Lựa chọn và phân loại thiết bị đo mức radar tần số cao: tần số, ăng-ten, phạm vi đo và điều kiện vận hành

1. Thiết bị đo mức bằng radar tần số cao l à g ì?

Máy đo mức bằng radar tần số cao l à một thiết bị kh ông tiếp x úc, sử dụng s óng điện từ tần số cao để đo mức chất lỏng một c ách li ên tục.

Máy radar ph át s óng điện từ hướng về bề mặt chất lỏng th ông qua ăng-ten; khi t ín hiệu đến bề mặt chất lỏng, n ó sẽ bị phản xạ.Thiết bị nhận t ín hiệu phản hồi v à t ính to án khoảng c ách giữa ăng-ten radar với bề mặt chất lỏng dựa tr ên thời gian lan truyền, sự thay đổi tần số hoặc mối quan hệ pha.

Mức độ chất lỏng thực tế sau đ ó c ó thể được t ính to án bằng c ách kết hợp khoảng c ách n ày với chiều cao của bồn chứa v à vị tr í điểm gốc.

Các tần số radar thường được sử dụng trong c ác dự án c ông nghiệp hiện nay bao gồm 6 GHz,26GHz v à xấp xỉ 80GHz. Trong số đ ó,26GHz v à 80GHz Th ông thường được ph ân loại l à c ác giải ph áp đo lường radar tần số tương đối cao.

Cụ thể,80GHz Công nghệ radar đang được sử dụng ng ày c àng rộng r ãi trong c ác l ĩnh vực như chế biến h óa chất, xử l ý nước, bể chứa, thiết bị phản ứng, b ình chứa cỡ nhỏ v à c ác bể c ó cấu tr úc b ên trong phức tạp, nhờ v ào bước s óng ngắn hơn, ch ùm tia tập trung hơn v à k ích thước ăng-ten nhỏ hơn.

Tuy nhi ên, tần số cao kh ông đồng ngh ĩa với hiệu suất tốt hơn trong mọi điều kiện vận h ành.

Việc lựa chọn đ úng thiết bị đo mức radar tần số cao đ òi hỏi phải xem x ét to àn diện c ác yếu tố như m ôi trường, cấu tr úc bể chứa, khoảng c ách đo, nhiệt độ, áp suất, hơi nước, bọt kh í, hiện tượng ngưng tụ, kết nối lắp đặt v à y êu cầu của hệ thống điều khiển.

2. Thiết bị đo mức radar tần số cao c ó thể được ph ân loại như thế n ào?Các m áy đo mức bằng radar

kh ông thể được ph ân loại chỉ bằng một phương ph áp duy nhất.

Từ g óc độ lựa chọn thiết bị kỹ thuật, c ác phương ph áp ph ân loại thực tiễn hơn bao gồm:

– Ph ân loại theo tần số hoạt động;
– Ph ân loại theo nguy ên l ý đo lường;
– Ph ân loại theo ăng-ten v à cấu tr úc kết nối quy tr ình;
– Ph ân loại theo l ĩnh vực ứng dụng v à cấp độ đo lường;

– Chỉ khi nắm vững c ác ti êu ch í ph ân loại n ày, mới c ó thể lựa chọn được thiết bị đo mức radar ph ù hợp cho từng dự án cụ thể.

– 3.Ph ân loại theo tần số hoạt động:

– Bộ đo mức radar tần số 1,6 GHz;

– Tần số 6 GHz l à một tần số radar tương đối thấp.

Nó c ó bước s óng d ài hơn v à thường c ó ch ùm tia rộng hơn; tuy nhi ên, loại n ày vẫn được sử dụng trong một số bể chứa chất lỏng quy m ô lớn, c ác ứng dụng c ó biến động bề mặt nghi êm trọng, c ũng như trong c ác điều kiện đặc biệt về hơi nước v à qu á tr ình ngưng tụ.

Tuy nhi ên, do anten của thiết bị n ày c ó k ích thước tương đối lớn n ên t ính linh hoạt trong lắp đặt thường thấp hơn so với radar tần số cao khi sử dụng trong c ác bồn chứa nhỏ, c ác vị tr í lắp đặt hạn chế hoặc c ác t àu c ó cấu tr úc b ên trong phức tạp.

2. 26GHz Thang đo mức độ bằng radar

26GHz Công nghệ radar đ ã được ứng dụng trong c ác l ĩnh vực c ông nghiệp từ nhiều n ăm nay. Công nghệ n ày đ ã trưởng th ành v à ph ù hợp với số lượng lớn bể chứa chất lỏng th ông thường c ũng như c ác thiết bị xử l ý c ông nghệ.

;

– bồn chứa nước;
– bể xử l ý nước thải;
– bồn chứa h óa chất;
Bể lưu trữ axit v à kiềm;
– Bể chứa nhi ên liệu;
– Bình phản ứng;
– Một số silo d ùng cho vật liệu dạng bột hoặc dạng hạt;

So với radar tần số thấp hơn, một 26GHz Công nghệ radar c ó thể sử dụng ăng-ten cỡ nhỏ hơn v à tạo ra ch ùm tia tập trung hơn; do đ ó, n ó vẫn rất linh hoạt trong nhiều dự án c ông nghiệp.

