FMCW radar seviye ölçerler: avantajlar, kurulum ve seçim

I. FMCW Radar Seviye Ölçer Nedir?

Frekans modülasyonlu sürekli dalgalı radar seviye ölçer cihazı genellikle FMCW radar seviye ölçer cihazı olarak adlandırılır.

Bu cihazın temel çalışma prensibi, belirli bir frekans aralığı içinde radar iletim frekansını sürekli olarak değiştirmek ve ölçülen ortamın yüzeyinden yansıyan sinyali almaktır.Cihaz, iletilen sinyal ile geri dönen sinyal arasındaki frekans farkını analiz ederek radar ile ortamın yüzeyi arasındaki mesafeyi hesaplar ve ardından bu mesafeyi sıvı seviyesi veya malzeme seviyesi olarak dönüştürür.

: Bazı 24 GHz FMCW radar cihazları yaklaşık 1 GHz'lik doğrusal taranma bant genişliği kullanır ve anten üzerinden periyodik taranma işlemi gerçekleştirir.Çalışma frekansları ve aralık genişlikleri farklı modeller arasında değişiklik gösterebilir; gerçek parametreler, ilgili ürünün veri sayfasına dayanmalıdır.

II. FMCW Radar Seviye Ölçerlerinin Özellikleri Nelerdir?

1. Sürekli Frekans Aralığı Ölçümü

FMCW radarı, sürekli lineer frekans aralığı ölçümü yoluyla mesafeyi ölçer.

, yalnızca sabit frekanslı bir sinyale dayanan sistemlerden farklı olarak, frekans modülasyonlu sürekli dalgalı radar, gönderilen sinyal ile geri dönen eko arasındaki frekans farkına göre hedefin konumunu belirler; bu nedenle sürekli sıvı seviye ve malzeme seviyesi izleme uygulamaları için uygun bir sistemdir.

2.Çeşitli katı malzemeler için uygundur:

FMCW radar seviye ölçüm cihazları; kömür (

• ), çimento (

• ), tahıl (

• ), alümina (

• ), kireçtaşı (

• ) ve kimyasal ham maddeler (

• ) dahil olmak üzere çeşitli hacimsel katı maddeler ve endüstriyel ham maddeler için kullanılabilir.

; çimento, kimya, çevre koruma, enerji üretimi ve gıda işleme gibi endüstrilerde, silolar ve depolama tanklarında sürekli seviye izleme amacıyla radar ölçüm yöntemi kullanılabilir.

3. İlgisiz Ölçüm –

Serbest uzay radarı, elektromanyetik dalgalar kullanarak malzeme yüzeyine olan mesafeyi ölçer ve genellikle ölçüm bileşenlerinin ortamla doğrudan temas etmesini gerektirmez.

Tozlar, granüler malzemeler ve belirli korozif ortamlar için bu yöntem, mekanik ölçüm bileşenleri ile ortam arasındaki doğrudan temas nedeniyle ortaya çıkan aşınma ve bakım sorunlarını azaltabilir.

– III. FMCW Radar Seviye Ölçer Cihazlarının Temel Avantajları;

– FMCW radar seviye ölçer cihazlarının uygulama alanı, radar frekansına, anten türüne, sinyal işleme kapasitesine ve gerçek çalışma koşullarına bağlıdır;

– Uygun çalışma koşulları altında temel özellikler şunlardır:

• Sürekli temas dışı ölçüm;

• Sıvılar veya katı maddeler için uygundur;

• Nispeten uzun mesafeli seviye ölçümü için uygundur;

• – Farklı antenler çalışma koşullarına göre yapılandırılabilir;

• – Toz, buhar veya karmaşık ortamlar içeren endüstriyel ortamlarda kullanılabilir;

• – Depo tankları, silolar ve proses kapları için uygundur;

– Gerçek performans, belirli model, ortam ve kurulum koşullarına göre değerlendirilmelidir;

IV. Radar seviye ölçüm cihazları için hangi tür antenler mevcuttur?

Radar seviye ölçerleri, uygulama koşullarına göre farklı anten türleriyle donatılabilir; bunlara örnek olarak:

• Horn antenleri;

• Parabolik antenler;

• Array antenler;

• Çubuk antenler;

• Düşen şekilli antenler;

• Düzlem antenler;

• Hijyenik tasarımlar;

farklı antenler; ışın açısı, montaj boyutları, korozyon direnci, malzeme yapısına uyum ve proses bağlantıları açısından farklılık gösterir.

