Radar sóng dẫn hay không tiếp xúc: Vai trò của điện môi khi lựa chọn

Radar sóng dẫn hay không tiếp xúc: Vai trò của điện môi khi lựa chọn

Cả hai công nghệ đều dùng phép đo điện từ, nhưng cách triển khai và đường truyền tín hiệu khác nhau. Radar sóng dẫn dẫn tín hiệu dọc đầu dò tiếp xúc với sản phẩm; radar không gian tự do phát sóng qua ăng-ten. Hãy so sánh đặc tính phản xạ, sự tiếp xúc của đầu dò, tải cơ học, lớp bám, định mức quá trình và kết quả cần đạt khi đo mặt phân cách hoặc bề mặt. Không có ngưỡng điện môi áp dụng chung hay sự bảo đảm rằng thiết bị hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi bọt.

Cùng nguyên lý vật lý, hai hình học khác nhau

Radar sóng dẫn, còn gọi là TDR hay phép phản xạ miền thời gian, phóng tín hiệu dọc đầu dò đường truyền. Trường điện từ mở rộng quanh vật dẫn, không bị giữ trong thanh kim loại đặc. Thay đổi môi chất xung quanh làm đổi trở kháng và có thể tạo tín hiệu phản xạ.

Mô hình lý tưởng của một ranh giới không tổn hao, không từ tính minh họa hệ số phản xạ biên độ. Đặc tính thực tế của sóng dẫn còn phụ thuộc vào hình học đầu dò, độ dẫn điện, thành phần tần số và tổn hao:

R = (√ε₁ − √ε₂) / (√ε₁ + √ε₂)

Dùng điện môi minh họa 1 và 80 cho hệ số biên độ lý tưởng khoảng -0.80, tương ứng khoảng 64% công suất phản xạ. Các giá trị giả định này không bảo đảm cho đầu dò thực hoặc phép đo vi sóng trong quá trình.

Với hằng số điện môi minh họa của sản phẩm là 2.1, hệ số phản xạ biên độ xấp xỉ -0.18 và công suất phản xạ khoảng 3.4%. Không coi giá trị tĩnh giả định này là tính chất đã được xác minh của mọi công thức dầu điêzen tại tần số vận hành.

Dẫn tín hiệu có thể cải thiện phản hồi dùng được trong một số nhiệm vụ phản xạ yếu, nhưng không loại bỏ suy hao hay chuyển mọi tín hiệu phản xạ nguyên vẹn. Thiết kế không gian tự do phù hợp cũng có thể đo một số sản phẩm phản xạ yếu. Đánh giá giới hạn thiết bị thực và bằng chứng.

Hằng số điện môi: con số ảnh hưởng lựa chọn

Thông tin về tính chất điện môi của sản phẩm có thể giúp đánh giá phản xạ, nhưng không phải là dữ liệu quyết định duy nhất. Cần xét cả độ dẫn điện, nhiệt độ, lớp bám, dải đo cần đạt và toàn bộ bố trí cơ khí.

Không loại mọi radar không gian tự do dưới điện môi hai theo một quy tắc chung. So sánh cấu hình phù hợp mục đích và bằng chứng thay vì bảng đạt/không đạt vật liệu chung.

Đo mặt phân cách và điều kiện bổ sung

Cấu hình sóng dẫn phù hợp có thể báo bề mặt trên và mặt phân cách dưới khi lớp trên truyền đủ tín hiệu và phân giải được cả hai phản hồi. Còn có nguyên lý đo mặt phân cách khác; sóng dẫn không độc quyền phép đo này.

Hệ số ranh giới lý tưởng minh họa độ tương phản, không bảo đảm khả năng đo mặt phân cách. Sản phẩm trên làm đổi thời gian truyền và suy hao, nên cấu hình có thể cần thông tin điện môi của nó cùng bề dày lớp và vùng đầu dò cho phép.

Phải đáp ứng ba điều kiện; dự án thất bại khi bỏ qua một trong số đó.

• Độ tương phản giữa các sản phẩm và khả năng truyền tín hiệu phù hợp. Dùng giới hạn của mẫu thiết bị đã chọn, không dùng một tỷ lệ hoặc mức chênh lệch hằng số điện môi áp dụng chung.
• Mặt phân cách xác định. Nhũ tương có thể là vùng chuyển tiếp thay vì một đường. Xác định ranh giới hoặc biên dạng cần và đánh giá thiết bị, lấy mẫu phù hợp; không khẳng định mọi nhũ tương đều không đo được.
• Đầu dò đủ dài để tới cả hai. Đầu dò phải đi qua cả hai lớp, không được dừng trong lớp trên. Đầu dò kết thúc trong dầu chỉ báo bề mặt dầu.

Radar bề mặt thông thường thường được quy định cho bề mặt phản xạ trên, không phải mặt phân cách ngập. Mọi tuyên bố đo lớp dưới cần thiết kế chuyên dụng và xác thực.

Khi nào đầu dò trở thành vấn đề?

Đầu dò tiếp xúc bổ sung vấn đề bảo trì và cơ khí vào đánh giá tín hiệu.

Lớp bám. Cặn có thể làm thay đổi trở kháng, gây suy hao tín hiệu hoặc tạo cầu nối qua khe hở của đầu dò. Ảnh hưởng cụ thể phụ thuộc vào thiết kế đầu dò và tính chất cặn. Hãy đánh giá khả năng làm sạch thực tế và hiệu năng chẩn đoán thay vì dùng một thứ hạng áp dụng chung.

