A radaros szintmérők a -repülési idő-elvén alapuló mérőműszerek. Az érintésmentes mérés előnyei, az erős interferencia-elhárító
A radarszintmérők 6 GHz, 26 GHz, 80 GHz és 120 GHz frekvenciájúak. Általánosságban elmondható, hogy a radarszintmérők nagy-frekvenciás és alacsony-frekvenciás típusokra is feloszthatók,. 26G és 80G radarszintmérők két gyakori típus. A 26G és 80G radaros szintmérők közötti fő különbségek a modulációs frekvenciában, hullámhosszukban, mérési pontosságukban, felbontásukban és vakzónájukban rejlenek. Általában a magasabb frekvenciájú radarszintmérők drágábbak.
Modulációs frekvencia és hullámhossz
A mikrohullámok az elektromágneses hullámok tartományát jelentik, amelyek frekvenciája 300 MHz és 300 GHz között van, és a megfelelő hullámhossz 1 mm és 1 m között van. Az elektromágneses spektrum három sávot foglal magában: deciméteres hullámokat (300 MHz-3 GHz frekvenciatartomány), centiméteres hullámokat (3-30 GHz-es frekvenciatartomány) és milliméteres hullámokat (30-300 GHz-es frekvenciatartomány).
A hullámhossz és a frekvencia közötti összefüggés (c=λf, ahol c a fénysebesség) a következő:
26G radaros szintmérők:
A modulációs frekvencia általában 24 és 26 GHz között van, a hullámhossz kb. 11,5 mm, ami a centiméteres hullámsávhoz tartozik.
80G radaros szintmérők:
A modulációs frekvencia általában 78 és 82 GHz között van, a hullámhossz kb. 3,75 mm, ami a milliméteres hullámsávhoz tartozik.
Mérési pontosság és felbontás
Általában minél nagyobb a radar frekvenciája (rövidebb a hullámhossza), annál nagyobb a térbeli felbontása.
26G radarszintmérő:
Ez az impulzusradarhoz (PTOF) tartozik. Az impulzusradar működési elve hasonló a „szonárérzékeléshez”: az adóegység időszakonként nagy-frekvenciás impulzusjeleket bocsát ki rendkívül rövid időtartammal (általában nanoszekundumos szinten). Miután az impulzus elérte a közeg felületét és visszaverődik, a vevő egység rögzíti az időkülönbséget (Δt) az adás és a vétel között, majd kiszámítja a folyadék szintjét a "távolság=(fénysebesség × Δt) / 2" képlet alapján. Áramköri kialakítása viszonylag egyszerű, költsége alacsony, de az impulzusszélesség korlátozza, vak zónája van a közelben (általában 0,3-1 m), és alacsony a tartomány felbontása (általában ±5 mm). Széles mérési tartománnyal és alacsony pontossági követelményekkel rendelkező forgatókönyvekhez alkalmas.
80G radarszintmérő:
Ez a frekvencia{0}}modulált folyamatos hullámú radarhoz (FMCW) tartozik. Idővel lineárisan változó frekvenciájú folytonos hullámjelet ad át, az átviteli frekvenciának pedig fűrészfog- vagy háromszöghullám-kapcsolata van az idővel. A visszhangjel vételekor az átviteli frekvencia megváltozott. A folyadékszintet az átvitt és a visszhangzott hullámok közötti frekvenciakülönbség (Δf) mérésével számítják ki, kihasználva azt a tulajdonságot, hogy "Δf arányos a távolsággal". Mivel folyamatos hullámjeleket használ, az FMCW radar kis vak zónával, ±1 mm-es hatótávolságú felbontással és erősebb interferencia-elhárító képességgel rendelkezik, hatékonyan megkülönböztetve a visszhangot a folyadék felszínétől és a közeli akadályoktól. Áramköre azonban összetett, költsége pedig viszonylag magas, így alkalmas nagy-pontosságú vagy rövid{9}} mérési forgatókönyvekre.
