Что такое радарный уровнемер
Радарный уровнемер посылает микроволны к поверхности жидкости или сыпучего материала и отсчитывает возврат. Поскольку время пробега превращается в расстояние, а геометрия резервуара - в уровень, прибор измеряет, не касаясь содержимого. Именно это делает его практичным ответом в резервуарах с коррозионным, гигиеническим, вязким или горячим материалом и в силосах, где пыль обесценила бы оптический или механический прибор.
Радар не тревожат вещи, которые тревожат звуковую волну. Пар, пары, температурная стратификация и в значительной степени атмосферное давление меняют скорость измерения не так, как они меняют скорость звука, поэтому радар вытеснил ультразвуковые приборы во многих задачах по пару и конденсату. Что на него влияет - это количество вернувшейся энергии микроволн, и оно зависит главным образом от диэлектрической проницаемости материала и от состояния его поверхности.
В обычном употреблении два семейства. Радар свободного пространства излучает от антенны, поставленной в крыше резервуара, и ничего не касается. Волноводный радар посылает сигнал вниз по зонду, опущенному в продукт, что подходит средам с низкой диэлектрической проницаемостью, узким резервуарам и перемешиваемым поверхностям - ценой смоченного зонда, который процесс может покрыть слоем или загрязнить.
Как радарный уровнемер выполняет измерение
Прибор измеряет время пробега. Короткий импульс или развёртка частоты передаётся, отражается от поверхности и принимается, а прошедшее время даёт расстояние. Уровень следует из этого расстояния и известного положения опорной плоскости, поэтому высота резервуара и размеры штуцера входят в спецификацию, а не в местные детали.
Насколько сильным будет отклик, зависит от разницы диэлектрической проницаемости материала и пространства над ним. Материал с высокой проницаемостью отражает сильно, и его легко увидеть. Материал с низкой проницаемостью возвращает мало энергии, поэтому выбор смещается к волноводному зонду или к более узконаправленной антенне и к тому, чтобы до поверхности доходило как можно больше переданной энергии.
Вторая половина задачи - всё прочее в резервуаре. Лопасть мешалки, нагревательный змеевик, перегородка, струя наполнения и конденсат на антенне дают собственные отражения, а приёмник не отличит ложный отклик от настоящего по одному только уровню сигнала. Подавляют их анализом кривой отражений и построением карты отражений, и лучше всего это работает, когда тот, кто монтирует, знает, что стоит в аппарате. Поэтому внутренние детали нужно описывать уже в запросе.
Варианты конфигурации
Большую часть спецификации определяют именно эти решения, а не класс точности. Каждое ограничивает следующее, поэтому их и утверждают по порядку.
| Конфигурация | Что нужно зафиксировать | Что это на самом деле определяет |
| Принцип измерения | Радар свободного пространства или волноводный радар | Касается ли прибор среды и насколько хорошо он справляется со слабым откликом, пеной и движением поверхности. |
| Исполнение антенны или зонда | Рожковая, линзовая, стержневая и тросовая формы, разных размеров | Угол раствора луча и, значит, какая часть внутренней конструкции резервуара попадает в луч и может создать ложный отклик. |
| Диапазон частот | Радарные диапазоны, которые предлагает семейство приборов | Насколько узко можно сфокусировать луч при данном размере антенны - важно на высоких или заполненных деталями аппаратах. |
| Выход и протокол | 4-20 mA, HART, Modbus и другие шины | Что считывает уровень и можно ли настраивать и диагностировать прибор дистанционно. |
| Питание и проводка | Двухпроводная схема с питанием от петли или четырёхпроводная с отдельным питанием | Сможет ли существующая петля питать прибор и сколько кабеля требует установка. |
| Процессное присоединение и материалы | Резьба, фланец или гигиеническое присоединение, а также смачиваемые материалы | Механическая посадка, способ уплотнения и совместимость со средой и с мойкой. |
| Оболочка и допуск по зоне | Материал корпуса, степень защиты, разрешение для взрывоопасной зоны, гигиеническое исполнение | Где прибор может быть установлен и можно ли его обливать водой или мыть на месте. |
| Настройка и дисплей | Встроенный дисплей, удалённая настройка либо доступ через программу и радиоканал | Трудозатраты на пусконаладку и нужен ли кому-то отсчёт у самого аппарата. |
Как выбрать радарный уровнемер
| Фактор | Почему от этого зависит ответ | Как решить это до запроса |
|---|
