mesafeyi belirler. Buna karşılık yönlendirilmiş dalgalı radar, radar impulslarını bir çubuk veya kablo boyunca yönlendirir. Her iki teknoloji de radar prensiplerini kullanır; ancak kurulum yöntemleri, uygun uygulama alanları ve bakım gereksinimleri farklıdır.

1. Bir radar seviye transmitteri nasıl çalışır?

Bir radar seviye transmitteri, işlem yüzeyine doğru yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar yayar. Radar sinyali sıvı, slurry veya katı malzeme yüzeyine ulaştığında, sinyalin bir kısmı cihazın içine yansır. İletiş cihazı, gönderilen ve yansıtılan sinyaller arasındaki yol süresi veya frekans farkını analiz ederek malzeme yüzeyine olan mesafeyi hesaplar.

Tank veya silo referans yüksekliği bilindiğinde, gerçek seviye şu şekilde hesaplanabilir:

Seviye = referans yüksekliği-radardan malzeme yüzeyine mesafe

Güncel endüstriyel radar cihazları genellikle pulse radar veya FMCW (Frekans Modüleli Sürekli Dalga) teknolojisini kullanır. Radar, elektromanyetik dalgaları kullandığı için yayılma ortamı olarak hava gerektirmez ve vakum koşullarında çalışabilir. Ayrıca, hava sıcaklığı, basınç ve hava akımı değişikliklerine karşı ultrasonik ölçüm yöntemlerine göre genellikle daha az duyarlıdır.

2. Radar Seviye Cihazlarının Temel Türleri Nelerdir?

İletişimsiz Radar Seviye Göndericisi

Anten, malzemenin üzerinde monte edilir ve işlem ortamıyla doğrudan temas etmez. Sıvılar, slurry'ler, tozlar, granüller ve seçilmiş genel katı maddeler için kullanılabilir.

Yönlendirilmiş Dalga Radarı

Radar impulsi, bir çubuk veya kablo boyunca ilerler ve bu nedenle temaslı ölçüm yapısını kullanır. Bu sistem, seçilmiş düşük dielektrik özellikli sıvılar, köpük uygulamaları, arayüz ölçümleri ve bypass odaları için uygundur.

İletişimsiz radar, işlem ortamıyla doğrudan temasın en aza indirilmesi gereken uygulamalarda kullanışlıdır; yönlendirilmiş dalgalı radar ise belirli köpük, arayüz ve dar kaplı uygulamalarda avantajlar sunabilir. Son seçim, işlem ortamı, sıcaklık, basınç, köpük, kurulum alanı ve bakım koşulları dikkate alınarak yapılmalıdır.

3.

– İletişim Yok, Sürekli Ölçüm: Radar Seviye Göndericilerinin Ana Avantajları

İletişim içermeyen radar antenleri, ortamda tamamen batmış hâlde tutulmak zorunda değildir; bu da paslanmaya, aşınmaya ve ürün birikimine doğrudan maruz kalma riskini azaltır.

Geniş sıcaklık ve basınç aralığına sahiplik

Modeline bağlı olarak radar cihazları atmosferik, vakum, basınçlı ve yüksek sıcaklıklı süreçlerde kullanılabilir.

: Sıvı ve katı malzemeler için uygundur.

: Uygulamalar arasında su, yağ, kimyasallar ve slurry'ler ile çimento, tahıl, mineraller, kömür ve diğer kütleli katı malzemeler yer alır.

: Dar ışın, interferansı azaltır.

Yüksek frekanslı radar, dar bir ölçüm ışını oluşturarak gemi duvarlarını, boruları, yapı kirişlerini ve diğer iç engelleri aşmaya yardımcı olabilir.

Yoğunluk Değişikliklerinden Doğrudan Etkilenmez

Radar ile seviye ölçümü hidrostatik basınçtan bağımsızdır; bu nedenle sıvı yoğunluğundaki değişiklikler, hidrostatik ölçümde görülen seviye hatasını doğrudan oluşturmaz.

Kolay Otomasyon Entegrasyonu

Modele bağlı olarak, arayüzler PLC'ler, DCS sistemleri, RTU'lar ve SCADA sistemleriyle entegrasyon için 4-20mA, HART ve RS485 Modbus RTU arayüzlerini içerebilir.

4. Radar seviye ölçümünün sınırlamaları nelerdir?

Radarın uygulama alanı geniş olsa da, uygun seçim ve kurulum yapılmazsa her tür süreç için otomatik olarak uygun değildir. Orta derecede yansıma özelliğine sahip ortamlar, köpük, anten yığılması, iç yapılar ve monte edilecek konum, ölçüm performansını etkileyebilir.

