Cách lắp đặt bộ truyền mức radar: nguyên tắc, lưu ý và khử tín hiệu phản xạ giả

Các thiết bị truyền tín hiệu đo mức bằng radar sử dụng sóng điện từ để thực hiện việc đo mức liên tục đối với chất lỏng và chất rắn dạng khối. Radar không tiếp xúc không cần phải ngâm trong môi trường quy trình và được ứng dụng rộng rãi trong các bồn chứa công nghiệp, hệ thống xử lý nước, các quy trình hóa chất cũng như các silo chứa chất rắn dạng khối.

Độ ổn định của phép đo phụ thuộc vào việc lựa chọn thiết bị, vị trí lắp đặt, hình dạng của bình chứa, kích thước vòi phun, điều kiện nạp đầy và cấu trúc bên trong của thiết bị. Một vị trí lắp đặt được thiết kế hợp lý sẽ giảm thiểu các tín hiệu phản xạ cố định tại nguồn phát, từ đó đơn giản hóa quá trình xử lý tín hiệu trong các bước tiếp theo. Do đó, việc lắp đặt cần được thực hiện dựa trên góc tia, thiết kế ăng-ten và các yêu cầu kỹ thuật của mẫu radar đã được lựa chọn.

1. Những nội dung nào cần được xác nhận trước khi lắp đặt máy truyền mức radar?

Trước khi lắp đặt, cần xác định rõ môi chất công nghệ, khoảng cách đo tối đa, nhiệt độ công nghệ, áp suất công nghệ, hình dạng của bình chứa hoặc silo, cũng như các kết nối công nghệ yêu cầu. Nếu bình chứa đang được vận hành, phải tuân thủ các quy trình an toàn tại hiện trường trước khi mở bất kỳ mặt bích, mối nối ren hay cổng kết nối công nghệ nào. Bình chứa phải được xả áp và được xác nhận là an toàn trước các môi chất có nguy cơ gây hại về nhiệt độ, độc hại, dễ cháy hoặc ăn mòn.

Xác nhận phạm vi đo;

Xác định khoảng cách tối đa từ điểm lắp đặt radar đến mức thấp nhất được dự kiến;

Xác nhận chế độ trung bình

Các chất lỏng, hỗn dịch, bột, hạt và chất rắn dạng khối có đặc tính phản xạ khác nhau.

Xác nhận nhiệt độ và áp suất.

Các điều kiện vận hành phải nằm trong giới hạn định mức của mô hình đã chọn.

Kiểm tra cấu trúc bên trong.

Xác định các thiết bị khuấy, dầm, cuộn dây, thang, ống dẫn và các điểm nạp trước khi chọn vị trí lắp đặt.

2.Thiết bị truyền tín hiệu mức radar nên được lắp đặt ở đâu?

Radar không tiếp xúc thường được lắp đặt ở đỉnh của bồn chứa hoặc silo. Vị trí ưu tiên này đảm bảo đường đo rõ ràng đến bề mặt vật liệu, đồng thời giảm thiểu các cấu trúc cố định nằm trong chùm tia radar chính.

Khoảng cách từ thành thiết bị phải được xác định dựa trên đường kính thiết bị, góc chùm tia radar và cấu trúc hình học bên trong của thiết bị. Các tần số và thiết kế ăng-ten khác nhau sẽ có đặc tính chùm tia khác nhau, do đó khoảng cách lắp đặt cần tuân thủ các yêu cầu cụ thể của từng mẫu thiết bị. Chùm tia hẹp80GHzRadar thường mang lại khả năng lắp đặt linh hoạt hơn trong các thiết bị phức tạp hoặc trong các ứng dụng gần thành thiết bị.

Tránh việc điền các luồng chất lỏng;

Các hạt rắn rơi xuống, chất lỏng đi vào và các luồng chất lỏng có thể gây tắc nghẽn bề mặt thực tế, dẫn đến hiện tượng hồi âm không ổn định;

Tránh các vật cản lớn.

Các thiết bị khuấy, thanh dẫn sóng, thang, ống dẫn và cuộn dây gia nhiệt có thể tạo ra các phản xạ giả cố định.

– Kiểm soát hiện tượng phản xạ trên tường:

– Chọn vị trí lắp đặt phù hợp với góc nghiêng của thanh dẫn sóng và hình dạng thiết bị chứa.

– Hướng thiết bị về phía một bề mặt đại diện.

– Đối với các ứng dụng chất lỏng, thiết bị thường được lắp đặt theo hướng thẳng đứng; đối với các vật thể rắn, cần xem xét góc nghỉ.