| Диэлектрическая проницаемость материала | Она задаёт, сколько энергии возвращается, и значит - видит ли антенна свободного пространства поверхность вообще | Назовите продукт и, если известно, его диэлектрическую проницаемость. Не предполагайте, что материал хорошо отражает только потому, что выглядит плотным. |
| Диапазон измерений, слепая зона и наименьший уровень | Верх и низ пригодного диапазона задают антенна и присоединение, а не одна высота резервуара | Укажите высоту резервуара и минимальный и максимальный уровни, которые действительно нужно измерять, а не только габариты аппарата. |
| Форма резервуара и внутренние детали | Мешалки, змеевики, перегородки и точки наполнения отражают все, и приёмнику нужно сказать, что игнорировать | Пришлите схему аппарата и его внутренних деталей и укажите, где входит линия наполнения. |
| Состояние поверхности | Пена, волнение, конденсат и налипания меняют и отклик, и способность антенны излучать | Опишите поведение поверхности в эксплуатации, включая наполнение и любую пенящуюся задачу. |
| Наджидкостное пространство | Пары, пыль, а также давление и температура в пространстве над жидкостью или сыпучим материалом действуют на антенну и на уплотнение | Укажите, какие пары или пыль присутствуют, и давление и температуру в наджидкостном пространстве. |
| Процессное присоединение и материалы | Оно закрепляет механическую посадку и совместимость, а часто и размер антенны, который физически пройдёт через штуцер | Укажите размер и стандарт штуцера и материал конструкции резервуара. |
| Выход, питание от петли и встраивание | Существующая петля и принимающая система решают выход и схему проводки | Назовите, что считывает уровень, и способна ли петля питать прибор. |
| Возможность очистки и категория помещения | Они меняют корпус и присоединение, а в гигиенической задаче ещё и поверхность антенны | Укажите требования мойки на месте и категорию помещения. |
Ближайшие альтернативы
радарный уровнемер: какие типы обычно имеют в виду в запросе и где на самом деле решается выбор.
| Ближайшая альтернатива | Что отличает его от радара |
| Ультразвуковые уровнемеры | Работает на звуке, а не на микроволнах, и обычно стоит дешевле. Скорость звука меняется с температурой, составом паров и давлением, поэтому пар, стратификация и разрежение ухудшают показание способами, не действующими на радар. Если ничего из этого нет, ультразвук часто оказывается экономичнее как выбор. |
| Радарные передатчики уровня | Тот же радарный принцип, проведённый вдоль зонда, а не через воздух, что устойчивее держит показание на продуктах с низкой диэлектрической проницаемостью, в узких аппаратах и на перемешиваемых поверхностях. Нужен смоченный зонд, поэтому наращивание слоя и загрязнение становятся новыми соображениями. |
| Ёмкостные датчики уровня | Измеряет изменение ёмкости, когда продукт поднимается между зондом и стенкой. Прост и недорог, пригоден и при низких диэлектрических проницаемостях, но показание зависит от свойств продукта, поэтому смена среды или влажности обычно означает повторную калибровку. |
| Гидростатические передатчики уровня | Получает уровень из давления столба жидкости. Прост, хорошо понятен и недорог, но ответом является давление, поэтому смена плотности меняет показанный уровень, и исполнение подходит открытым резервуарам скорее, чем аппаратам под давлением. |
| Поплавковые датчики уровня | Механический поплавок, следующий за поверхностью, не требующий питания и дающий прямую индикацию. Надёжен в чистых жидкостях, но движущиеся части изнашиваются и залипают, а вязкие, покрывающие слоем или несущие твёрдые продукты выводят его из дела. |
| Реле уровня | Сообщает, что точка достигнута, а не измеряет, где именно уровень. Блокировки и сигнализация верхнего уровня обычно хотят реле, причём рядом с непрерывным прибором, а не вместо него. |
Радар и ультразвук - это два бесконтактных семейства, и различие между ними почти целиком о том, что находится в наджидкостном пространстве.
Что включить в запрос
Первый ответ может быть предложением, а не списком вопросов, если запрос содержит эти данные. Если значение неизвестно, пришлите описание задачи - мы уточним, что из неё следует.
- Среда и её диэлектрическая проницаемость, если она известна
- Высота аппарата и минимальный и максимальный измеряемые уровни
- Форма аппарата и внутренние детали: мешалка, змеевики, перегородки, точка наполнения
- Состояние поверхности: пена, турбулентность, конденсат, налипания
- Пары, пыль, давление и температура в наджидкостном пространстве
- Тип, размер и материал процессного присоединения
- Выход и протокол, а также питание, доступное в петле
- Нужна ли гигиеническая мойка на месте или разрешение для взрывоопасной зоны
- Количество, порт назначения и требуемая дата поставки