3. 80GHz Thang đo mức độ bằng radar

80GHz Hiện nay, đ ây l à một hướng ph át triển c ông nghệ then chốt trong l ĩnh vực đo lường mức radar tần số cao.

Các đặc t ính ch ính của c ông nghệ n ày bao gồm:

Góc ch ùm tia nhỏ;
Độ định hướng tốt;
Kích thước ăng-ten nhỏ;
Khả n ăng vượt qua c ác chướng ngại vật b ên trong bể chứa mạnh mẽ;
– Ph ù hợp cho c ác bể chứa hẹp;
– Ph ù hợp cho c ác kết nối quy tr ình quy m ô nhỏ;
– Ph ù hợp cho c ác bể chứa c ó cấu tr úc b ên trong phức tạp;

– Đối với c ác bể chứa c ó thiết bị khuấy, cuộn d ây, thang, ống đổ chất hoặc c ác cấu tr úc cơ kh í kh ác, ch ùm tia radar hẹp hơn c ó thể giảm thiểu c ác tiếng vang nhiễu do c ác cấu tr úc n ày tạo ra.

Do đ ó,80GHz Radar đ ã trở th ành một trong những lựa chọn phổ biến cho c ác dự án mới x ây dựng trong l ĩnh vực h óa chất, xử l ý nước v à hệ thống bồn chứa tự động.

– 4. Ph ân loại theo nguy ên l ý đo lường.

1. Bộ đo mức bằng radar xung

: Thiết bị n ày t ính to án khoảng c ách bằng c ách ph át c ác xung s óng vi ba v à thu c ác t ín hiệu phản xạ từ bề mặt m ôi trường.

: Nguy ên l ý cơ bản của thiết bị n ày li ên quan đến thời gian lan truyền của s óng điện từ.

: Radar xung l à một c ông nghệ đ ã được ph át triển ho àn thiện v à được ứng dụng rộng r ãi trong c ác hệ thống đo mức c ông nghiệp.

2. FMCW – Thiết bị đo mức radar

: k ý hiệu “FMCW” biểu thị s óng li ên tục được điều chế theo tần số.

Thiết bị n ày li ên tục ph át ra một t ín hiệu radar c ó tần số thay đổi theo thời gian, v à t ính to án khoảng c ách đến mục ti êu bằng c ách so s ánh sự ch ênh lệch tần số giữa t ín hiệu được ph át ra v à t ín hiệu phản hồi.

Nhiều thiết bị đo mức radar 80GHz hiện nay đang sử dụng c ông nghệ FMCW.

FMCW c ông nghệ cung cấp khả n ăng xử l ý t ín hiệu mạnh mẽ v à c ó thể được sử dụng cho việc đo mức chất lỏng với độ ch ính x ác cao, đối với c ác bể chứa phức tạp c ũng như trong một số ứng dụng đo lường khoảng c ách xa.

Trong qu á tr ình lựa chọn dự án, c ác thuật ngữ “pulse” v à “FMCW” kh ông n ên l à những yếu tố duy nhất được so s ánh; c ác th ông số kỹ thuật thực tế của sản phẩm – bao gồm độ ch ính x ác đo lường, g óc ch ùm tia, phạm vi đo, v ùng chết, nhiệt độ quy tr ình v à t ín hiệu đầu ra – c ũng phải được xem x ét kỹ lưỡng.

5. Ph ân loại theo cấu tr úc ăng-ten

ăng-ten l à th ành phần rất quan trọng trong thiết bị đo mức radar.

Loại ăng-ten ảnh hưởng trực tiếp đến qu á tr ình truyền t ín hiệu, g óc ch ùm, t ính định hướng v à khả n ăng th ích ứng với điều kiện tại hiện trường.

Các ăng-ten phổ biến d ùng cho m áy đo mức radar chủ yếu bao gồm c ác loại sau đ ây.

1. ăng-ten dạng horn

Anten dạng n ón l à cấu tr úc rất phổ biến được sử dụng trong c ác thiết bị đo mức radar truyền thống.

Thiết bị n ày sở hữu cấu tạo vững chắc, t ính định hướng tốt v à c ó thể được ứng dụng trong nhiều bể chứa chất lỏng th ông thường c ũng như c ác thiết bị xử l ý c ông nghiệp.

Ở c ùng tần số hoạt động, đường k ính n ón c àng lớn thường gi úp dễ d àng tạo ra ch ùm tia hẹp hơn.

Do đ ó, c ác yếu tố sau đ ây cần được xem x ét một c ách to àn diện khi lựa chọn ăng-ten c òi:

Tần số radar;
Đường k ính ăng-ten;
Phần gắn cố định;
Chiều cao bể chứa;
Đường k ính bể chứa;
Các vật cản b ên trong.

Nếu v òi lắp c ó đường k ính nhỏ, cần x ác nhận xem ăngten c ó thể được luồn v ào đ úng vị tr í hoặc lắp đặt ch ính x ác tại vị tr í v òi lắp hay kh ông.

2. ăngten parabol

: ăngten parabol mang lại độ định hướng cao v à khả n ăng tập trung t ín hiệu.

: Tùy theo điều kiện tại hiện trường, ăngten parabol c ó thể được sử dụng cho c ác ph ép đo trong kh ông gian tự do tại c ác bồn chứa lớn truyền thống c ũng như trong c ác ứng dụng truyền dẫn khoảng c ách xa.