Bu nedenle, anten seçimi yalnızca ölçüme aralığına göre belirlenmek yerine, ortam ve saha operasyonel koşullarıyla uyumlu olmalıdır.

V. Bir Radar Seviye Ölçer Modeli Nasıl Seçilmelidir?

Radar seviye ölçer modeli seçilirken, gerçek ölçüme ortamı dikkatlice değerlendirilmelidir.

Aşağıdaki operasyonel koşullar doğrulanmalıdır:

• Ortamın üzerinde korozif uçucu gazların mevcut olup olmaması;

• Büyük miktarda su buharı mevcut olup olmaması;

• | Büyük miktarda toz mevcut olup olmaması;

• | Ortamın kristalleşmeye meyilli olup olmaması;

• | Sıvı yüzeyinde büyük miktarda köpük mevcut olup olmaması;

• | Sıvı yüzeyinin önemli ölçüde dalgalanıp dalgalanmaması;

• | Ölçülen malzemenin toz veya granüler bir malzeme olup olmaması;

• | Sıvının yüksek derecede korozyonlu olup olmaması;

• | Ortamın yüksek viskoziteye sahip olup olmaması.

Ayrıca aşağıdaki bilgiler de doğrulanmalıdır:

• Maksimum ölçüm mesafesi;

• İşlem sıcaklığı;

• İşlem basıncı;

• Montaj bağlantısı;

• Anten türü;

Ölçüm aralığı, radar seçimi sırasında yalnızca bir parametredir ve model seçimi için tekil bir temel olarak kullanılmamalıdır;

VI. Kılavuzlu dalga radar seviye ölçerini monte ederken ne dikkat edilmelidir?

Yönlenilen dalgalı radar, radar sinyalini yönlendirmek için bir prob çubuğu veya çelik kablo kullanır. Bu nedenle, elektrikli kurulumdan başka, yönlenen dalgalı elemanın mekanik konumu da dikkate alınmalıdır.

1. Cihazı Değiştirmeden Önceden Güç Kaynağını Kesin

Orijinal seviye ölçerini sökmeden veya kablolama işlemini gerçekleştirmeden önce, cihazın güç kaynağıını kesin ve sinyal kablolamasını saha elektrik güvenliği kurallarına uygun olarak gerçekleştirmeniz gerekir.

: Güçün yeniden aktarılması yalnızca kurulum ve kablolama işlemi tamamlandığında ve kontrol edildiğinde yapılmalıdır.

: 2. Güçlü bozucu etkileri olan giriş noktalarından ve bölgelerden kaçının.

Kılavuzlu dalga radar, su giriş noktalarına, besleme giriş noktalarına veya sıvı yüzeyinin şiddetli dalgalanma yaptığı bölgelere doğrudan monte edilmemelidir.

Girişteki sıvı veya malzeme, sensör çubuğuna veya çelik kabloya zarar verebilir ve ölçüm dalgalanmalarına neden olabilir.

Kurulum sırasında, yönlendirilmiş dalganın elemanının aşağıdaki yapılarla doğrudan temas etmesi engellenmelidir:

• Havuz duvarları;

• Depo duvarları;

• Destekler;

• Borular;

• Diğer metal yapılar.

3. Prob Çubuğu veya Çelik Kabloların Yakınında Uygun Aralığı Koruyun

Eğer yönlendirilmiş dalganın çelik kabloyu bir metal duvara temas ettiğinde ek yansımlar oluşabilir ve zamanla mekanik aşınma da gelişebilir.

Bu nedenle, yönlendirilmiş dalganın elemanı montaj sırasında uygun şekilde yerleştirilmeli ve gerekli boşluk, gerçek gemi yapısına uygun şekilde korunmalıdır.

Belirli montaj mesafesi, cihaz kılavuzu ve gerçek saha yapısı doğrultusunda belirlenmelidir.

VII. Açık hava Kılavuzlu dalga radarlar için kablo su geçirmezlik işlemi nasıl yapılmalıdır?

Açık veya nemli ortamlarda kablo giriş noktası, özel koruma gerektiren bölgelerden biridir.

Kabloyu monte ederken aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır:

• Kablo bağlama elemanını güvenle sıklayın;

• Kablo kanal bağlantılarını uygun şekilde muhafaza edin;

• Cihaz kapısının su geçirmezlik bütünlüğünü koruyun;

• Yer tabanlı koruma Kabloleri doğru şekilde kurulmalıdır;

• Kablo, cihaza girmeden önce bir damla döngüsü sağlanmalıdır.