Düşük Dielektrik Ortamlar

Zayıf yansıyan ortamlar, daha geniş dinamik aralık ya da daha uygun bir radar frekansı ve anten gerektirebilir.

Kalın köpük;

Yoğun köpük; yoğun köpük radar sinyallerini azaltabilir, bu nedenle radarın tüm köpük türlerini sınırsız şekilde geçebileceği varsayılamamalıdır.

Ağırlıklı anten yığılması

Ağır kaplama, birikimler veya kondensasyon, eko kalitesini düşürebilir ve anten tasarımı ile sinyal işleme ile birlikte değerlendirilmelidir.

Karmaşık İç Yapılar

Kuvvetlendiriciler, ısıtma bobinleri, destek yapıları ve kirişler sahte eko oluşturabilir.

Kurulum Pozisyonu

Yüksek performanslı bir radar iletiş cihazı bile uygun olmayan bir konumda kurulursa istikrarsız ölçümler sağlayabilir.

5.Yüksek frekanslı ve düşük frekanslı radar arasındaki fark nedir?

Radar frekansı, farklı proses koşulları için dalga boyunu, anten boyutunu, ışın açısını ve uygunluğunu etkiler. Ortak endüstriyel radar teknolojileri 24/26GHz ve 80GHz İletişim dışı radar, daha düşük frekanslı ürünler de seçilen uygulamalarda kullanılır.

Daha yüksek frekans, daha kısa dalganın uzunluğunu ifade eder. Benzer anten boyutuna sahip olunduğunda, daha yüksek frekanslı radarlar genellikle daha dar bir ışın oluşturabilir.Düşük frekanslı radarın dalga boyu daha uzun olup, belirli köpük, kondensasyon veya özel işlem koşullarında avantajlar sağlayabilir.

6. Yüksek Frekanslı Radarın Özellikle Nerede Faydalı Olduğu?

Yüksek frekanslı radarın ana avantajları daha kısa dalga boyu, daha dar ışın ve daha kompakt bir antendir. Örneğin, aynı veya benzer anten boyutu ile,80GHz Radar genellikle daha dar bir ışın üretebilir 26GHz Radar, yakındaki sabit yapıların etkisini azaltır.

Dar veya küçük depolama tankları

Borular, kirişler veya karıştırıcılar içeren kaplar

Sement, tahıl ve mineral siloları

Küçük anten veya işlem bağlantısı gerektiren uygulamalar

Duvar veya yapısal engellerin en aza indirilmesi gereken tesisler

İyi ışın odaklaması gerektiren uzun menzilli ölçüm sistemleri

Daha yüksek frekans, her cihaz için otomatik olarak daha yüksek doğruluk anlamına gelmez. Gerçek performans ayrıca dinamik aralık, sinyal işleme, ortamın yansıtma özelliği, anten tasarımı ve kurulum koşullarına da bağlıdır.

7. Düşük frekanslı radar veya yönlendirilmiş dalgalı radar ne zaman değerlendirilmelidir?

Yaygın kullanımına rağmen düşük frekanslı radar hala önemli uygulamalara sahiptir.80GHz teknoloji. Kalıcı köpük, ağır yoğuşma, sıra dışı gaz fazı koşulları veya düşük dielektrik ortamlar ile süreçlerde, düşük frekanslı temassız radarı karşılaştırmak yararlı olabilir,80GHz Radar ve yönlendirilmiş dalgalı radar.

Doğru mühendislik ilkesi, "daha yüksek frekans her zaman daha iyidir" değil, ortamın yansıma özelliği, köpük yapısı, buharlaşma, ölçüm aralığı ve kurulum koşulları dikkate alınarak radar teknolojisinin seçilmesi ilkesidir.

8. İletişimsiz radar için yaygın kurulum yöntemleri

İletişim gerektirmeyen radar iletiş cihazları genellikle gemi, tank veya siloyun üst kısmından, iplikli bağlantı, flanş, monteleme kolu ya da başka uygun bir süreç bağlantısı kullanılarak monte edilir. Antenin net bir ölçüm yolu olması gerekir ve genellikle mümkün olduğunca malzemenin ortalama yüzeyine doğru yönelmelidir.

Akışların Doldurulmasının Yaptırılmaması

Radar cihazı, düşen katı partiküller, giren sıvı akışları veya güçlü jetlere doğrudan yöneltilmemelidir.