Tuy nhi ên, c ác ăng-ten parabol thường c ó k ích thước lớn, do đ ó đ òi hỏi kh ông gian lắp đặt ph ù hợp.

Nếu m ôi trường dễ xảy ra hiện tượng b ám d ính nghi êm trọng, kết tinh hoặc tạo cặn than, th ì ảnh hưởng của sự nhiễm bẩn l ên bề mặt ăng-ten v à t ín hiệu radar c ũng cần được xem x ét.

Do đ ó, đối với c ác m ôi trường như nhựa đường, dầu nặng hoặc m ôi trường nhiệt độ cao dễ h ình th ành cặn than, việc lựa chọn ăng-ten parabol kh ông n ên chỉ dựa tr ên phạm vi đo lường. Việc đ ánh gi á mức độ nhiễm bẩn tr ên ăng-ten c ũng cần được thực hiện cẩn trọng.

3.Anten phẳng hoặc anten mảng

: Các loại anten phẳng v à cấu tr úc anten mảng được sử dụng trong một số ứng dụng đo mức bồn chứa, c ũng như trong c ác hệ thống giếng ổn định hoặc ống dẫn v òng.

Các cấu tr úc n ày c ó thể được thiết kế để truyền t ín hiệu radar trong những điều kiện lan truyền cụ thể.

Đặc biệt, khi sử dụng giếng ổn định trong hệ thống đo mức tự động cho bồn chứa quy m ô lớn, cần lựa chọn thiết bị radar được thiết kế ri êng nhằm hỗ trợ phương thức lắp đặt n ày.

Lưu ý:

“Radar giếng ổn định” v à “Radar s óng dẫn hướng” l à hai kh ái niệm kh ác nhau.

Công cụ radar ph át s óng trong khoang kh ông gian b ên trong giếng ổn định vẫn l à một thiết bị đo lường radar kh ông tiếp x úc. Radar s óng dẫn hướng sử dụng s óng điện từ được dẫn dắt dọc theo thanh kim loại hoặc c áp th ép; hai c ông nghệ n ày hoạt động dựa tr ên c ác cấu tr úc vận h ành kh ác nhau.

4. Anten thấu k ính –

Các ăng-ten thấu k ính được sử dụng rộng r ãi trong c ác thiết bị radar tần số cao hiện đại, đặc biệt l à 80GHz Máy đo mức radar.

Cấu tr úc n ày cho ph ép thiết kế ăng-ten nhỏ gọn v à đảm bảo khả n ăng tập trung ch ùm tia tốt. Các ăng-ten thấu k ính

c ũng c ó thể kết hợp với c ác đầu nối thao t ác theo ti êu chuẩn kỹ thuật vệ sinh, loại c ó ren hoặc c ó mặt b ích. Do đ ó, ch úng đặc biệt ph ù hợp cho:

Các bể chứa cỡ nhỏ;
Bình phản ứng h óa học;
– Bình chứa h óa chất xử l ý nước;
– Bình chứa d ùng trong ng ành thực phẩm v à dược phẩm;
– Thiết bị c ó kh ông gian lắp đặt hạn chế;

– Việc một mẫu thiết bị cụ thể c ó ph ù hợp cho c ác ứng dụng chịu ăn m òn, nhiệt độ cao hoặc ứng dụng vệ sinh hay kh ông cần được x ác nhận dựa tr ên loại anten v à vật liệu kết nối quy tr ình;

– 6. Ph ân loại theo cấp độ ứng dụng;

– 1.Máy đo mức bằng radar d ùng trong điều khiển quy tr ình

: Hầu hết c ác dự án h óa chất, xử l ý nước, nước thải v à bể chứa c ông nghiệp đều sử dụng m áy đo mức bằng radar d ùng trong điều khiển quy tr ình.

Các chức n ăng ch ính của thiết bị n ày bao gồm:

Gi ám s át li ên tục mức chất lỏng;
Điều khiển mức cao v à mức thấp;
Điều khiển khởi động v à dừng m áy bơm;
Quản l ý tồn kho bể chứa;
Thu thập dữ liệu bằng PLC hoặc SCADA;

Các dự án n ày ch ú trọng hơn v ào t ính ổn định, phạm vi đo lường, t ín hiệu đầu ra, khả n ăng chịu đựng nhiệt độ v à áp suất, c ũng như t ính th ích ứng với điều kiện tại hiện trường;

2.Radar đo dung t ích bồn chứa độ ch ính x ác cao (

): Các dự án li ên quan đến dầu kh í, dầu tinh chế, hệ thống bồn chứa quy m ô lớn hoặc việc đo lường lượng tồn kho c ó thể đ òi hỏi độ ch ính x ác đo lường cao hơn đ áng kể so với c ác ứng dụng kiểm so át quy tr ình th ông thường.

Nếu dữ liệu đo lường sẽ được sử dụng cho c ông t ác quản l ý kho h àng hoặc chuyển giao quản l ý, th ì kh ông n ên lựa chọn thiết bị radar quy tr ình th ông thường chỉ dựa tr ên cơ sở n ày.

Độ ch ính x ác đo lường, c ác ti êu chuẩn chứng nhận, cấu tr úc lắp đặt v à hệ thống đo lường to àn diện cho khu chứa phải được x ác nhận theo y êu cầu của dự án.

Nói c ách kh ác:

Việc kiểm so át bằng thước đo th ông thường v à đo lường cho việc chuyển giao quản l ý l à hai cấp ứng dụng kh ác nhau.

: Kh ông thể coi một thiết bị đo lường quy tr ình th ông thường l à ph ù hợp cho việc thanh to án thương mại chỉ v ì c ác thiết bị đo mức bằng radar thường được đ ánh gi á l à c ó độ ch ính x ác cao.

7. Điều g ì n ên được xem x ét trước khi lựa chọn đồng hồ đo mức radar tần số cao?

Yếu tố đầu ti ên cần c ân nhắc khi lựa chọn đồng hồ đo mức radar tần số cao l à m ôi trường sử dụng.

Đ ây l à vấn đề thường dễ bị bỏ qua trong nhiều dự án.

Ít nhất, c ác th ông tin sau đ ây phải được x ác nhận:

Tên chất nền;
Chất nền c ó khả n ăng dẫn điện hay kh ông;
Đặc t ính điện m ôi của chất nền;
Chất nền c ó t ính ăn m òn hay kh ông;
Chất nền c ó độ nhớt cao hay kh ông;
Chất nền c ó dễ kết tinh hay kh ông;
Chất nền c ó dễ b ám d ính hay kh ông;
Có tạo ra bọt hay kh ông;
Có hiện diện hơi nước hay kh ông.

Ví dụ, mặc d ù nước sạch v à axit sunfuric đậm đặc c ó thể c ó phạm vi đo lường ho àn to àn giống nhau, nhưng y êu cầu đối với ăng-ten v à vật liệu kết nối quy tr ình của ch úng c ó thể ho àn to àn kh ác biệt.

– Dầu diesel v à nước thải c ũng kh ông thể được đo lường bằng sản phẩm được chọn chỉ dựa tr ên phạm vi đo lường.

Do đ ó, khi mua thiết bị đo mức bằng radar, th ông tin đầu ti ên cần cung cấp l à loại m ôi chất đo, thay v ì chỉ n êu r õ y êu cầu về phạm vi đo 10 m ét.

8. Lựa chọn thiết bị dựa tr ên chiều cao v à đường k ính bồn chứa

Các th ông số k ích thước của bồn chứa ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn thiết bị đo mức bằng radar.

Các th ông tin sau đ ây cần được cung cấp:

– Chiều cao tổng thể của bồn chứa;
– Đường k ính bồn chứa;
– Mức chất lỏng cao nhất;
– Mức chất lỏng thấp nhất;
– Vị tr í lắp đặt radar;

– Ví dụ: một bồn chứa c ó chiều cao 10 m v à đường k ính 2 m, v à một bồn chứa c ó chiều cao 10 m v à đường k ính 20 m đều c ó phạm vi đo lường tương đương nhau, nhưng y êu cầu về ch ùm tia radar của ch úng l à kh ác nhau.

Đối với c ác bồn chứa cao v à hẹp, một 80GHz Radar ch ùm tia hẹp thường mang lại những ưu điểm vượt trội hơn.

Nếu bồn chứa c òn chứa c ác đường ống, thiết bị khuấy hoặc cuộn d ây, cần đặc biệt lưu ý đến g óc ch ùm tia v à vị tr í lắp đặt.

9. Lựa chọn dựa tr ên cấu tr úc b ên trong của bồn chứa:

Các bồn chứa c ông nghiệp thực tế hiếm khi được để trống ho àn to àn.

Các cấu tr úc b ên trong phổ biến bao gồm:

Bộ khuấy;
Cuộn gia nhiệt;
Thang dẫn;
Dầm đỡ;
Ống nạp;
Ống xả;
Gờ gia cố.

Tất cả c ác cấu tr úc n ày đều c ó thể tạo ra hiện tượng phản xạ radar.

Trong qu á tr ình lựa chọn v à lắp đặt, ch ùm tia radar ch ính n ên được định vị sao cho tr ánh xa c ác cấu tr úc n ày khi c ó thể.

Do đ ó, đối với c ác bồn chứa phức tạp, phạm vi đo lường v à độ ch ính x ác kh ông phải l à những yếu tố duy nhất cần được xem x ét.

Góc ch ùm tia l à một th ông số rất quan trọng khi lựa chọn thiết bị đo mức bằng radar tần số cao.

Một 80GHz Công nghệ radar thường c ó thể tạo ra ch ùm tia hẹp hơn, từ đ ó mang lại những lợi thế r õ rệt đối với c ác xe t ăng c ó cấu tr úc b ên trong phức tạp.

10. Làm thế n ào để lựa chọn thiết bị đo mức bằng radar cho bồn chứa c ó m ái nổi?

Bồn chứa c ó m ái nổi l à một ứng dụng tương đối chuy ên dụng.

Nếu cần đo mức chất lỏng thực tế dưới m ái che nổi bằng radar, th ì một hệ thống radar kh ông gian tự do th ông thường thường kh ông thể nhắm trực tiếp v ào bề mặt chất lỏng từ ph ía tr ên m ái che nổi.