Damla döngüsü, kabloyun cihaza girmeden önce aşağıya doğru bir büküm oluşturmasına izin verilmesini ifade eder.

Bu durum, yağmur suyunun veya kondensasyonun en düşük noktadan damlacık olarak akmasını sağlayarak, suyun kablo boyunca cihaz kapısına doğru ilerlemesi riskini azaltır.

VIII. Sinyal kablosu yalıtım testi sırasında nelere dikkat edilmelidir?

Bazı endüstriyel montaj projeleri, sinyal kabloları kurulduktan sonra yalıtım testi gerektirir.

Örneğin, belirli proje özellikleri gerekebilir:

• 500 VDC test voltajı;

• 60 saniyelik test süresi;

• İzolasyon direnci ≥20 MΩ.

Bu, belirli projeler için belirlenmiş kabul gereklilikleridir ve tüm radar seviye ölçüm cihazları projeleri için evrensel parametreler değildir.

İzolasyon testi yapmadan önce, cihazın elektronik bileşenlerinin devreyle bağlantısının kesildiğinden emin olun. Test, test voltajının elektronik ekipmanları zararlandırmaması için cihaz kılavuzu ve proje elektrik spesifikasyonlarına uygun olarak gerçekleştirilmelidir.

IX. Bir radar seviyeölçerine nasıl kablolanmalıdır?

Radar seviyeölçer cihazları farklı güç besleme ve sinyal çıkış yapılandırmalarını kullanabilir.

Kablolama işleminden önce her zaman aşağıdaki bilgileri kontrol edin:

• Cihazın ad etiketi;

• Nominal güç besleme gerilimi;

• AC veya DC güç kaynağı;

• Terminal tanımlamaları;

• Sinyal polaritesi;

• Yerleme terminalı.

Kablolama işlemi yalnızca diğer cihaz modelleriyle elde edilen deneyime dayanılarak gerçekleştirilmemelidir.

Bazı radar seviye ölçer kurulum belgeleri, yaklaşık 0,5 mm²–2 mm² iletim hat kesit alanına sahip koruyucu burulmuş çift kablo önermektedir.

Gerçek kablo spesifikasyonu şu kurallara göre belirlenmelidir:

• Cihaz enerji beslemesi;

• Sinyal tipi;

• Kablo mesafesi;

• Yerel elektrik standartları;

X.Tipik Radar Seviye Ölçer Kablolama Prosedürü (

): Yerinde kablolama işlemi genellikle aşağıdaki adımları içerir:

1. Güç kaynağından ayrılma;

2. Cihazın isim plakası ile güç kaynağı gereksinimleri kontrol edilmesi;

3. Cihazın terminal bölmesi açılıp;

4. Kabloların kablolu kapağın aracılığıyla Cihaz içine yerleştirilmesi;

5. Güç ve sinyal kabloları, terminal işaretlerine göre bağlanması;

6. : Elektrik spesifikasyonlarına göre koruma ve topraklama uygulamak;

7. : Kabloların ve polaritenin tekrar kontrol edilmesi;

8. : Kabloların tutucu kısmının sıkılması;

9. : Koruma kutusunun sızdırmazlığının kontrol edilmesi;

10. Her şeyin doğru olduğundan emin olunduktan sonra güçu yeniden aktarın.

Belirli kablolama uzunluğu, alet spesifikasyonları ve terminalişlem prosedürleri, ilgili model için hazırlanmış kılavuza uygun olarak uygulanmalıdır.

XI. Radar seviye ölçerleri neden koruma ve topraklama gerektirir?

Endüstriyel alanlarda elektromanyetikgirişim oluşturabilen motorlar, değişken frekanslı sürücüler, pompler, yüksek güçli kablolar ve diğer elektrikli ekipmanlar bulunabilir.

Koruyucu kabloların ve topraklamanın doğru kullanımı, sinyal iletiminin istikrarını artırmaya yardımcı olabilir.

Kabloların koruyucusuna tek noktalı topraklama veya başka bir topraklama yöntemi uygulanıp uygulanmaması, cihaz kılavuzu ile proje elektrik tasarım gerekliliklerine göre belirlenmelidir.

Uygun olmayan çok noktalı topraklama, toprak döngülerine neden olabilir; bu nedenle her kurulumda tek tip genel topraklama yöntemi uygulanmamalıdır.

– XII. Radar Seviyeölçerler ile İlgili Standartların Amacı Nelerdir?