– 3. Liệu trung tâm của bồn chứa có phải là vị trí lắp đặt phù hợp hay không?

Việc lắp đặt tại tâm có phù hợp hay không phụ thuộc vào hình dạng của bình chứa, góc chùm tia của ăng-ten và thiết kế hệ thống radar. Trong một số bình chứa hình trụ, cấu trúc đối xứng có thể tạo ra nhiều phản xạ mạnh quanh tâm; do đó, các thiết kế radar có góc chùm rộng thường được lắp đặt lệch tâm.

: Các hệ thống radar tần số cao với góc chùm hẹp hiện nay mang lại sự linh hoạt cao hơn trong lắp đặt, và việc lắp đặt tại tâm cũng có thể được áp dụng trong một số trường hợp cụ thể.Vị trí cuối cùng phải tuân theo hình dạng của thiết bị và các yêu cầu lắp đặt của mẫu thiết bị đã được lựa chọn.

4. Cách xác định vị trí của dấu chỉ hướng mặt bích như thế nào?

Một số thiết bị phát ra tín hiệu radar có tích hợp dấu định hướng trên mặt bích, đầu nối ren hoặc vỏ máy, do ăng-ten có hướng phân cực được xác định rõ. Tùy theo thiết kế sản phẩm, dấu định hướng này có thể cần được căn chỉnh theo thành tàu, cửa giếng ổn định hoặc đầu nối vòng vượt.

Dấu định hướng này cần được đặt đúng theo hướng dẫn lắp đặt của từng mẫu thiết bị cụ thể, nhằm đảm bảo hướng phân cực của ăng-ten phù hợp với hình dạng cấu trúc của tàu, đồng thời giảm thiểu các hiện tượng phản xạ cố định.

5. Cần lưu ý những điểm gì khi lắp đặt bằng kiểu ren hoặc kiểu mặt bích?

Các kiểu nối ren và nối vành đều được sử dụng rộng rãi cho các thiết bị truyền mức radar. Sau khi lắp đặt, ăngten cần được duy trì đúng hướng định hướng yêu cầu, đồng thời hệ thống nối quy trình phải đảm bảo khả năng bịt kín phù hợp với môi chất quy trình, cũng như điều kiện nhiệt độ và áp suất.

000000 Đối với các mẫu thiết bị có yêu cầu về định hướng, hướng của ăngten có thể được tối ưu hóa trong quá trình vận hành thử bằng cách theo dõi đường cong phản hồi hoặc cường độ phản hồi.Mọi thao tác điều chỉnh bằng mặt bích hoặc ren đều phải được thực hiện trong điều kiện quy trình an toàn và tuân thủ đúng quy trình bảo trì tương ứng.

6. Cần lưu ý những điểm gì khi lắp đặt radar trên vòi phun?

Các thiết bị phát radar thường được lắp đặt trên vòi phun quy trình ngắn tại đỉnh của thiết bị chứa. Vòi phun này trở thành một phần của đường truyền tín hiệu radar. Nếu vòi phun quá dài, quá hẹp hoặc đặt ăngten quá sâu bên trong, có thể gây ra các hiện tượng phản xạ bổ sung, làm giảm cường độ hồi âm hữu dụng.

Kích thước của vòi phun cần được lựa chọn phù hợp với kích thước ăngten, tần số hoạt động và loại radar cụ thể.Cấu trúc vòi phun phù hợp giúp cải thiện quá trình lan truyền chùm tia và giảm thiểu hiện tượng phản xạ cố định từ thành vòi phun.

– 7. Làm thế nào để lắp đặt hệ thống radar trong silo chứa vật liệu dạng khối?

Các vật liệu rắn dạng khối thường tạo thành bề mặt có độ dốc và có thể gây ra các đống vật liệu di chuyển, bụi và hình dạng không đều trong quá trình nạp liệu. Do đó, việc lắp đặt radar cần được thực hiện dựa trên hướng nạp liệu, góc nghiêng của vật liệu và cấu trúc bên trong silo.

Radar thường được đặt tại vị trí cho phép phản ánh đúng mức chất liệu trung bình, đồng thời vẫn nằm ngoài luồng nạp liệu chính.Các silo có kích thước lớn hoặc chiều cao lớn có thể sử dụng mặt bích có thể điều chỉnh hoặc cơ chế định hướng nhằm hướng chùm tia radar về phía khu vực đo lường được ưu tiên.

Bởi vì80GHzHệ thống radar tạo ra chùm tia hẹp, do đó thường mang lại lợi thế lắp đặt trong các silo có dầm kết cấu, các đặc điểm của tường hoặc bề mặt vật liệu phức tạp. Nồng độ bụi, phạm vi đo và độ phản xạ của vật liệu vẫn cần được xem xét khi lựa chọn hệ thống này.

. Những chướng ngại vật bên trong ảnh hưởng như thế nào đến kết quả đo lường bằng radar?

Tín hiệu radar có thể bị phản xạ không chỉ bởi bề mặt quy trình mà còn bởi thành bình, các chùm tia, thiết bị khuấy, cuộn dây gia nhiệt, thang và các cấu trúc kim loại khác. Những tín hiệu phản hồi cố định mạnh có thể gây nhiễu, làm ảnh hưởng đến việc xác định tín hiệu mức thực tế.

– Thiết kế lắp đặt nên đặt các cấu trúc cố định chính ra ngoài vùng chùm tia chính khi điều kiện cho phép. Nếu một số cấu trúc không thể tránh khỏi, có thể áp dụng các chức năng triệt tiêu tín hiệu phản hồi giả hoặc chức năng học tín hiệu phản hồi nhằm tối ưu hóa thêm kết quả đo lường.

9.Kéo chế độ phản hồi giả là gì?

Tức chế tiếng vang giả là một chức năng thiết lập phổ biến trên các bộ truyền mức radar thông minh hiện đại. Trong quá trình thiết lập, thiết bị có thể ghi lại các tín hiệu phản xạ phát sinh từ các cấu trúc nội bộ cố định và giảm thiểu ảnh hưởng của chúng trong chế độ vận hành bình thường.

Cần xác định rõ độ cao thực tế của lớp vật liệu trong quá trình học tiếng vang, đồng thời cấu hình phạm vi học một cách phù hợp để đảm bảo tín hiệu phản xạ thực sự từ vật liệu không bị ghi lại dưới dạng tín hiệu nhiễu cố định.Việc triệt tiêu tiếng vang giả nên được thực hiện dựa trên vị trí lắp đặt phù hợp.

10. Liệu bọt xốp, chuyển động bề mặt và sự rung động có ảnh hưởng đến radar không?

Khối xốp, sự dịch chuyển bề mặt mạnh và hiện tượng khuấy trộn có thể làm thay đổi độ mạnh và độ ổn định của tín hiệu hồi âm radar. Radar thường có khả năng thích ứng tốt trước những biến thiên về nhiệt độ không khí và điều kiện pha khí; tuy nhiên, tình trạng bề mặt quá trình vẫn cần được xem xét kỹ lưỡng trong giai đoạn lựa chọn và vận hành ban đầu.

: Khối xốp dày có thể hấp thụ hoặc phản xạ một phần tín hiệu radar. Hiệu quả này phụ thuộc vào độ dày của khối xốp, hàm lượng nước, đặc tính của môi trường, tần số radar và thiết kế ăng-ten.Các ứng dụng liên quan đến bọt khí dai dẳng có thể được đánh giá bằng cách sử dụng các tần số radar khác nhau, radar sóng dẫn hướng hoặc các công nghệ tiên tiến khác.

Đối với các bề mặt được khuấy mạnh, thiết bị radar cần được lắp đặt cách xa các thiết bị khuấy và các vùng va chạm tại cửa vào, đồng thời cấu hình hệ thống giảm chấn và lọc phù hợp với đáp ứng quy trình yêu cầu.

11. Tại sao việc đo lường các môi chất có hằng số điện môi thấp lại khó khăn hơn?

Cường độ hồi âm của radar liên quan đến đặc tính điện môi của môi chất.Các vật liệu có hằng số điện môi thấp thường tạo ra hiện tượng phản xạ bề mặt yếu hơn, do đó đòi hỏi phạm vi động radar phù hợp cùng khả năng xử lý tín hiệu tương ứng.

Khi mức chất lỏng ở trạng thái rất thấp, một phần năng lượng radar có thể vẫn truyền qua chất lỏng có hằng số điện môi thấp và tạo ra hiện tượng phản xạ từ đáy bồn chứa. Kết quả đo đạc thực tế phụ thuộc vào các đặc tính điện môi của chất lỏng, độ sâu chất lỏng, hình dạng đáy bồn chứa và thuật toán xử lý tín hiệu radar.

12. Vì sao đáy bồn chứa hình nón hoặc có dạng cong lại cần được quan tâm đặc biệt?

Đáy bình có dạng hình nón, cong hoặc các dạng không đều khác có thể làm thay đổi hướng phản xạ của tín hiệu radar. Khi mức chất lỏng tiến gần đến đáy bình, cường độ tương đối giữa tín hiệu phản xạ từ bề mặt chất lỏng và tín hiệu phản xạ từ đáy bình có thể thay đổi, do đó đặc tính đo lường ở mức chất lỏng rất thấp có thể khác biệt so với các mức vận hành thông thường.

Trong quá trình vận hành thử, chiều cao bồn chứa, điểm gốc và các thông số liên quan của bồn chứa cần được thiết lập chính xác. Trong trường hợp quy trình yêu cầu hệ thống bảo vệ độc lập ở mức rất thấp, có thể sử dụng một công tắc mức riêng biệt làm lớp bảo vệ bổ sung, song song với hệ thống đo lường radar liên tục.

13. Khi nào nên sử dụng giếng ổn định, buồng chuyển hướng hoặc radar sóng dẫn hướng?

: Trong các ứng dụng có cấu trúc bên trong phức tạp, có chuyển động bề mặt mạnh hoặc chịu các ràng buộc lắp đặt đặc thù, có thể sử dụng giếng ổn định, buồng chuyển hướng hoặc radar sóng dẫn hướng tùy theo điều kiện vận hành của quy trình.

– Giếng ổn định:

– Phù hợp cho các ứng dụng chất lỏng được lựa chọn kỹ lưỡng, nơi yêu cầu đường truyền tín hiệu đo lường ổn định hơn. Đường kính ống, thiết kế cửa mở và tính tương thích với thiết bị radar cần được đảm bảo phù hợp.

– buồng vòng quanh;

– phù hợp cho các bình quy trình được lựa chọn, cho phép tách riêng vùng đo khỏi hiện tượng chuyển động bề mặt nghiêm trọng trong bồn chính.

Radar sóng dẫn

dẫn hướng tín hiệu radar dọc theo một thanh hoặc cáp, phù hợp cho các ứng dụng được lựa chọn từ loại xốp, lớp tiếp giáp, môi trường điện môi thấp và hệ thống vòng nối tắt.

Các giếng ổn định, buồng vòng nối tắt và hệ thống radar sóng dẫn có các điều kiện ứng dụng khác nhau; cần được lựa chọn dựa trên độ nhớt, khả năng tích tụ, nhiệt độ quy trình, áp suất và yêu cầu bảo trì.

14.Ngoài ra, cần lưu ý những yếu tố nào khác khi lắp đặt hệ thống radar ngoài trời?

Việc lắp đặt ngoài trời đòi hỏi phải chú ý đến việc bảo vệ vỏ bọc, định hướng đường đi cáp, đảm bảo an toàn điện, cũng như lựa chọn vị trí đo phù hợp. Các khớp nối cáp phải tương thích với đường kính cáp và được siết chặt đúng cách. Nên sử dụng vòng dẫn nước cho việc lắp đặt cáp ngoài trời nhằm giảm thiểu nguy cơ nước mưa lan dọc theo cáp đến thiết bị đo.

Trong trường hợp yêu cầu bởi điều kiện môi trường, vỏ bọc radar có thể được trang bị lớp che chắn phù hợp hoặc các biện pháp bảo vệ cơ học.Các khu vực có nguy cơ xảy ra sét cần được trang bị hệ thống nối đất phù hợp và giải pháp bảo vệ chống xung điện, như một phần trong thiết kế hệ thống điện tại hiện trường.

15. Danh sách kiểm tra lắp đặt thiết bị truyền tín hiệu mức radar: Mục kiểm tra

: Câu hỏi thường gặp;

: Câu hỏi 1: Thiết bị truyền tín hiệu đo mức bằng radar nên được lắp đặt cách thành bồn bao xa?

A1: Khoảng cách yêu cầu phụ thuộc vào tần số radar, góc chùm tia của ăng-ten, đường kính tàu và các cấu trúc bên trong. Với chùm tia hẹp80GHzRadar thường mang lại độ linh hoạt cao hơn trong việc lắp đặt gần bề mặt tường. Khoảng cách cuối cùng cần tuân thủ các yêu cầu lắp đặt của mẫu thiết bị đã được lựa chọn.

Q2: Có thể lắp đặt thiết bị truyền tín hiệu mức radar tại trung tâm bồn chứa hay không?

A2: Tính phù hợp của việc lắp đặt ở vị trí trung tâm phụ thuộc vào hình dạng cấu trúc của tàu và thiết kế của thiết bị radar.Các bồn trụ đối xứng có thể tạo ra nhiều lần phản xạ, trong khi hệ thống radar chùm tia hẹp hiện đại có thể hoạt động hiệu quả trong các ứng dụng được lựa chọn với thiết bị đặt ở vị trí trung tâm.

Q3: Thiết bị radar có nên luôn được lắp đặt vuông góc với bề mặt chất lỏng không?

A3: Trong các ứng dụng chất lỏng thông thường, ăng-ten nên được hướng trực tiếp về phía mặt phẳng trung bình của chất lỏng. Đối với các ứng dụng trong môi trường chất lỏng và vật rắn, cần xem xét góc nghỉ, vị trí đổ đầy và hướng chùm tia yêu cầu.

Q4: Tại sao vị trí lắp đặt thiết bị nên tránh điểm đổ đầy?

A4: Các hạt rắn rơi xuống hoặc chất lỏng đi vào có thể xâm nhập vào chùm tia radar, gây che khuất bề mặt quy trình thực tế, dẫn đến hiện tượng phản xạ không ổn định. Vị trí lắp đặt ưu tiên thường là ở phía ngoài dòng chất lỏng đang được nạp.

Q5: Khi lắp đặt radar trên vòi phun dài, cần lưu ý những điểm gì?\n

A5: Đường kính và chiều dài của vòi phun phải tuân thủ các yêu cầu của từng mẫu radar cụ thể. Một thiết kế vòi phun phù hợp sẽ giúp giảm thiểu các hiện tượng phản xạ phụ và duy trì cường độ tín hiệu hồi âm hữu dụng.\n

\nQ6: Làm thế nào để lựa chọn loại radar phù hợp cho các ứng dụng sử dụng bọt?\n

\nA6: Việc lựa chọn cần dựa trên độ dày lớp bọt, hàm lượng nước, đặc tính của môi trường quy trình và tần số hoạt động của radar.Hiện tượng bọt xốp dày dai dẳng có thể đòi hỏi việc so sánh giữa các tần số radar khác nhau, radar sóng dẫn hướng hoặc các công nghệ tiên tiến khác.

Q7: Việc học từ tín hiệu phản hồi giả hữu ích trong trường hợp nào?

A7: Điều này có lợi khi các thanh sóng, ống dẫn hoặc các cấu trúc cố định khác không thể tránh được tạo ra hiện tượng phản xạ. Việc học phản hồi giả nên được thực hiện sau khi thiết bị đã được lắp đặt ở vị trí phù hợp.

Q8: Thiết bị radar đặt trong silo dạng khối đặc có cần được nghiêng không?

A8: Điều này phụ thuộc vào hình dạng cấu trúc của silo và đặc tính bề mặt vật liệu. Đối với các silo lớn hoặc có bề mặt dốc đáng kể, có thể sử dụng hệ thống lắp đặt có thể điều chỉnh để tối ưu hóa hướng tia sóng.

– Kết luận

Tính ổn định trong việc đo mức radar trong thời gian dài phụ thuộc vào vị trí lắp đặt, góc tia, kích thước vòi phun, cấu trúc bên trong, độ phản xạ của môi trường và các thông số vận hành ban đầu. Do đó, khoảng cách từ thiết bị đến thành thiết bị, hướng của mặt bích và kích thước vòi phun cần được xác định phù hợp với tần số hoạt động, thiết kế ăng-ten cũng như các yêu cầu lắp đặt của mẫu radar đã được lựa chọn.

Thiết kế lắp đặt cần xác định rõ đường đo lường và đảm bảo các luồng chất lỏng, thiết bị khuấy trộn cũng như các cấu trúc cố định chính được đặt ra ngoài dầm chính, nếu điều kiện cho phép. Những hiện tượng phản xạ cố định còn tồn tại có thể được kiểm soát thêm thông qua kỹ thuật triệt tiêu tiếng phản xạ giả. Trong giai đoạn lựa chọn, cần xem xét các yếu tố sau: lớp bọt, môi chất có hằng số điện môi thấp, bề mặt chất rắn dạng khối và hình dạng đáy bồn.

METRAVONCác sản phẩm đo mức bằng radar có thể được lựa chọn và cấu hình dựa trên loại môi chất trong quy trình, phạm vi đo, hình dạng của bình chứa, nhiệt độ quy trình, áp suất quy trình, loại bọt, bụi, hiện tượng ngưng tụ cũng như giao diện đầu ra yêu cầu, nhằm cung cấp giải pháp đo mức ổn định, tương thích và có khả năng mở rộng cho các bồn công nghiệp, bình chứa quy trình và silo chứa vật liệu dạng rắn.