ما هو مقياس المستوى بالرادار
يبعث مقياس المستوى بالرادار موجات ميكروية نحو سطح سائل أو مادة صلبة ويقيس زمن عودتها. ولأن زمن المرور يتحوّل إلى مسافة، وتتحوّل هندسة الخزان إلى مستوى، فالجهاز يقيس من غير أن يلامس المحتوى. وهذا ما يجعله الجواب العملي في الخزانات التي تحمل مواد أكّالة، أو صحية، أو لزجة، أو ساخنة، وفي الصوامع التي يُبطل فيها الغبار جهازًا بصريًا أو ميكانيكيًا.
لا يُزعج الرادار ما يُزعج الموجات الصوتية: فالبخار، والأبخرة، والتطبّق الحراري، والضغط الجوي إلى حدّ كبير، لا تُغيّر سرعة القياس كما تُغيّر سرعة الصوت، ولهذا أزاح الرادار الأجهزة فوق الصوتية في كثير من مهام البخار والمكثّفات. والذي يؤثّر فيه هو مقدار ما يعود من طاقة الميكروويف، وهذا يعتمد أساسًا على الثابت العزلّي للمادة وعلى حال سطحها.
تحت العنوان نفسه عائلتان شائعتا الاستعمال. فرادار الفضاء الحرّ يشعّ من هوائي يركَّب في سقف الخزان ولا يلامس شيئًا. والرادار ذو الموجة المرشدة يرسل الإشارة على طول مجس ينفذ إلى المنتج، فيلائم الأوساط قليلة الثابت العزلّي، والخزانات الضيّقة، والأسطح المقلَّبة، على حساب مجس يلامس السائل ويستطيع المنتج أن يُغلّفه أو يوسّخه.
كيفية قياس مقياس المستوى بالرادار
الجهاز يقيس زمن المرور. تُرسَل نبضة قصيرة أو مسح ترددي، فتنعكس من السطح وتُستقبَل، والزمن المنقضي يعطي المسافة؛ والمستوى ينتج عن تلك المسافة وعن الموضع المعروف للمستوى المرجعي، ولهذا كان ارتفاع الخزان وأبعاد الفوهة جزءًا من المواصفة لا تفصيلًا موقعيًا.
قوّة الصدى تعتمد على الفارق في الثابت العزلّي بين المادة والفضاء فوقها. فمادة ثابتها العزلّي مرتفع تنعكس منها طاقة وافرة ويسهل رؤيتها، والمادة قليلة الثابت تردّ قليلًا من الطاقة، فينصرف الاختيار إلى مجس الموجة المرشدة أو إلى هوائي أكثر تركيزًا، وإلى أن تصل أكبر طاقة ممكنة من الطاقة المرسلة إلى السطح.
النصف الآخر من المسألة هو كل ما عدَا ذلك داخل الخزان: فريشة المقلِّب، وملف التسخين، والحاجز، وتيار الملء، والتكثّف على الهوائي، كلها يولّد انعكاسات خاصة به، والمستقبِل لا يستطيع أن يميّز صدى كاذبًا من صدى حقيقي بقوّته وحدها. وتحليل منحنى الصدى ورسم خريطته هما ما يكبت تلك الانعكاسات، وهما يعملان خيرًا حين يعرف المركِّب ما في الوعاء. ولهذا تُذكر التجهيزات الداخلية في طلب الاستفسار.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| مبدأ القياس | رادار الفضاء الحرّ أو الرادار ذو الموجة المرشدة | هل يلمس الجهاز الوسط، وكيف يتصرّف مع الانعكاسات الضعيفة والرغوة وتحرّك السطح. |
| شكل الهوائي أو المجس | قرني، أو عدسي، أو قضيب، أو كابل، بمقاسات مختلفة | زاوية الشعاع، وبالتالي كم من بنية الخزان الداخلية يقع داخل الشعاع ويستطيع أن يولّد صدى كاذبًا. |
| النطاق الترددي | نطاقات الرادار التي تُوفّرها عائلة الجهاز | كم يمكن تركيز الشعاع من هوائي بمقاس معيّن، وهو ما يهمّ في الأوعية الطويلة أو المعترضة. |
| الخرج والبروتوكول | 4-20 mA، وHART، وModbus، وغيرها من النواقل | ما الذي يقرأ المستوى، وهل يمكن إعداد الجهاز وتشخيصه عن بُعد. |
| التغذية والتوصيل | سلكان تعمل بطاقة الحلقة، أو أربعة أسلاك بتغذية منفصلة | هل تستطيع الحلقة القائمة تغذية الجهاز، وكم من الكابل يحتاجه التركيب. |
| وصلية العملية والمواد | سن برغي، أو شفة، أو وصلة صحية، مع مواد الأجزاء الملامسة للسائل | الملاءمة الميكانيكية، وطريقة الإحكام، والتوافق مع الوسط ومع التنظيف. |
| الغلاف وتصنيف المنطقة | مادة الهيكل، والحماية من الدخول، والموافقة للمنطقة الخطرة، والتصميم الصحي | أين يجوز تركيب الجهاز، وهل يمكن غسله أو تنظيفه في مكانه. |
| الإعداد والشاشة | شاشة مدمجة، أو إعداد عن بُعد، أو وصول بالبرنامج والاتصال اللاسلكي | جهد التشغيل التجريبي، وهل يحتاج أحد إلى قراءة قيمة عند الوعاء. |
كيفية اختيار مقياس المستوى بالرادار
| العامل | لماذا يحسم النتيجة | كيف تحسمه قبل الاستفسار |
|---|
| الثابت العزلّي للمادة | فهو الذي يحدّد كم من الطاقة يعود، وبالتالي هل يستطيع هوائي الفضاء الحرّ أن يرى السطح أصلًا | اذكر اسم المنتج والثابت العزلّي له إن كان معروفًا. ولا تفترض أن مادة تعكس حسنًا لأنها تبدو صلبة. |