– Radar seviyeölçerlerle ilgili standartlar, temel olarak ürün tasarımı, üretimi, testleri, montajı ve endüstriyel uygulamaları düzenlemek için kullanılır.

Mühendislik projeleri;

• Elektriksel güvenlik;

• Patlama Koruma;

• Çevre Koruma;

• Montaj;

• Sinyal Arayüzleri;

• Proje Teknik Spesifikasyonları gibi alanlara ilişkin gereksinimlere odaklanmalıdır.

Standartların amacı, sadece bir ürün açıklamasına içerik eklemek değil, bir cihazın gerçek projenin teknik ve güvenlik gereksinimlerine uyup uymadığını doğrulamaya yardımcı olmaktır.

XIII.Radar Seviye Ölçer Seçim Kontrol Listesi

; Sıkça Sorulan Sorular (FAQ):

; Q1: FMCW Radar Seviye Ölçer Nedir?

FMCW radarı, iletilen frekansı sürekli olarak değiştirir ve iletilen sinyal ile yansıyan sinyal arasındaki frekans farkını analiz ederek mesafeyi hesaplar; bu mesafe daha sonra sıvı seviyesi veya malzeme seviyesi olarak dönüştürülür.

Q2: Tüm FMCW radar seviye ölçerleri 24 GHz kullanıyor mu?

Hayır. 24 GHz, yalnızca bazı ürünlerde kullanılan bir çalışma frekansıdır. Farklı radar seviye ölçerleri farklı çalışma frekansları ve aralama bant genişlikleri kullanabilir.Özellikli parametreler, ilgili ürün veri sayfasından doğrulanmalıdır.

Q3: Kılavuzlu dalga radarın Çelik Kablosu, Depo Duvarıyla temas etmemesi ne içindir?

Çelik kablo ile metal yapılar arasındaki temas ek yansıma oluşturabilir; ayrıca uzun süreli sürtünme mekanik aşınmaya neden olabilir. Bu nedenle, montaj sırasında uygun bir boşluk tutulmalıdır.

Q4: Radar Seviye Ölçeri 0,5–2 mm² alanlı bir kablo kullanmalıdır mi?

Gerekli değildir. Bu aralık, belirli ürünler için belirlenmiştir. Gerçek kablo spesifikasyonu, özel cihaz kılavuzu, kablo mesafesi ve saha elektrik standartlarına göre belirlenmelidir.

Q5: Bir Radar Seviye Ölçer Seçerken Sadece Ölçüm Aralığını Doğrulamak Yeterli Midir?

Hayır.Ortam, sıcaklık, basınç, toz, buhar, korozyon, kristalleşme, köpük, viskozite, kurulum bağlantısı ve diğer operasyonel koşullar da doğrulanmalıdır.

Q6: Açık hava radar seviye ölçüm cihazı kablolarında neden bir döküm döngüsü kullanılmalıdır?

: Döküm döngüsü, yağmur suyunun veya kondensasyonun kablo boyunca cihaz kablolarına doğru ilerlemesi riskini azaltır ve açık hava kurulumlarının su geçirmezlik güvenilirliğini artırmaya yardımcı olur.

Sonuç –

FMCW radar seviye ölçüm cihazları, doğrusal frekans aralığındaki radar sinyalleri kullanarak mesafe ölçer ve kömür, çimento, tahıl, alümina, kireçtaşı, kimyasal ham maddeler ile diğer maddelerin seviye izleme amacıyla kullanılabilir.

Uygulamalarda radar seviye ölçüm sisteminin performansı yalnızca ölçüm aralığına değil, aynı zamanda

ortam karakteristikleri, toz, buhar, korozyon, kristalleşme, köpük, anten türü ve montaj koşulları ile de yakından ilişkilidir.

Yönlenilmiş dalgalı radar sistemi monte edilirken, prob çubuğunun veya çelik kabloyunun doğru konumlandırıldığını ve çevresindeki metal yapılarla temas etmemesini sağlamaya özel dikkat edilmelidir.

Elektrikli kurulumlar için şu konulara özel dikkat edilmelidir:

Güç beslemesi, terminaler, koruyucu yalıtım, topraklama ve kablo girişi kapatma.

Belirli boyutlar, kablo spesifikasyonları, test parametreleri ve kablolama yöntemleri, ilgili radar seviye ölçer için veri sayfası, kurulum kılavuzu ve proje elektrik spesifikasyonlarına göre belirlenmelidir.