Czym jest miernik poziomu radarowy
Miernik poziomu radarowy wysyła mikrofale w kierunku powierzchni cieczy lub ciała stałego i mierzy czas powrotu. Ponieważ czas przelotu jest przeliczany na odległość, a geometria zbiornika na poziom, przyrząd mierzy bez dotykania zawartości. To właśnie czyni go praktycznym rozwiązaniem w zbiornikach z ośrodkiem korozyjnym, higienicznym, lepkim lub gorącym oraz w silosach, w których pył pokonałby przyrząd optyczny lub mechaniczny.
Radar nie jest zakłócany przez to, co przeszkadza falom dźwiękowym. Para, opary, stratyfikacja temperatury, a w dużej mierze także ciśnienie atmosferyczne nie zmieniają szybkości pomiaru tak, jak zmieniają szybkość dźwięku, dlatego radar wyparł przyrządy ultradźwiękowe w wielu zadaniach z parą i kondensatem. Wpływ ma natomiast to, ile energii mikrofal wraca, a to zależy głównie od przenikalności elektrycznej ośrodka i stanu jego powierzchni.
Powszechnie stosuje się dwie rodziny. Radar w wolnej przestrzeni promieniuje z anteny zamontowanej w dachu zbiornika i niczego nie dotyka. Radar z falą prowadzoną przesyła sygnał wzdłuż sondy sięgającej do produktu, co odpowiada ośrodkom o niskiej przenikalności, wąskim zbiornikom i wzburzonym powierzchniom, kosztem sondy stykającej się z ośrodkiem, którą proces może zabrudzić lub pokryć.
Jak miernik poziomu radarowy dokonuje pomiaru
Przyrząd mierzy czas przelotu. Krótki impuls lub przemiatanie częstotliwości jest wysyłane, odbijane od powierzchni i odbierane, a upływający czas daje odległość. Poziom wynika z tej odległości i znanego położenia płaszczyzny odniesienia, dlatego wysokość zbiornika i wymiary króćca są częścią specyfikacji, a nie szczegółem miejsca instalacji.
Siła echa zależy od kontrastu przenikalności elektrycznej między ośrodkiem a przestrzenią nad nim. Ośrodek o wysokiej przenikalności elektrycznej odbija silnie i jest łatwy do wykrycia. Ośrodek o niskiej przenikalności zwraca mało energii, dlatego wybór przesuwa się w stronę sondy z falą prowadzoną lub lepiej ogniskowanej anteny i w stronę zapewnienia, by jak najwięcej wysłanej energii dotarło do powierzchni.
Drugą połową problemu jest wszystko inne w zbiorniku. Łopatka mieszadła, wężownica grzejna, przegroda, strumień napełniania i kondensacja na antenie wytwarzają własne odbicia, a odbiornik nie potrafi odróżnić fałszywego echa od prawdziwego wyłącznie po sile. Tłumią je analiza i mapowanie krzywej echa, które działają najlepiej, gdy instalator wie, co znajduje się w zbiorniku. Dlatego elementy wewnętrzne należą do zapytania.
Konfiguracje
Większość specyfikacji jest ustalana przez te decyzje, a nie przez klasę dokładności. Każda ogranicza następną, dlatego są rozstrzygane po kolei.
| Konfiguracja | Opcje do ustalenia | Co faktycznie rozstrzyga |
| Zasada pomiaru | Radar w wolnej przestrzeni lub radar z falą prowadzoną | Czy przyrząd dotyka ośrodka i jak dobrze radzi sobie ze słabymi odbiciami, pianą i ruchem powierzchni. |
| Postać anteny lub sondy | Postacie tubowe, soczewkowe, prętowe i kablowe, w różnych rozmiarach | Kąt wiązki, a więc to, jak duża część konstrukcji wewnętrznej zbiornika znajdzie się w wiązce i może utworzyć fałszywe echo. |
| Pasmo częstotliwości | Pasma radarowe oferowane przez daną rodzinę przyrządów | Jak mocno można ogniskować wiązkę przy danej wielkości anteny, co ma znaczenie w wysokich lub zastawionych zbiornikach. |
| Wyjście i protokół | 4-20 mA, HART, Modbus i inne magistrale | Co odczytuje poziom i czy przyrząd można konfigurować oraz diagnozować zdalnie. |
| Zasilanie i okablowanie | Dwuprzewodowy zasilany z pętli lub czteroprzewodowy z osobnym zasilaniem | Czy istniejąca pętla może zasilić przyrząd i ile okablowania wymaga instalacja. |
| Przyłącze procesowe i materiały | Gwint, kołnierz lub przyłącze higieniczne oraz materiały stykające się z ośrodkiem | Dopasowanie mechaniczne, sposób uszczelnienia i zgodność z ośrodkiem oraz z czyszczeniem. |
| Obudowa i klasyfikacja strefy | Materiał obudowy, stopień ochrony, dopuszczenie do strefy zagrożonej wybuchem, konstrukcja higieniczna | Gdzie przyrząd może być zainstalowany i czy można go myć lub czyścić w miejscu zabudowy. |
| Konfiguracja i wyświetlacz | Wyświetlacz wbudowany, konfiguracja zdalna lub dostęp przez oprogramowanie i łączność bezprzewodową | Nakład rozruchu i to, czy ktokolwiek musi odczytywać wartość przy zbiorniku. |
Jak wybrać miernik poziomu radarowy
| Czynnik | Dlaczego rozstrzyga o odpowiedzi | Jak ustalić to przed zapytaniem |
|---|
| Przenikalność elektryczna ośrodka | Określa, ile energii wraca, a więc czy antena w wolnej przestrzeni w ogóle widzi powierzchnię | Podaj nazwę produktu i, jeśli jest znana, jego przenikalność elektryczną. Nie zakładaj, że ośrodek dobrze odbija, bo wygląda na stały. |
| Rozpiętość zakresu pomiarowego, odległość martwa i poziom minimalny | Górę i dół użytecznego zakresu wyznaczają antena i przyłącze, a nie sama wysokość zbiornika | Podaj wysokość zbiornika oraz minimalny i maksymalny poziom, który rzeczywiście trzeba mierzyć, a nie tylko wymiary zbiornika. |
| Geometria zbiornika i elementy wewnętrzne | Mieszadła, wężownice, przegrody i punkty napełniania wszystkie odbijają sygnał, a odbiornikowi trzeba wskazać, co ma ignorować | Prześlij szkic zbiornika i jego wnętrza oraz podaj, gdzie wchodzi rurociąg napełniania. |
| Stan powierzchni | Piana, fale, kondensacja i narost zmieniają zarówno echo, jak i zdolność anteny do nadawania | Opisz, jak zachowuje się powierzchnia podczas pracy, w tym przy napełnianiu i w każdym zadaniu z pienieniem. |
| Atmosfera nad produktem | Opary, pył oraz ciśnienie i temperatura w przestrzeni nad cieczą lub ciałem stałym wpływają na antenę i uszczelnienie | Podaj występujące opary lub pył oraz ciśnienie i temperaturę w przestrzeni par. |
| Przyłącze procesowe i materiały | Ustala dopasowanie mechaniczne i zgodność, a często także rozmiar anteny, który fizycznie przejdzie przez króciec | Podaj rozmiar i standard króćca oraz materiał konstrukcyjny zbiornika. |
| Wyjście, zasilanie z pętli i integracja | Istniejąca pętla i system odbiorczy decydują o wyjściu i sposobie okablowania | Wskaż, co odczytuje poziom i czy pętla może zasilić przyrząd. |
| Możliwość czyszczenia i klasyfikacja strefy | Zmieniają one obudowę i przyłącze, a w zadaniu higienicznym także powierzchnię anteny | Podaj wymagania dotyczące czyszczenia w miejscu i klasyfikację strefy. |
Najbliższe alternatywy
To są typy, o które zazwyczaj chodzi w zapytaniu o miernik poziomu radarowy, i punkt, w którym wybór jest naprawdę rozstrzygany.
| Najbliższa alternatywa | Co odróżnia ją od radaru |
| Mierniki poziomu ultradźwiękowe | Wykorzystuje dźwięk zamiast mikrofal i zwykle kosztuje mniej. Szybkość dźwięku zmienia się wraz z temperaturą, składem oparów i ciśnieniem, więc para, stratyfikacja i próżnia pogarszają odczyt w sposób, który nie dotyczy radaru. Tam, gdzie żaden z tych czynników nie występuje, ultradźwięk jest często bardziej ekonomicznym wyborem. |
| Przetworniki poziomu radarowe | Ta sama zasada radarowa zastosowana wzdłuż sondy, a nie przez powietrze, co stabilizuje odczyt na produktach o niskiej przenikalności, w wąskich zbiornikach i na wzburzonych powierzchniach. Wymaga sondy stykającej się z ośrodkiem, więc pokrycie i zabrudzenie stają się nowymi zagadnieniami. |
| Czujniki poziomu pojemnościowe | Mierzy zmianę pojemności, gdy produkt podnosi się między sondą a ścianą. Prosty i niedrogi, wykonalny przy niskich przenikalnościach, ale odczyt zależy od właściwości produktu, więc zmiana ośrodka lub zawartości wilgoci zwykle oznacza ponowną kalibrację. |
| Przetworniki poziomu hydrostatyczne | Wnioskuje poziom z ciśnienia słupa cieczy. Prosty, dobrze poznany i niedrogi, ale wynik jest w istocie ciśnieniem, więc zmiana gęstości zmienia wskazywany poziom, a rozwiązanie pasuje do zbiorników otwartych, a nie do zbiorników ciśnieniowych. |
| Czujniki poziomu pływakowe | Mechaniczny pływak podążający za powierzchnią, niewymagający zasilania i dający bezpośrednie wskazanie. Niezawodny w czystych cieczach, ale ruchome części zużywają się i zacinają, a produkty lepkie, pokrywające lub zawierające ciała stałe go pokonują. |
| Przełączniki poziomu | Informuje, że osiągnięto punkt, zamiast mierzyć, gdzie jest poziom. Blokady i alarmy wysokiego poziomu zwykle wymagają przełącznika, często obok przyrządu ciągłego pomiaru, a nie zamiast niego. |
Radar i ultradźwięk to dwie rodziny bezkontaktowe, a różnica między nimi dotyczy niemal wyłącznie tego, co znajduje się w przestrzeni nad produktem.
Co powinna zawierać wycena
Pierwsza odpowiedź może być wyceną, a nie zestawem pytań, jeśli zapytanie zawiera te informacje. Jeśli wartość nie jest znana, wyślij opis zastosowania, a my potwierdzimy, co implikuje.
- Ośrodek i, jeśli jest znana, jego przenikalność elektryczna
- Wysokość zbiornika oraz minimalny i maksymalny poziom do zmierzenia
- Kształt zbiornika i elementy wewnętrzne: mieszadło, wężownice, przegrody, punkt napełniania
- Stan powierzchni: piana, turbulencje, kondensacja, narost
- Opary, pył, ciśnienie i temperatura w przestrzeni nad produktem
- Typ, rozmiar i materiał przyłącza procesowego
- Wyjście i protokół oraz moc dostępna w pętli
- Czy wymagane jest higieniczne czyszczenie w miejscu, czy dopuszczenie do strefy zagrożonej wybuchem
- Ilość, port docelowy i wymagana data dostawy