Tùy theo cấu tr úc của bể chứa, c ó thể sử dụng một giếng ổn định ri êng biệt, ống dẫn hướng hoặc giải ph áp đo lường bể ph ù hợp với c ác bể c ó m ái nổi.

Việc đưa ra khẳng định đơn giản rằng:

“Bể c ó m ái nổi bắt buộc phải sử dụng radar s óng hướng dẫn” l à kh ông ch ính x ác.

Radar s óng hướng dẫn v à radar trong kh ông gian tự do hoạt động b ên trong giếng ổn định l à hai c ông nghệ kh ác nhau.

Đối với c ác bồn chứa dầu kh í quy m ô lớn v à c ác dự án đo đạc tồn kho độ ch ính x ác cao, hệ thống radar đo đạc bồn chứa tương ứng n ên được lựa chọn dựa tr ên cấu tr úc bồn chứa, k ích thước giếng ổn định v à cấp độ đo đạc.

11. Làm thế n ào để lựa chọn thiết bị đo mức bằng radar khi c ó hơi nước hiện diện?

Radar sử dụng s óng điện từ để thực hiện ph ép đo, do đ ó kh ông phụ thuộc v ào tốc độ âm thanh trong kh ông kh í như thiết bị đo mức si êu âm.

Điều n ày khiến radar trở th ành lựa chọn rất ph ù hợp cho nhiều quy tr ình c ông nghiệp li ên quan đến sự thay đổi về nhiệt độ, áp suất v à hơi nước.

Tuy nhi ên, kh ông đ úng khi cho rằng hơi nước ho àn to àn kh ông c ó ảnh hưởng đến hoạt động của radar.

Trong m ôi trường nhiệt độ cao, lượng hơi nước lớn c ó thể đi k èm với hiện tượng ngưng tụ nghi êm trọng.

Nếu hiện tượng ngưng tụ hoặc một lớp chất m ôi trường b ám d ính vẫn tồn tại tr ên bề mặt ăng-ten trong thời gian d ài, t ín hiệu radar c ó thể bị ảnh hưởng.

Do đ ó, đối với c ác ứng dụng sau:

Bình chứa nước ở nhiệt độ cao;
Lò phản ứng;
Thiết bị bay hơi;
Hệ thống hơi – ngưng tụ;
Bình k ín c ó độ ẩm cao;

Nhiệt độ quy tr ình thực tế, áp suất, điều kiện hơi nước v à điều kiện ngưng tụ cần được cung cấp trước khi lựa chọn tần số radar v à cấu tr úc ăngten ph ù hợp.

12.Khi c ó sự hiện diện của bọt xốp, n ên lựa chọn thiết bị đo mức bằng radar như thế n ào?

Khối xốp tạo ra c ác điều kiện vận h ành phức tạp cho việc đo mức bằng radar.

Bước đầu ti ên l à x ác định r õ y êu cầu thực tế của dự án li ên quan đến việc đo đạc:

Là bề mặt tr ên của khối xốp?
Hay l à bề mặt chất lỏng thực tế nằm dưới lớp xốp?

Đ ây l à hai y êu cầu ho àn to àn kh ác biệt.

Ảnh hưởng của khối xốp phụ thuộc v ào độ d ày, mật độ, h àm lượng nước, k ích thước bong b óng v à c ác đặc t ính của m ôi trường.

Do đ ó, đối với c ác l ò phản ứng, bể cấp kh í v à c ác quy tr ình h óa học li ên quan đến bọt kh í nghi êm trọng, cần phải l àm r õ trước c ác điều kiện thực tế của bọt kh í.

Trong trường hợp t ình h ình bọt kh í cực kỳ nghi êm trọng, cần đ ánh gi á to àn diện c ác phương ph áp đo lường như radar kh ông gian tự do, radar s óng định hướng v à c ác phương ph áp đo lường kh ác.

13. Làm thế n ào để lựa chọn đồng hồ đo mức bằng radar cho c ác dự án ở điều kiện nhiệt độ cao v à áp suất cao?

: Các đồng hồ đo mức bằng radar c ó thể được sử dụng trong nhiều quy tr ình vận h ành ở nhiệt độ cao v à áp suất cao; tuy nhi ên, việc thiết bị c ó đ áp ứng được c ác y êu cầu hay kh ông phụ thuộc v ào cấu tạo cụ thể của thiết bị đ ó.

Các tham số sau đ ây phải được x ác nhận khi lựa chọn:

Nhiệt độ vận h ành b ình thường;
Nhiệt độ qu á tr ình tối đa;
Áp suất vận h ành b ình thường;
Áp suất tối đa;
Có tồn tại ch ân kh ông hay kh ông;
Loại kết nối quy tr ình;
Vật liệu k ín;
Vật liệu ăng-ten;

Tần số radar kh ông được d ùng l àm cơ sở để lựa chọn;

Một 80GHz radar kh ông tự động l à loại radar hoạt động ở nhiệt độ cao, c ũng kh ông c ó ngh ĩa l à mọi loại radar đều như vậy 80GHz Sản phẩm c ó thể được sử dụng trong b ình phản ứng áp suất cao.

Quyết định cuối c ùng phải dựa tr ên phạm vi nhiệt độ v à áp suất quy tr ình được ph ép đối với từng mẫu cụ thể.