| امتداد القياس، ومسافة التعتيم، وأدنى مستوى | أدنى المدى المستعمل وأعلاه يحدّدهما الهوائي والوصلية، لا ارتفاع الخزان وحده | اذكر ارتفاع الخزان وأدنى مستوى وأقصاه اللذين يجب قياسهما فعلًا، لا أبعاد الوعاء وحدها. |
| شكل الخزان وتجهيزاته الداخلية | المقلِّبات، والملفات، والحواجز، ونقاط الملء كلها تعكس، ولا بدّ من إخبار المستقبِل بما يتجاهله | أرسل رسمًا تخطيطيًا للوعاء وما بداخله، وبيّن أين يدخل خط الملء. |
| حال السطح | الرغوة، والأمواج، والتكثّف، والترسّب تُغيّر الصدى وقدرة الهوائي على الإرسال معًا | صف ما يفعله السطح في الخدمة، بما في ذلك أثناء الملء وأي مهمة رغوية. |
| الجو فوق المنتج | الأبخرة، والغبار، والضغط ودرجة الحرارة في الفضاء فوق السائل أو الصلب تؤثر في الهوائي وفي الإحكام | اذكر البخار أو الغبار الموجود، والضغط ودرجة الحرارة في الحيز البخاري. |
| وصلية العملية والمواد | فهو يثبّت الملاءمة الميكانيكية والتوافق، وكثيرًا ما يثبّت مقاس الهوائي الذي سيمرّ فعلًا من الفوهة | اذكر مقاس الفوهة ومعيارها، ومادة بناء الخزان. |
| الخرج، وتغذية الحلقة، والتكامل | الحلقة القائمة والنظام المستلِم يقرّران الخرج وترتيب التوصيل | سمِّ الجهاز الذي يقرأ المستوى، وهل تستطيع الحلقة تغذية الجهاز. |
| قابلية التنظيف وتصنيف المنطقة | فهذه تُغيّر الهيكل والوصلة، وفي المهمة الصحية تُغيّر سطح الهوائي أيضًا | اذكر اشتراطات الغسيل في المكان وتصنيف المنطقة. |
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن مقياس المستوى بالرادار، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يفصله عن الرادار |
| مقاييس المستوى فوق الصوتية | تستعمل الصوت بدل الميكروويف، وتكون أرخص في العادة. وسرعة الصوت تتغيّر مع الحرارة وتكوين البخار والضغط، فالبخار، والتطبّق، والتفريغ تُسقط القراءة بأساليب لا تمسّ الرادار. وحيث لا شيء من ذلك موجود كان فوق الصوتي كثيرًا الخيار الأوفر. |
| مرسلات المستوى بالرادار | المبدأ الراداري نفسه على طول مجس بدل الهواء، فتستقرّ القراءة على المنتجات قليلة الثابت العزلّي، وفي الأوعية الضيّقة، وعلى الأسطح المقلَّبة. وهو يحتاج مجس يلامس السائل، فيصير التغليف والتوسّخ اعتبارين جديدين. |
| حسّاسات المستوى السعوية | تقيس تغيّر السعة بين مجس وجدار الوعاء بينما يرتفع المنتج بينهما. بسيطة وقليلة الكلفة وتعمل عند الثوابت العزلّي المنخفضة، لكن قراءتها تعتمد على خواص المنتج، فتغيّر الوسط أو المحتوى المائي يعني إعادة المعايرة في الغالب. |
| مرسلات المستوى بالضغط الساكن | تستدلّ على المستوى من ضغط عمود السائل. بسيطة ومفهومة وقليلة الكلفة، لكن جوابها ضغط في الحقيقة، فتغيّر الكثافة يغيّر المستوى المبيَّن، والترتيب يلائم الخزانات المفتوحة لا الأوعية المضغوطة. |
| حسّاسات المستوى بالعوّامة | عوّامة ميكانيكية تتبع السطح، لا تحتاج طاقة وتعطي إشارة مباشرة. موثوق بها في السوائل النظيفة، لكن أجزائها المتحرّكة تتآكل وتلتصق، والمنتجات اللزجة أو المغلِّفة أو الحاملة للصلبات تُبطلها. |
| مفاتيح المستوى | تُبلّغ أن نقطة قد بُليغت لا أنها تقيس أين المستوى. فالترابطات وإنذارات المستوى الأعلى تريد مفتاحًا في العادة، كثيرًا ما يكون إلى جانب جهاز مستمر لا بدلًا منه. |
الرادار وفوق الصوتي هما العائلتان غير الملامستين، والفرق بينهما يكاد كله يكون في الذي يقع في الفضاء فوق المنتج.
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- الوسط، والثابت العزلّي له حيث يكون معروفًا
- ارتفاع الوعاء وأدنى مستوى وأقصاه المطلوب قياسهما
- شكل الوعاء وتجهيزاته الداخلية: المقلِّب، والملفات، والحواجز، ونقطة الملء
- حال السطح: الرغوة، والاضطراب، والتكثّف، والترسّب
- البخار، والغبار، والضغط ودرجة الحرارة في الفضاء فوق المنتج
- نوع وصلية العملية، ومقاسها، ومادتها
- الخرج والبروتوكول، والتغذية المتوفرة على الحلقة
- هل يلزم الغسيل الصحي في المكان أو موافقة المنطقة الخطرة
- الكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب
