máy đo mức radar là gì
Máy đo mức radar phát sóng vi ba về phía bề mặt của một chất lỏng hoặc một chất rắn và bấm thời gian quay về. Vì thời gian bay được đổi thành một khoảng cách và hình dạng bồn được đổi thành một giá trị mức, thiết bị đo mà không chạm vào phần chứa. Đó là điều làm nó thành lựa chọn thực tế trong các bồn chứa vật liệu ăn mòn, yêu cầu vệ sinh, sánh hoặc nóng, và trong các silo mà bụi sẽ vô hiệu hóa một thiết bị quang học hoặc cơ khí.
Radar không bị nhiễu bởi những thứ làm phiền sóng âm. Hơi nước, hơi, sự phân lớp nhiệt độ và, xét phần lớn, áp suất khí quyển không làm thay đổi tốc độ của phép đo theo cách chúng làm thay đổi tốc độ âm thanh, đó là lý do radar đã thay thế các thiết bị siêu âm trong nhiều nhiệm vụ hơi nước và nước ngưng. Điều có ảnh hưởng là bao nhiêu năng lượng vi ba quay trở lại, và điều đó chủ yếu phụ thuộc hằng số điện môi của vật liệu cùng tình trạng bề mặt của nó.
Hai dòng thiết bị được dùng phổ biến. Radar tự do bức xạ từ một ăng-ten lắp trên nóc bồn và không chạm vào thứ gì. Radar sóng dẫn gửi tín hiệu dọc xuống một đầu dò đi sâu vào sản phẩm, phù hợp với các môi trường đo có hằng số điện môi thấp, bồn hẹp và bề mặt bị khuấy, cái giá phải trả là một đầu dò tiếp xúc mà quá trình có thể làm bẩn hoặc phủ lên.
Cách máy đo mức radar đo
Thiết bị đo thời gian bay. Một xung ngắn hoặc một phép quét tần số được phát ra, được bề mặt phản hồi và được thu lại, còn thời gian trôi qua thì cho ra khoảng cách. Giá trị mức suy ra từ khoảng cách đó và vị trí đã biết của mặt chuẩn, đó là lý do chiều cao bồn và kích thước cổ nối là một phần của bản thông số chứ không phải chi tiết tại vị trí lắp.
Độ mạnh của tiếng dội phụ thuộc vào chênh lệch hằng số điện môi giữa vật liệu và khoảng không phía trên nó. Vật liệu có hằng số điện môi cao phản hồi mạnh và dễ nhìn thấy. Vật liệu có hằng số điện môi thấp trả về ít năng lượng, nên lựa chọn dịch chuyển về phía một đầu dò dẫn hướng hoặc một ăng-ten hội tụ tốt hơn, và về phía bảo đảm càng nhiều năng lượng đã phát tới được bề mặt càng tốt.
Nửa còn lại của bài toán là mọi thứ khác ở trong bồn. Một cánh khuấy, một cụm ống gia nhiệt, một vách ngăn, một dòng nạp và sự ngưng tụ trên ăng-ten đều tạo ra tín hiệu phản hồi riêng, và bộ thu không thể phân biệt tiếng dội giả với tiếng dội thật chỉ bằng độ mạnh. Phân tích đường cong tiếng dội và việc lập bản đồ là cách triệt tiêu chúng, và chúng hiệu quả nhất khi người lắp đặt biết trong bình có những gì. Đó là lý do các chi tiết bên trong thuộc về nội dung cần nêu khi gửi yêu cầu báo giá.
Lựa chọn cấu hình
Phần lớn thông số được quyết định bởi những lựa chọn này chứ không phải bởi cấp chính xác. Mỗi lựa chọn ràng buộc lựa chọn kế tiếp, nên chúng được chốt theo thứ tự.
| Cấu hình | Tùy chọn cần xác định | Nó thực sự quyết định điều gì |
| Nguyên lý đo | Radar tự do hoặc radar sóng dẫn | Thiết bị có chạm vào môi trường đo hay không, và nó xử lý tới đâu các tín hiệu phản hồi yếu, bọt và chuyển động bề mặt. |
| Hình dạng ăng-ten hoặc đầu dò | Các dạng ăng-ten còi, ăng-ten thấu kính, ăng-ten thanh và ăng-ten cáp, với nhiều kích thước khác nhau | Góc chùm tia, và do đó bao nhiêu phần kết cấu bên trong bồn nằm trong chùm tia và có thể tạo ra một tiếng dội giả. |
| Dải tần số | Các dải radar mà dòng thiết bị này cung cấp | Chùm tia có thể hội tụ chặt tới đâu với một kích thước ăng-ten cho trước, điều quan trọng trên các bình cao hoặc bị che chắn. |
| Đầu ra và giao thức | 4-20 mA, HART, Modbus và các bus khác | Thứ gì đọc giá trị mức, và thiết bị có thể được cấu hình và chẩn đoán từ xa hay không. |
| Nguồn điện và đi dây | Vòng hai dây lấy nguồn từ vòng, hoặc loại bốn dây với nguồn riêng | Vòng sẵn có có cấp được nguồn cho thiết bị hay không, và việc lắp đặt cần bao nhiêu cáp. |
| Kết nối quá trình và vật liệu | Ren, mặt bích hoặc phụ tùng vệ sinh, cùng vật liệu phần tiếp xúc | Lắp ghép cơ khí, phương pháp làm kín, và sự tương thích với môi trường đo cũng như với việc vệ sinh. |
| Vỏ và cấp khu vực | Vật liệu vỏ, cấp bảo vệ, phê chuẩn cho khu vực nguy hiểm, thiết kế vệ sinh | Thiết bị được phép lắp ở đâu và có thể được rửa hoặc vệ sinh tại chỗ hay không. |
| Cấu hình và màn hình | Màn hình tích hợp, cấu hình từ xa, hoặc phần mềm và truy cập không dây | Công sức chạy thử, và có ai cần đọc một giá trị ngay tại bình hay không. |
Cách chọn máy đo mức radar
| Yếu tố | Vì sao nó quyết định kết quả | Cách xác định trước khi gửi yêu cầu |
| Hằng số điện môi của vật liệu | Nó ấn định bao nhiêu năng lượng quay về, và do đó một ăng-ten tự do có nhìn thấy bề mặt hay không | Cho biết tên sản phẩm và, nếu đã biết, hằng số điện môi của nó. Đừng giả định một vật liệu phản hồi tốt chỉ vì trông nó đặc. |
| Dải đo, khoảng cách mù và mức thấp nhất | Đỉnh và đáy của dải sử dụng được quyết định bởi ăng-ten và kết nối, chứ không chỉ bởi chiều cao bồn | Cho biết chiều cao bồn cùng mức thấp nhất và cao nhất thực sự cần đo, chứ không riêng kích thước của bình. |
| Hình dạng bồn và các chi tiết bên trong | Cánh khuấy, cụm ống, vách ngăn và các điểm nạp đều phản hồi, và bộ thu phải được báo cho biết cần bỏ qua những gì | Hãy gửi bản phác của bình cùng các chi tiết bên trong nó, và nói rõ đường nạp đi vào ở đâu. |
| Tình trạng bề mặt | Bọt, sóng, ngưng tụ và lớp bám làm thay đổi cả tiếng dội lẫn khả năng phát của ăng-ten | Mô tả điều mà bề mặt thể hiện khi vận hành, kể cả trong lúc nạp và khi có nhiệm vụ tạo bọt. |
| Môi trường khí phía trên sản phẩm | Hơi, bụi, cùng áp suất và nhiệt độ trong khoảng không phía trên chất lỏng hoặc chất rắn đều ảnh hưởng tới ăng-ten và phần làm kín | Nêu rõ loại hơi hoặc bụi có mặt, cùng áp suất và nhiệt độ trong khoảng không chứa hơi. |
| Kết nối quá trình và vật liệu | Yếu tố này ấn định lắp ghép cơ khí và sự tương thích, và thường cả kích thước ăng-ten đủ đi qua cổ nối về mặt vật lý | Cho biết kích thước và tiêu chuẩn của cổ nối, và vật liệu chế tạo bồn. |
| Đầu ra, nguồn vòng và tích hợp | Vòng sẵn có và hệ thống tiếp nhận quyết định đầu ra cùng cách bố trí đi dây | Gọi tên thứ sẽ đọc giá trị mức và cho biết vòng có cấp nguồn cho thiết bị được hay không. |
| Khả năng vệ sinh và phân loại khu vực | Các yếu tố này thay đổi vỏ và phụ tùng kết nối, và với yêu cầu vệ sinh thì thay đổi cả bề mặt ăng-ten | Nêu rõ yêu cầu vệ sinh tại chỗ và phân loại khu vực. |
Các lựa chọn thay thế gần nhất
Đây là những loại mà một yêu cầu về máy đo mức radar thường hóa ra là, và là điểm mà lựa chọn thực sự được quyết định.
| Loại thay thế gần nhất | Điều gì phân biệt nó với radar |
| Máy đo mức siêu âm | Dùng âm thanh thay vì sóng vi ba, và thường có chi phí thấp hơn. Tốc độ âm thanh thay đổi theo nhiệt độ, thành phần hơi và áp suất, nên hơi nước, sự phân lớp và chân không làm giảm chất lượng phép đọc theo những cách không ảnh hưởng tới radar. Khi không có những yếu tố đó, siêu âm thường là lựa chọn kinh tế hơn. |
| Bộ truyền mức radar | Cùng nguyên lý radar nhưng được áp dụng dọc theo một đầu dò thay vì trong khoảng không, tức là dạng radar sóng dẫn; nhờ vậy phép đọc ổn định hơn với các sản phẩm có hằng số điện môi thấp, trong bình hẹp và trên bề mặt bị khuấy. Nó cần một đầu dò tiếp xúc, nên phủ bám và bẩn bám trở thành những điểm phải tính thêm. |
| Cảm biến mức điện dung | Đo sự thay đổi điện dung khi sản phẩm dâng lên giữa đầu dò và thành bình. Đơn giản và ít tốn kém, dùng được với hằng số điện môi thấp, nhưng phép đọc phụ thuộc tính chất của sản phẩm, nên đổi môi trường đo hoặc đổi độ ẩm thường đồng nghĩa phải hiệu chuẩn lại. |
| Bộ truyền mức thủy tĩnh | Suy ra mức từ áp suất của cột chất lỏng. Đơn giản, được hiểu rõ và ít tốn kém, nhưng kết quả thực chất là một áp suất, nên khi khối lượng riêng thay đổi thì mức được chỉ thị cũng thay đổi, và phương án này hợp với bồn hở hơn là bình chịu áp. |
| Cảm biến mức phao | Một phao cơ khí đi theo bề mặt, không cần nguồn điện và cho một chỉ thị trực tiếp. Đáng tin trong các chất lỏng sạch, nhưng các chi tiết chuyển động bị mòn và bị kẹt, còn những sản phẩm sánh, phủ bám hoặc mang chất rắn sẽ làm chúng mất tác dụng. |
| Công tắc mức | Báo rằng một điểm đã được chạm tới chứ không đo mức đang ở đâu. Các liên động và báo động mức cao thường cần một công tắc, đặt cạnh một thiết bị đo liên tục chứ không thay thế thiết bị đó. |
Radar và siêu âm là hai họ không tiếp xúc, và khác biệt giữa chúng gần như hoàn toàn nằm ở những gì có mặt trong khoảng không phía trên sản phẩm.
Nội dung cần có trong yêu cầu
Phản hồi đầu tiên có thể là một báo giá thay vì một loạt câu hỏi nếu yêu cầu mang theo những thông tin này. Khi không biết một giá trị, hãy gửi mô tả nhiệm vụ và chúng tôi sẽ xác nhận nó ngụ ý điều gì.
- Môi trường đo, và hằng số điện môi của nó nếu đã biết
- Chiều cao bình, cùng mức thấp nhất và cao nhất cần đo
- Hình dạng bình và các chi tiết bên trong: cánh khuấy, cụm ống gia nhiệt, vách ngăn, điểm nạp
- Tình trạng bề mặt: bọt, nhiễu động, ngưng tụ, lớp bám
- Hơi, bụi, áp suất và nhiệt độ trong khoảng không phía trên sản phẩm
- Kiểu, kích thước và vật liệu của kết nối quá trình
- Đầu ra và giao thức, cùng nguồn điện sẵn có trên vòng
- Có yêu cầu vệ sinh tại chỗ hay cần phê chuẩn cho khu vực nguy hiểm hay không
- Số lượng, cảng đến và thời gian giao hàng yêu cầu