– 14. Làm thế n ào để lựa chọn bộ đo mức radar cho m ôi trường c ó hằng số điện m ôi thấp?

Khi t ín hiệu radar tiếp cận bề mặt m ôi trường, cần tạo ra một t ín hiệu phản xạ đủ mạnh để đảm bảo kết quả đo lường ổn định.

Các m ôi trường kh ác nhau c ó khả n ăng phản xạ s óng radar kh ác nhau.

Đối với c ác chất lỏng c ó đặc t ính điện m ôi thấp, t ín hiệu phản xạ c ó thể tương đối yếu.

Ví dụ, cần x ác minh kỹ lưỡng t ính ph ù hợp của sản phẩm được lựa chọn đối với một số loại dầu, dung m ôi hoặc m ôi trường h óa học c ó hằng số điện m ôi thấp.

Trong c ác ứng dụng kỹ thuật, quy tắc cố định “c ông thức hằng số điện m ôi thấp lu ôn đ òi hỏi một loại ăng-ten cụ thể” kh ông n ên được áp dụng.

Các yếu tố sau đ ây c ũng cần được xem x ét một c ách to àn diện:

Khoảng c ách đo;
Độ lợi của ăng-ten;
Phương ph áp lắp đặt;
Cấu tạo bể chứa;
Tần số radar;
Khả n ăng xử l ý t ín hiệu.

Đối với m ôi trường đặc biệt, tốt nhất n ên cung cấp t ên gọi ch ính x ác của m ôi trường n ày để lựa chọn sản phẩm.

15. Tín hiệu đầu ra n ên được lựa chọn như thế n ào?

Các t ùy chọn đầu ra phổ biến cho thiết bị đo mức radar c ông nghiệp bao gồm:

4–20mA;
4–20mA + HART;
RS485;
Modbus RTU;
Các phương thức truyền th ông kỹ thuật số kh ác.

Nếu dự án sử dụng đầu v ào tương tự của PLC th ông thường, c ó thể chọn đầu ra 4–20mA.

Nếu cần thiết lập tham số, chẩn đo án v à truyền th ông kỹ thuật số, c ó thể xem x ét sử dụng HART t ùy theo hệ thống điều khiển.

Nếu hệ thống sử dụng bus RS485, cần x ác minh thiết bị c ó hỗ trợ Modbus RTU hay kh ông, đồng thời kiểm tra địa chỉ truyền th ông, tốc độ baud v à định ngh ĩa c ác register của thiết bị n ày.

Trước khi mua, h ãy x ác nhận liệu thiết bị n ày cuối c ùng sẽ được kết nối với:

PLC;
DCS;
RTU;
thiết bị ghi dữ liệu;
cổng Io T;
hệ thống SCADA hay kh ông.

Đừng đợi đến khi thiết bị đến hiện trường mới x ác định giao thức truyền th ông ph ù hợp.

16. Cần cung cấp những th ông số n ào để lựa chọn đồng hồ đo mức radar tần số cao?

Để ho àn tất việc lựa chọn đồng hồ đo mức radar tần số cao một c ách nhanh ch óng, khuyến nghị cung cấp ít nhất c ác th ông tin sau đ ây trong qu á tr ình mua sắm dự án:

Cần cung cấp những th ông số n ào để lựa chọn đồng hồ đo mức radar?

Để lựa chọn m ô h ình m áy đo mức radar một c ách ch ính x ác hơn, đề xuất cung cấp c àng nhiều th ông tin sau đ ây c àng tốt trong qu á tr ình tư vấn hoặc lựa chọn dự án:

Chất lỏng được đo v à phạm vi đo;

Tên chất lỏng được đo;
Phạm vi đo;
Chiều cao to àn bộ bồn chứa;
Đường k ính b ình chứa.

Điều kiện vận h ành của b ình chứa:

Nhiệt độ vận h ành b ình thường v à nhiệt độ tối đa;
Áp suất vận h ành b ình thường v à áp suất tối đa;
Có hiện tượng ch ân kh ông hay kh ông;
Có hiện tượng hơi nước hay kh ông;
Có hiện tượng bọt kh í hay kh ông;
Dễ xảy ra hiện tượng ngưng tụ hay kh ông.

Cấu tạo b ình chứa nội bộ;

Có lắp bộ khuấy hay kh ông;
Có đường ống nội bộ, cuộn sưởi, kết cấu đỡ hoặc c ác vật cản kh ác c ó mặt hay kh ông;
Các kết cấu c ó thể ảnh hưởng đến t ín hiệu c ó nằm gần vị tr í lắp đặt radar hay kh ông;

Phương ph áp lắp đặt v à kết nối;

Đường k ính cổng lắp đặt;
Kết nối ren hoặc kết nối mặt b ích;
Th ông số kỹ thuật của mặt b ích v à chỉ định áp suất, nếu c ó;
Khoảng c ách ước t ính giữa vị tr í lắp đặt v à th ành b ình hoặc cửa nạp.

Yêu cầu điện v à y êu cầu chức n ăng;

Điện áp cung cấp;
Tín hiệu đầu ra (v í dụ: 4–20 mA hoặc RS485 Modbus);
Có cần thiết phải c ó m àn h ình hiển thị cục bộ hay kh ông;
Có y êu cầu về cấu tr úc chống nổ hay kh ông;
Thiết bị c ó được sử dụng cho việc chuyển giao quản l ý, đo đếm kho h àng hay gi ám s át quy tr ình th ông thường hay kh ông.