Büyük İç Engellerden Kaçının

Mümkün olduğunda, agitatörler, yapı kirişleri, merdivenler, ısıtma bobinleri ve iç boru sistemlerinden kaçının.

Kapak duvarından uzaklık göz önünde bulundurun

Radarı duvara gereksiz derecede yakına monte etmeyin. Doğru mesafe, ışın açısına ve ürünün kurulum talimatlarına bağlıdır.

Nozel Boyutlarını Kontrol Edin

Uzun veya dar nozel, ek yansımalar oluşturabilir ve seçilen modelin izin verilen boyutlarına uygun olmalıdır.

9. Flanj yönlendirme işaretinin her zaman tank duvarına doğru yönelmesi zorunludur mu?

Hayır. Bazı radar iletiş cihazlarının flanşında, anteninde veya korpusunda bir yönelim işareti bulunur ve üretici, gemi duvarına, devrimsel açığa veya iç yapıya göre belirli bir yöne işaret edebilir. Ancak bu gereklilik, antenin tasarımı, polarizasyonu ve kullanılan cihazın türüne bağlıdır.

Eğer üründe bir yönlendirme işareti varsa, bu işaret tüm radar iletiş cihazlarına uygulanan genel bir «duvara doğru» kuralına dayanmak yerine, ilgili tam model için verilen talimatlara uygun şekilde monte edilmelidir.

10. Toplu katı siloya radar nasıl monte edilmelidir?

Kapsamlı katı cisimlerin yüzeyi genellikle yatay değildir ve bir dinlenme açısı oluşturabilir. Dolma işlemi ayrıca toz oluşumuna ve malzemenin geometrisinin sürekli değişmesine neden olabilir. Bu nedenle radar, genellikle dolma akışının doğrudan üzerinde monte edilmemelidir.

Montaj noktası, temsil edici bir ortalama seviye ve kararlı bir eko sağlamalıdır.Uzun veya karmaşık silolarda, ürün tarafından desteklenildiğinde, radar ışınının hedef yüzeye daha etkili bir şekilde yönlendirilmesini sağlamak amacıyla ayarlanabilir bir flanş veya başka bir açı ayarlama düzeni kullanılabilir.

Eko duvarlar, destek kirişleri veya diğer sabit yapılar tarafından etkilenirse, bu sabit yansımaların etkisini azaltmak amacıyla sahte-eko bastırma yöntemi kullanılabilir.

11. Sahte-Eko Bastırma Nedir?

Radar sinyalleri yalnızca malzeme yüzeyinden değil, aynı zamanda tank duvarlarından, yapı kirişlerinden, borulardan, karıştırıcılardan ve diğer iç öğelerden de yansıyabilir. Bu sabit yansımalar, süreç seviyesi olarak yanlış yorumlanabilir.

Modern radar seviye transmitterleri genellikle sahte eko bastırma ya da eko öğrenme işlevleri sunar. Bu işlevler sabit yansımaların konumlarını veya özelliklerini tanımlayarak ve kaydederek, cihazın gerçek seviye ölçümüne etkisini azaltmasını sağlar.

Sahte eko bastırma, doğru kurulumun yerine geçecek bir çözüm değil, sistem ayarlaması sırasında kullanılan bir araçtır. Daha iyi sensör konumlandırmasıyla önlenebilecek engeller, öncelikle kurulum tasarımı aşamasında ele alınmalıdır.

12. Rehber dalgalı radar nasıl kurulur?

Günlendirilmiş dalgalı radar, radar impulslarını yönlendirmek için bir çubuk veya kablodan yararlanır; bu nedenle kurulum gereksinimleri temaslı olmayan radar sistemlerinden farklıdır. Çubuk veya kablo genellikle dikey konumda tutulmalı ve geminin duvarına, iç yapılarına veya karıştırıcı elemanlara temas etmemelidir.

Derin tanklarda kullanılan esnek kablo probları için hareket ve taban sabitleme faktörlerinin de dikkate alınması gerekebilir. Rehberlenmiş dalgalı radar, seçili köpük koşulları, düşük dielektrik özellikli ortamlar, arayüz ölçümü ve alternatif uygulama alanlarında faydalı olabilir; ancak yapışkan veya katılaşma eğiliminde ürünler prob yüzeyinde birikerek bakım ihtiyaçlarını artırabilir.

13. Radar seçimi ve kurulumundan önce hangi bilgiler doğrulanmalıdır?

– Sık Sorulan Sorular;

– S1: Yüksek frekanslı radyo, her zaman daha düşük frekanslı radyodan daha iyi mi?