Nyalábszög
A nagy-frekvenciás mikrohullámok jelentős előnye a rendkívül kis sugárzási szögük, a . 80GHz-es radar sugárzási szöge általában csak 3 fok -5 fok, míg a 26 GHz-es radar eléri a 10 fok -15 fokot. Zárt térben vagy összetett, akadályokkal teli körülmények között a 80 GHz-es radar jobban tud fókuszálni a folyadék felületére, csökkentve a tartály falaiból vagy más belső szerkezetekből származó interferenciát. Ennek a tulajdonságának köszönhetően kivételesen jól teljesít kis tárolótartályokban vagy a tartály falához közel szerelve.
Antenna típusa
A 80 GHz-es radar általában síkmátrixantennát használ. A 26 GHz-es radarban általánosan használt kürt -alakú antennához képest erősebben ellenáll az olyan interferenciatényezőknek, mint a por, gőz és páralecsapódás, és még zord körülmények között is stabilan működik. Például felkavart körülmények között örvények, habok, fröccsenések, sőt hamis interfészek is előfordulhatnak a folyadék felületén, ami rendkívül magas követelményeket támaszt a mérőberendezés . 80GHz-es nagy-frekvenciás radar interferenciás képességével és jelfókuszálásával szemben, amely rövid hullámhosszúságú jelátviteli technológiával, erős jelátviteli technológiával, keskeny nyalábbal kombinálva vált. főáramú megoldás a folyadékszint mérésére kevert tartályokban.
Hogyan válasszunk 80 GHz és 26 GHz között?
Olyan helyzetek, amikor a 80 GHz-es radarszintmérőt részesítik előnyben:
Összetett folyamatok: A tartály akadályokat tartalmaz, például keverőket, fűtőspirálokat és létrákat.
Miniatűr tartályok: Reaktorok, kis tárolótartályok, technológiai tartályok (1 méternél kisebb átmérőjű).
Összetett közegjellemzők: Folyadékok/szilárd anyagok, amelyek hajlamosak habzásra, párolgásra, ami kondenzációhoz vezet, vagy alacsony dielektromos állandókkal rendelkeznek.
Nagy-precíziós mérés szükséges: Kereskedelmi elszámoláshoz, precíz adagoláshoz stb.
Korlátozott beépítési feltételek: Nem elég rövid csőhossz, vagy nem hajlandó/nem tud hullámvezetőket telepíteni.
Szilárd anyagok mérése, különösen alacsony dielektromos állandójú részecskék és porok.
Olyan helyzetek, amikor a 26 GHz-es radarszintmérőt részesítik előnyben:
Szabványos nagy tárolótartályok: például tározók, kőolajtároló tartályok, szennyvízmedencék stb., egyszerű belső szerkezetekkel.
Korlátozott költségkeret és egyszerű működési feltételek különösebb kihívások nélkül.
Közönséges folyadékok (víz, olaj, savak, lúgok stb.) és nagy dielektromos állandójú iszapok mérése.
Összegzés
Általánosságban elmondható, hogy a 80 GHz-es radarszintmérők kiváló fókuszálási képességükkel és interferencia-elhárító teljesítményükkel egyre több alkalmazásban válnak a preferált választássá, különösen a feldolgozóiparban és a bonyolult működési körülmények között. Az intelligensebb telepítés és a stabilabb mérés révén csökkentik a teljes életciklus-költséget. Eközben a 26 GHz-es radarszintmérők, mint kiforrott és megbízható technológia, gazdasági előnyeik miatt továbbra is erősen életképesek számos szabványos és egyszerű szintmérési alkalmazásban.
A radarszintmérők nem feltétlenül jobbak, minél magasabb a frekvencia, és nem feltétlenül rosszabbak, minél alacsonyabb a frekvencia. A kiválasztás során átfogóan figyelembe kell venni az olyan tényezőket, mint a munkakörülmények összetettsége, a pontossági követelmények, a telepítési feltételek, a média jellemzői és a projekt költségvetése. A legmegfelelőbb lehetőség az Ön munkakörülményeinek megfelelő.