Th ông tin địa điểm;
Nếu điều kiện cho ph ép, c ũng n ên cung cấp c ác t ài liệu sau:

Ảnh chụp hiện trường của bồn chứa;
Bản vẽ kết cấu bồn chứa;
Bản vẽ k ích thước cổng lắp đặt; Sơ đồ cấu tr úc b ình chứa b ên trong
.

– Th ông tin được cung cấp c àng đầy đủ, việc x ác định tần số radar ph ù hợp, loại ăng-ten, phạm vi đo, kết nối quy tr ình, vật liệu v à phương ph áp lắp đặt sẽ c àng dễ d àng hơn. Điều n ày gi úp giảm thiểu nguy cơ xuất hiện phản hồi giả, hiện tượng v ùng kh ông đo được hoặc t ín hiệu kh ông ổn định sau khi lắp đặt.

Đối với việc lựa chọn dự án sử dụng thiết bị đo mức bằng radar, METRAVON khuyến nghị bạn h ãy x ác nhận trước điều kiện thực tế tại hiện trường, sau đ ó x ác định tần số radar, loại ăng-ten, kết nối quy tr ình, phạm vi đo v à phương thức đầu ra.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Các tần số n ào thường được sử dụng cho c ác thiết bị đo mức radar tần số cao?

Các sản phẩm radar tần số cao thường được sử dụng trong c ác dự án c ông nghiệp hiện nay bao gồm 26GHz v à xấp xỉ 80GHz Các m ô h ình.

Trong c ác dự án mới,80GHz Công nghệ radar ng ày c àng được ứng dụng rộng r ãi trong c ác xe t ăng phức tạp v à k ích thước nhỏ nhờ ch ùm tia hẹp c ùng ăng-ten cỡ nhỏ.

Mẫu cụ thể vẫn cần được lựa chọn dựa tr ên điều kiện vận h ành thực tế.

Q2: Thiết bị đo mức radar 80GHz c ó tốt hơn mẫu 26GHz kh ông?

Điều n ày kh ông thể được x ác định một c ách đơn giản như vậy.

Một 80GHz Radar mang lại những ưu điểm nổi bật nhờ ch ùm tia hẹp, ăng-ten nhỏ v à khả n ăng ph ù hợp với c ác cấu tr úc nội bộ phức tạp.

Tuy nhi ên,26GHz Công nghệ radar l à một c ông nghệ đ ã trưởng th ành v à vẫn c ó thể cung cấp kết quả đo lường ổn định cho số lượng lớn bể chứa c ông nghiệp th ông thường.

Việc lựa chọn thiết bị n ên dựa tr ên điều kiện thực tế tại hiện trường chứ kh ông chỉ đơn thuần dựa tr ên tần số.

Câu hỏi Q3: Thiết bị đo mức bằng radar c ó thể đo được chất lỏng ăn m òn kh ông?

Có, tuy nhi ên cần lựa chọn ăng-ten ph ù hợp, phương thức nối v à vật liệu bịt k ín ph ù hợp t ùy theo loại m ôi chất.

Đối với axit, kiềm v à c ác h óa chất ăn m òn kh ác, vui l òng nhập t ên m ôi trường, nồng độ v à nhiệt độ quy tr ình trước khi chọn mẫu thiết bị.

Q4: Thiết bị đo mức bằng c ông nghệ radar c ó thể được sử dụng trong bể xử l ý nước thải kh ông?

Có.

Đối với c ác bể xử l ý nước thải, bể c ân bằng v à bể lưu trữ nước thải c ông nghiệp, c ông nghệ radar kh ông tiếp x úc c ó thể gi úp giảm thiểu c ác vấn đề ph át sinh từ việc tiếp x úc trực tiếp giữa cảm biến v à nước thải.

Nếu c ó hiện tượng bọt nước mạnh, cần th ông b áo r õ trước.

Q5: Có thể sử dụng thiết bị đo mức radar khi c ó m áy khuấy kh ông?

Có.

Nên sử dụng m áy đo radar c ó ch ùm tia tương đối hẹp. Vị tr í lắp đặt cần được lựa chọn cẩn thận sao cho ch ùm tia ch ính tr ánh được trục v à c ác c ánh khuấy.

Một 80GHz Radar thường ph ù hợp hơn cho c ác cấu tr úc b ên trong phức tạp.

Câu hỏi 6: Thiết bị đo mức bằng radar c ó thể được sử dụng trong b ình ch ân kh ông kh ông?

Nhiều loại thiết bị radar c ó thể được sử dụng trong m ôi trường ch ân kh ông.

Tuy nhi ên, t ính ph ù hợp c ũng phụ thuộc v ào chỉ số áp suất qu á tr ình v à cấu tr úc k ín của thiết bị cụ thể.

Các gi á trị áp suất qu á tr ình tối thiểu v à tối đa phải được cung cấp trong qu á tr ình mua sắm.

Q7: Thiết bị đo mức bằng radar c ó bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi mật độ của m ôi trường hay kh ông?

