Radar Seviye Işın Açısı: Hesaplama ve Montaj Kuralları | METRAVON

Radar Seviye Sensörü Işın Açısı: Nedir ve Tankınıza Göre Nasıl Boyutlandırılır

Radar seviye sensörünün ışın açısı, anten örüntüsünü veri sayfasında belirtilen tanıma göre ifade eder; yaygın tanım yarı güç (-3 dB) sınırındaki tam açıdır. Odaklanmış bir ışın duvarlardan ve iç aksamdan kaçınmaya yardımcı olabilir; ancak frekans tek başına açıyı belirlemez veya bir montaj konumunun uygunluğunu kanıtlamaz.

Belirtilen ışın açısını anlamak

Işın açısı çoğu veri sayfasında tam açı olarak belirtilir, yarım açı olarak değil. O koninin kenarında güç merkezin 3 dB altındadır — %50. Bu "sinyal yok" değildir, bu yüzden nominal koninin hemen dışındaki güçlü bir yansıtıcı yine algılanabilir. Pratik montaj kuralları bu nedenle marj ekler.

Işın mesafeyle genişlediğinden ayak izi doğrusal büyür:

Nokta çapı (m) ≈ 2 × Mesafe (m) × tan(θ / 2)

Burada θ tam ışın açısıdır. Küçük açılar için kullanışlı bir yaklaşım: nokta ≈ mesafe × radyan cinsinden açı; bu yüzden 4° ışın, menzil metre başına yaklaşık 70 mm nokta verir.

Gerçek mesafelerde nokta boyutu

10 m'de, 8° bir ışının geometrik çapı yaklaşık 1,4 m'dir. Montaj konumu, anten özellikleri ve nominal koni dışındaki olası güçlü yansıtıcılar için ek açıklık bırakın.

Ayak izini kap yerleşimine uygulama

Dar tanklar

8 m mesafede, 10° ışının yaklaşık 1,40 m geometrik ayak izi vardır; 4° ışın yaklaşık 0,56 m'dir. 1 m çaplı bir tankta daha dar koni daha fazla açıklık verir, ancak montaj kalitesi yine ofsete, duvar malzemesine, iç parçalara ve anten özelliklerine bağlıdır.

Dikey borular ve uzun nozullar

Uzun bir nozul yakın alan ve çoklu yansımalar getirebilir. Uzak alan ışın geometrisi tek başına izin verilen nozul uzunluğunu belirlemez: montaj kılavuzundaki antene özgü nozul çapı, uzunluk, çıkıntı ve yüzey kalitesi gereksinimlerini kullanın.

İç parçalı tanklar

Karıştırıcılar, ısıtma serpantinleri, perdeler ve merdivenler koninin bir yerindedir. Dar ışınlar onları yok etmez, ama radarın görebildiği sayıyı azaltır ve döndürdükleri enerjiyi düşürür.

Köpük ve düşük dielektrik sabitli ürünler

Dar bir ışın, yüzeyin tanktaki istenmeyen yansımalardan ayrılmasını iyileştirebilir. Köpük ve düşük yansıtıcılıklı sıvılardaki performans dinamik aralığa, anten tasarımına ve ortama da bağlıdır; 80 GHz, köpüğü her durumda 26 GHz'den daha iyi geçmez.

Nozul boyutları ve montaj açıklığı

1. Nozul iç çapını ve uzunluğunu tam anten modelinin montaj çizimine göre seçin.
2. Gereksiz nozul uzunluğundan ve iç kenarlardan kaçının. Ek nozul uzunluğunun bloklama mesafesiyle evrensel birebir ilişkisi yoktur.
3. En düşük çalışma seviyesinde ışın yarıçapını en yakın duvar ve iç yapıya olan mesafeyle karşılaştırın. Modele özgü montaj açıklığını ve payını dahil edin; nominal koni, dışındaki yansıtıcıların görünmez olduğu bir sınır değildir.
4. Ölçüm yolunu giriş akımından ve ortaya çıkan yüzey bozulmasından uzak tutun.
5. Kanatlar ölçüm aralığının altında olsa bile doğrudan bir karıştırıcı milinin üzerine monte etmekten kaçının.
6. Plastik veya cam elyaf takviyeli plastik (GRP) tanklarda, tank dışındaki yapılardan gelebilecek yansımaları değerlendirin ve anten montaj talimatlarına uyun. Evrensel bir radyo frekansı ekranı olacağını varsayarak metal flanş veya boru eklemeyin.

Daha küçük ışın açısının düzeltmediği şeyler

• Köpük zayıflaması kalınlığa, sıvı oranına, iletkenliğe ve kabarcık yapısına bağlıdır. Işın odaklama bu etkileri gidermez.
• Antende yoğuşma. Dar ışın kendi yüzündeki filmi önleyemez.
• Uzun bir tankta çok düşük dielektrik sabiti. 30 m'de 4° ışın bile 2,1 m genişliğindedir ve εr 1,8 üründen dönen enerji hâlâ eşiğin altında kalabilir.