Mài mòn. Chất rắn rơi và lực do vật liệu rời tác dụng có thể làm hỏng đầu dò hoặc giá đỡ. Kiểm tra dòng nạp, tải cơ và phương án neo cho phép. Đo không tiếp xúc tránh được đầu dò ngập hoặc treo nhưng vẫn cần bảo vệ va đập.

Ăn mòn và vệ sinh. Với cả hai công nghệ, xác minh toàn bộ vật liệu tiếp xúc và bố trí làm sạch. Thấu kính không tiếp xúc lắp ngang bằng vẫn có bề mặt, bộ phận làm kín và kết nối cần làm sạch, đánh giá phù hợp.

Loại đầu dò và công dụng

Hiệu năng bộ truyền sóng dẫn phụ thuộc đầu dò, và đầu dò được chọn theo sản phẩm, không theo phần điện tử.

Chọn đầu dò theo nhiệm vụ thực tế và hướng dẫn lắp đặt. Khoảng hở tối thiểu, chiều dài, cách định tâm và cách neo tùy thuộc từng mẫu thiết bị; không sao chép một quy tắc 100 mm áp dụng chung.

Khi nào radar không tiếp xúc vẫn là lựa chọn đúng?

Radar không tiếp xúc tránh đầu dò xuyên qua sản phẩm. Nó vẫn có thể gặp hơi, cặn và ăn mòn tại ăng-ten hoặc kết nối, và cần phản xạ cùng bố trí lắp phù hợp.

Những trường hợp nó có lợi thế rõ rệt gồm:

• Ứng dụng có yêu cầu vệ sinh và vô trùng. Đánh giá toàn bộ kết nối có thể làm sạch và bằng chứng cần thiết; chỉ riêng khớp kẹp hoặc mặt nhẵn không chứng minh đáp ứng yêu cầu vệ sinh.
• Chất rắn mài mòn và dạng hạt. Bỏ đầu dò tiếp xúc có thể giảm mài mòn trực tiếp, còn va đập và cặn trên ăng-ten vẫn cần xem xét.
• Sản phẩm nhớt, kết tinh hoặc polyme hóa. Đầu dò trở thành điểm khởi đầu cho sự tích tụ.
• Đo xa trong silo cao. So sánh dải đo thực tế của radar không tiếp xúc với các giới hạn về chiều dài đầu dò sóng dẫn, tải, khả năng tiếp cận và bảo trì.
• Bồn có cánh khuấy và kết cấu bên trong. Cả hai công nghệ đều có thể làm việc trong điều kiện này, nhưng radar không tiếp xúc tránh được nguy cơ đầu dò bị bó giẻ làm cong.

Câu hỏi thường gặp

Q1. Radar sóng dẫn có làm việc trong bọt không?

Có thể làm việc trong một số ứng dụng tạo bọt, nhưng trường không bị giữ trong đầu dò và bọt hoặc bám phủ vẫn có thể ảnh hưởng. Xác thực ranh giới được báo trong điều kiện quá trình thực.

Q2. Radar sóng dẫn có đo được mặt phân cách không?

Cấu hình phù hợp có thể đo mặt phân cách trong giới hạn lớp trên, bề dày và tín hiệu. Xác định rõ mọi ranh giới nhũ tương và đánh giá phương pháp đo biên dạng hoặc tham chiếu khác khi cần.

Q3. Đầu dò sóng dẫn có cần ống làm yên không?

Không phải lúc nào cũng cần. Đầu dò dẫn tín hiệu nhưng không làm giảm chuyển động của chất lỏng bằng tác động thủy lực như một bố trí làm yên. Kiểm tra khoảng hở, tải, sự trao đổi lưu chất giữa buồng và bình chứa cùng mọi giá đỡ cần thiết.

Q4. Chiều dài tối đa của đầu dò sóng dẫn là bao nhiêu?

Dùng giới hạn của mẫu thiết bị và đầu dò đã chọn. Chiều dài, tải, cách đỡ và vùng đo cho phép thay đổi theo cấu hình; một chiều dài thanh hoặc cáp chung không đủ làm thông số mua hàng.

Q5. Tích tụ trên đầu dò có ảnh hưởng số đo không?

Cặn có thể ảnh hưởng tín hiệu và kết quả đo, nhưng mức chịu đựng phụ thuộc hình học đầu dò và tính chất cặn. Xem làm sạch, tạo cầu và chẩn đoán thay vì mặc định mọi lớp bám đều buộc đổi công nghệ.

Q6. Bộ truyền sóng dẫn có dùng trong sản xuất thực phẩm và dược phẩm được không?

Đầu dò và kết nối phù hợp có thể dùng khi đáp ứng yêu cầu vật liệu, làm sạch, tiệt trùng và đánh giá phù hợp. Phương án không tiếp xúc cũng cần đánh giá toàn cụm tiếp xúc của nó.

Hướng dẫn kỹ thuật liên quan

• Cách quy định bộ truyền mức radar: 14 trường quyết định báo giá
• Tín hiệu đầu ra bộ truyền mức radar: Chọn đúng loại

Trao đổi ứng dụng đo lường của bạn với METRAVON