Radar đo trực tiếp khoảng c ách giữa bề mặt m ôi trường v à ăngten; thiết bị n ày kh ông t ính to án mức chất lỏng dựa tr ên áp suất thủy t ĩnh. Do đ ó, sự thay đổi mật độ của m ôi trường thường kh ông g ây ra c ác vấn đề b ù trừ mật độ tương tự như trong c ác hệ thống đo mức dựa tr ên áp suất.

Tuy nhi ên, đặc t ính điện m ôi của m ôi trường lại ảnh hưởng đến cường độ t ín hiệu phản hồi radar.

Q8: Thiết bị đo mức radar th ông thường c ó thể được sử dụng cho ph ép đo trong qu á tr ình chuyển giao t ài sản được kh ông?

Điều n ày kh ông thể x ác định chỉ dựa tr ên độ ch ính x ác của một thiết bị đo lường quy tr ình th ông thường.

Nếu dữ liệu mức chất lỏng sẽ được sử dụng cho việc chuyển giao h àng h óa hoặc đo lường ch ính x ác cao tại khu chứa, cần lựa chọn hệ thống radar đo lường bể đ áp ứng c ác y êu cầu về đo lường v à chứng nhận của dự án.

Q9: Liệu bể c ó m ái che nổi c ó phải sử dụng radar s óng dẫn hướng kh ông?

Kh ông.

Tùy theo cấu tr úc cụ thể, bể c ó m ái nổi c ó thể sử dụng giếng ổn định, ống dẫn hướng hoặc giải ph áp radar đo mực nước chuy ên dụng cho bể.

Việc đo bằng radar trong kh ông gian tự do b ên trong giếng ổn định kh ông thuộc c ùng một c ông nghệ với radar s óng dẫn hướng.

Q10: Ba th ông số quan trọng nhất khi lựa chọn đồng hồ đo mức radar tần số cao l à g ì?

Nếu ban đầu chỉ c ó thể cung cấp ba th ông số, c ác th ông số sau đ ây được khuyến nghị:

Chất liệu đo;
Chiều cao bể v à phạm vi đo;
Nhiệt độ v à áp suất trong qu á tr ình vận h ành.

Tuy nhi ên, việc lựa chọn thiết bị kỹ thuật một c ách đ áng tin cậy c ũng đ òi hỏi phải x ác nhận th êm về đường k ính bồn chứa, hệ thống kết nối lắp đặt, hơi nước, bọt kh í, cấu tr úc b ên trong v à t ín hiệu đầu ra.

Kết luận

Việc ph ân loại v à lựa chọn thiết bị đo mức radar tần số cao kh ông thể chỉ dựa v ào phạm vi đo; đồng thời c ũng kh ông n ên cho rằng tần số c àng cao th ì lu ôn tốt hơn.

Từ g óc độ ứng dụng kỹ thuật, c ác thiết bị đo mức radar c ó thể được ph ân loại theo tần số hoạt động, nguy ên l ý đo lường, cấu tr úc ăng-ten v à cấp độ ứng dụng.Máy radar 26 GHz

26GHz Radar l à một c ông nghệ đ ã được ph át triển ho àn thiện, ph ù hợp cho nhiều dự án đo lường c ông nghiệp th ông thường ở quy m ô lớn.

80GHz Hệ thống radar sở hữu ch ùm tia hẹp, độ định hướng tốt v à ăng-ten k ích thước nhỏ. Thiết bị n ày đặc biệt ph ù hợp với c ác bồn chứa c ó h ình dạng hẹp, c ác đường nối quy tr ình c ó k ích thước nhỏ, c ũng như c ác bồn chứa phức tạp chứa đường ống, thiết bị khuấy v à c ác vật cản kh ác.

— gồm ăng-ten h ình loa, ăng-ten thấu k ính, ăng-ten phẳng v à ăng-ten parabol — mỗi loại đều c ó những điều kiện ứng dụng ri êng biệt. Hiệu suất của ch úng kh ông thể được đ ánh gi á chỉ dựa tr ên h ình thức b ên ngo ài.

Đối với c ác khu chứa bồn quy m ô lớn, c ác bồn chứa c ó m ái nổi v à c ác dự án chuyển giao bồn chứa, cần phải xem x ét th êm c ác yếu tố như giếng ổn định, độ ch ính x ác của hệ thống đo lường v à c ác ti êu chuẩn dự án li ên quan.

Tr ình tự lựa chọn đ úng cho thiết bị đo mức radar tần số cao l à:

– Chất liệu đo → Cấu tạo bể chứa → Phạm vi đo → Nhiệt độ v à áp suất → Kh í hơi v à bọt → Rào cản b ên trong → Kết nối lắp đặt → Tần số radar → Loại ăng-ten → Tín hiệu đầu ra.

Đối với c ác dự án gi ám s át li ên tục mức chất lỏng trong c ông nghiệp – bao gồm qu á tr ình chế biến h óa chất, xử l ý nước, xử l ý nước thải, bể chứa, thiết bị phản ứng v à c ác ứng dụng kh ác –METRAVON Có thể lựa chọn v à cấu h ình c ác thiết bị đo mức radar tần số cao t ùy theo loại m ôi trường, phạm vi đo, k ích thước bể, nhiệt độ, áp suất, phương thức lắp đặt v à phương thức truyền th ông.