Yalnızca ışın açısına göre 26 GHz ile 80 GHz arasında seçim

Boyutlandırma örneği: 1,2 m tankta 100 mm nozul

1,2 m çaplı, 8 m yüksekliğinde, 100 mm delikli ve 400 mm uzunluğunda nozullu bir tank. Hangi ışın açısı kabul edilebilir?

• Tabandaki açıklık. 1,2 m çaplı tankta 8 m mesafede merkezlenmiş düşey eksen için geometrik sınır tam açı, montaj payı eklenmeden önce 2 × arctan(0,6/8), yani yaklaşık 8,6 derecedir. Eksen merkezden kaymışsa en yakın duvara açıklık azalır. Bu basitleştirilmiş örnekte 4 derecelik ışın daha fazla geometrik açıklık bırakır.
• Nozul kontrolü. Basit koni hesabı 4° ışın için 0,4 m'de yaklaşık 28 mm verir, ancak bu nozulun kabul edilebilir olduğunu kanıtlamaz: anten yakın alanı ve belirtilen montaj çizimi belirler.
• Alternatif. 8 m'de 10° ışın yaklaşık 1,40 m genişliğindedir ve 1,2 m kap çapını aşar. Bu, düşük seviyede duvar etkileşimi riskini artırır; her montajda yanlış okumayı garanti etmez.

Bu örnekte 4° anten daha fazla geometrik açıklık sağlar. Cihazı seçmeden önce nozul uyumluluğunu ve gerekli seviye aralığındaki sinyal kalitesini doğrulayın.

Mevcut montajda açıklığı kontrol etme

1. Tank çapını ve flanştan ölçmeniz gereken en düşük seviyeye olan mesafeyi ölçün.
2. Veri sayfası ışın açısından o mesafedeki ayak izini hesaplayın.
3. Evrensel 100 mm düşümü yerine gerçek radar, montaj ofseti, duvar ve iç yapılar için gereken montaj açıklığını uygulayın.
4. Ayak izi mevcut açıklığı aşarsa, düşük seviye eğrilerini duvar veya çok yollu yansımalar için kontrol edin.
5. Olası değişiklikler daha dar anten veya uyumlu sakinleştirme düzeneğini içerir. En düşük ölçülen seviyeyi yükseltmek yalnızca proses gereksinimini hâlâ karşılıyorsa kabul edilebilir.

SSS

Işın açısı −3 dB'de mi yoksa −6 dB'de mi ölçülür?

Veri sayfasında belirtilen anten tanımını kullanın. Aynı örüntü için -6 dB sınırı genellikle -3 dB sınırından daha geniştir; dolayısıyla farklı tanımlarla verilen açılar doğrudan birbirinin yerine kullanılamaz. Bu sınırların hiçbiri metal bir yansıtıcının ötesinde görünmez olduğu kesin bir sınır değildir.

Ayak izini anten çapından hesaplayabilir miyim?

Açıklık boyutu ve dalga boyu ışını etkiler; ancak anten tasarımı ve açıklık üzerindeki enerji dağılımı da önemlidir. Çapa dayalı tahmin montaj onayı değildir. Sipariş edilen yapılandırmanın belirtilen tam açısını ve anten çizimini kullanın; ardından yakın alan nozul sınırlarını uzak alan ışın izinden ayrı kontrol edin.

Daha dar ışın daha uzun menzil anlamına mı gelir?

Tek başına hayır. Ortam için belirtilen ölçüm aralığını, dönüş sinyalinin gücünü, anteni, alıcıyı ve montajı karşılaştırın. Odaklanmış ışın istenmeyen yansımaları azaltabilir; ancak köpük, birikintiler veya zor bir buhar ortamında kullanılabilir yüzey ekosunu garanti etmez. Menzil ve gerekli açıklık ayrı ayrı kontrol edilmelidir.

Işın tank duvarına çarparsa ne olur?

Duvar veya iç yapı, özellikle yüzey ekosu zayıfken takibi etkileyen sabit ya da çok yollu ekolar oluşturabilir. Etkilenen seviyelerdeki izleri tank geometrisiyle karşılaştırın. Örtüşme değerlendirilmesi gereken bir riski gösterir; her montajın hatalı değer bildireceğini kanıtlamaz.

Bir sakinleştirme kuyusu dar ışının yerine geçer mi?

Uyumlu bir boru veya hazne ölçüm yolunu iyileştirebilir; ancak boyutları, açıklıkları, birikinti riski ve hidrolik tepkisi cihaza ve prosese uygun olmalıdır. Gerekli boru yapılandırmasını veya kompanzasyonu kontrol edin. Anten ve nozul düzenini doğrulamaktan kaçınmak için genel amaçlı bir sakinleştirme borusu eklemeyin.

Bir montaj incelemesi tank çapı ve yüksekliğini, nozul iç çapı ve uzunluğunu, çalışma seviyelerini ve iç aksamın konumlarını gerektirir. Montaj incelemesi alın

İlgili okumalar: Radar Seviye Ölü Bölgesi (Bloklama Mesafesi): Nasıl Hesaplanır ve Kaçınılır | Radar Yankı Eğrisi Nasıl Okunur (ve Her Şekil Ne Anlama Gelir)