A1: Hayır. Yüksek frekanslı radar, dar ışın ve kompakt anten gibi avantajlara sahiptir; ancak bazı köpük uygulamaları, ağır buluşma uygulamaları veya özel ortam uygulamaları için daha düşük frekanslı radar veya yönlendirilmiş dalgalı radar daha uygun olabilir.

S2: Neden 80GHz Küçük tanklar için uygun bir radar var mı?

A2: Aynı veya benzer anten boyutuyla,80GHz Radar genellikle daha dar bir ışın oluşturabilir ve daha küçük bir anten kullanabilir; bu da gemi duvarlarını ve iç yapıları atlatmayı kolaylaştırır.

Q3: Düşük frekanslı radarın dalga boyu daha uzun mu yoksa daha kısa mıdır?

A3: Daha uzun dalga boyu. Düşük frekans, daha uzun dalga boyunu; yüksek frekans ise daha kısa dalga boyunu ifade eder.

Q4: Radar düzeyi ölçümü, sıcaklık ve basınç etkisi altındadır mı?

A4: Elektromanyetik dalgaların yayılması, havadaki sıcaklık veya basınçtaki normal değişikliklerden genellikle fazla etkilenmez; ancak cihazın kendisi için belirlenmiş mekanik, süreç bantlaması ve elektronik bileşenler açısından sıcaklık ve basınç sınırları bulunmaktadır.

Q5: Radar, düşük dielektrik özellikli ortamları ölçebilir mi?

A5: Evet, ancak daha düşük dielektrik sabiti genellikle daha zayıf yansıma anlamına gelir. Uygun dinamik aralık, frekans ve anten tasarımıya sahip bir radar, işlem ortamına göre seçilmelidir.

Q6: Uzun bir nozulda radar seviye iletkörü monte edilebilir mi?

A6: Evet, ancak nozulun çapı ve uzunluğu ilgili modelin gerekliliklerine uygun olmalıdır.Çok uzun veya çok dar bir nozül, ek yansımalar oluşturabilir, kullanışlı ekoyu azaltabilir veya interferans yaratabilir.

Q7: Bir ... olmalı mı?80GHz Radar, kütleli katı silolarda her zaman kullanılır mı?

A7: 80GHz Dar ışınlı radar, birçok karmaşık silo için oldukça uygundur; ancak seçim sürecinde toz, ölçüm menzili, malzeme yüzeyinin şekli ve yansıma özelliği dikkate alınmalıdır.

Q8: Yönlendirilmiş dalgalı radar ile temaslı olmayan radar arasındaki temel fark nedir?

A8: İletişimli olmayan radar, elektromanyetik dalgaları serbest uzay üzerinden malzeme yüzeyine iletirirken, yönlendirilmiş dalgalı radar sinyalini bir çubuk veya kablo boyunca yönlendirir ve bu nedenle temaslı ölçüm yapısını kullanır.

Sonuç

Radar seviye transmitterleri, temasız ölçüm, çeşitli ortamlarla uyumluluk, vakum ortamında çalışma, yüksek zorluklu sıcaklık veya basınç koşullarında kullanım imkânı ve endüstriyel otomasyon sistemleriyle kolay entegrasyon sunmaktadır. Ancak gerçek performans hâlâ ortamın yansıma özelliği, köpük oluşumu, kondensasyon, anten yığılması, kaplama geometrisi ve sensör konumu gibi faktörlerden etkilenmektedir.

Yüksek frekanslı radarın temel avantajları, daha kısa dalga boyu, daha dar ışın ve daha küçük anten oluşturmaktadır; bu özellikler, özellikle küçük gemiler, karmaşık tanklar ve katı malzeme taşıyan silolarda bu teknolojinin önemli bir kullanıma sahip olmasına neden olur. Düşük frekanslı radar, seçili köpük, kondensasyon ve özel ortam uygulamalarında hâlâ değer taşır; buna karşılık yönlendirilmiş dalgalı radar ise belirli düşük dielektrik özellikli, arayüz, köpük ve bypass odası uygulamaları için uygundur.

METRAVON radyo seviye ölçüm ürünleri, işlem ortamı, ölçüm aralığı, dielektrik özellikleri, işlem sıcaklığı, işlem basıncı, köpük, buhar, toz, tank geometrisi ve gereklí çıkış arayüzüne göre seçilmelidir. Doğru seçim ve kurulum, genellikle mevcut en yüksek radyo frekansı seçmekten daha önemlidir.