Radarski mjerači nivoa su mjerni instrumenti zasnovani na principu vremena{0}}-vremena leta. Sa svojim prednostima beskontaktnog mjerenja, jakim anti-mogućnostima protiv smetnji, visokom preciznošću, niskim održavanjem i dugim vijekom trajanja, oni su postepeno postali poželjna oprema u mnogim scenarijima mjerenja nivoa tečnosti.
Radarski mjerači nivoa dolaze u frekvencijama kao što su 6GHz, 26GHz, 80GHz i 120GHz. Uopšteno govoreći, radarski mjerači nivoa se također mogu podijeliti na visoko-i niskofrekventne-vrste. 26G i 80G radarski mjerači nivoa su dva uobičajena tipa. Glavne razlike između 26G i 80G radarskih mjerača nivoa leže u njihovoj frekvenciji modulacije, talasnoj dužini, tačnosti mjerenja, rezoluciji i slijepoj zoni. Općenito, višefrekventni radarski mjerači nivoa su skuplji.
Frekvencija modulacije i talasna dužina
Mikrotalasi se odnose na opseg elektromagnetnih talasa sa frekvencijama od 300MHz do 300GHz, sa odgovarajućim talasnim dužinama od 1mm do 1m. Elektromagnetski spektar uključuje tri opsega: decimetarske talase (frekvencijski opseg 300MHz-3GHz), centimetarske talase (frekvencijski opseg 3~30GHz) i milimetarske talase (frekvencijski opseg 30~300GHz).
Odnos između talasne dužine i frekvencije (c=λf, gdje je c brzina svjetlosti) je sljedeći:
26G radarski mjerači nivoa:
Frekvencija modulacije je uglavnom između 24 i 26 GHz, talasna dužina je približno 11,5 mm, koja pripada centimetarskom talasnom opsegu.
80G radarski mjerači nivoa:
Frekvencija modulacije je uglavnom između 78 i 82 GHz, talasna dužina je približno 3,75 mm, koja pripada milimetarskom talasnom opsegu.
Preciznost i rezolucija mjerenja
Generalno, što je veća frekvencija (kraća talasna dužina) radara, to je veća njegova prostorna rezolucija.
26G radarski mjerač nivoa:
Ovo pripada pulsnom radaru (PTOF). Princip rada pulsnog radara je sličan "sonarnoj detekciji": jedinica za odašiljanje periodično emituje impulsne signale visoke{1}}izuzetno kratkog trajanja (obično na nivou nanosekunde). Nakon što impuls dostigne površinu medija i reflektuje se, prijemna jedinica bilježi vremensku razliku (Δt) između prijenosa i prijema, a zatim izračunava nivo tekućine koristeći formulu "udaljenost=(brzina svjetlosti × Δt) / 2". Njegov dizajn kola je relativno jednostavan i cijena je niska, ali je ograničena širinom impulsa, ima slijepu zonu na bliskom dometu (obično 0,3-1 m) i ima nisku rezoluciju dometa (općenito ±5 mm). Pogodan je za scenarije sa širokim rasponom mjerenja i niskim zahtjevima za preciznošću.
80G radarski mjerač nivoa:
Ovo pripada frekvencijsko{0}}moduliranom kontinuiranom talasnom radaru (FMCW). On emituje kontinuirani talasni signal frekvencije koja se linearno mijenja s vremenom, a frekvencija prijenosa ima pilasta ili trokutastu vezu s vremenom. Kada se primi eho signal, frekvencija prijenosa se promijenila. Nivo tečnosti se izračunava merenjem frekventne razlike (Δf) između emitovanih i odjeknutih talasa, koristeći svojstvo da je "Δf proporcionalan udaljenosti." Budući da koristi signale kontinuiranog talasa, FMCW radar ima malu slijepu zonu, rezoluciju dometa od ±1 mm i jače anti- mogućnosti protiv smetnji, efektivno razlikuju eho od površine tekućine i obližnjih prepreka. Međutim, njegovo kolo je složeno i njegova cijena je relativno visoka, što ga čini pogodnim za visoko{8}}precizne ili-cerijere mjerenja kratkog dometa.
Ugao snopa
Značajna prednost visoko{0}}mikrovalnih pećnica je njihov izuzetno mali ugao snopa. 80GHz radara koji obično ima ugao snopa od samo 3 stepena -5 stepeni, dok radar od 26GHz dostiže 10 stepeni -15 stepeni. U skučenim prostorima ili složenim uslovima sa preprekama, radar od 80 GHz može bolje da se fokusira na površinu tečnosti, smanjujući smetnje od zidova kontejnera ili drugih unutrašnjih struktura. Ova karakteristika ga čini izuzetno dobrim u malim rezervoarima za skladištenje ili kada je instaliran blizu zida rezervoara.
Antenna Type
Radar od 80 GHz obično koristi planarnu matričnu antenu. U poređenju sa antenom u obliku rog- koja se obično koristi u radaru od 26 GHz, ona ima veću otpornost na faktore smetnji kao što su prašina, para i kondenzacija, i može održati stabilan rad čak i u teškim uslovima. Na primjer, u uznemirenim uslovima, na površini tekućine mogu se pojaviti vrtlozi, pjena, prskanje, pa čak i lažni interfejsi, što postavlja izuzetno visoke zahtjeve za -mogućnost smetnji i fokusiranje signala mjerne opreme. 80GHz visoko- radar, sa svojom kratkom valnom dužinom, uskom tehnologijom, kombinuje prodiranje signala i jake karakteristike prodiranja signala, glavno rešenje za merenje nivoa tečnosti u rezervoarima sa mešanjem.
Kako odabrati između 80GHz i 26GHz?
Situacije u kojima se preferira radarski mjerač nivoa od 80 GHz:
Složeni procesi: Spremnik sadrži prepreke kao što su miješalice, grijaći zavojnici i ljestve.
Minijaturni kontejneri: reaktori, mali rezervoari za skladištenje, procesne posude (prečnik manji od 1 metar).
Karakteristike složenih medija: Tečnosti/čvrste materije koje su sklone peni, isparavanju koje dovodi do kondenzacije ili imaju niske dielektrične konstante.
Potrebna{0}}precizna mjerenja: Koristi se za obračun trgovanja, precizno doziranje itd.
Ograničeni uslovi ugradnje: Nedovoljna kratka dužina cevi ili nespremnost/nemogućnost ugradnje talasovoda.
Mjerenje čvrstog materijala, posebno čestica niske dielektrične konstante i praha.
Situacije u kojima se preferira radarski mjerač nivoa od 26 GHz:
Standardni veliki rezervoari za skladištenje: kao što su rezervoari, rezervoari za skladištenje sirove nafte, kanalizacioni bazeni, itd., sa jednostavnim unutrašnjim strukturama.
Ograničeni budžet i jednostavni uslovi rada bez posebnih izazova.
Mjerenje uobičajenih tekućina (voda, ulje, kiseline, alkalije, itd.) i suspenzija sa visokim dielektričnim konstantama.
Rezime
Općenito, radarski mjerači nivoa od 80 GHz, sa svojom superiornom sposobnošću fokusiranja i performansama protiv-smetanja, postaju poželjan izbor za sve veći broj primjena, posebno u procesnim industrijama i složenim radnim uvjetima. Oni smanjuju ukupne troškove životnog ciklusa kroz pametniju instalaciju i stabilnije mjerenje. U međuvremenu, radarski mjerači nivoa od 26 GHz, kao zrela i pouzdana tehnologija, još uvijek održavaju snažnu održivost u mnogim standardnim i jednostavnim primjenama mjerenja nivoa zbog svojih ekonomskih prednosti.
Radarski mjerači nivoa nisu nužno bolji što je frekvencija veća, niti su nužno lošiji što je frekvencija niža. Prilikom odabira, faktore kao što su složenost radnih uslova, zahtjevi za preciznošću, uvjeti ugradnje, karakteristike medija i budžet projekta treba sveobuhvatno razmotriti. Najprikladnija opcija je ona koja odgovara vašim uslovima rada.
