Radarniveaumålere er måleinstrumenter baseret på-flyvetidsprincippet-. Med deres fordele ved ikke-kontaktmåling, stærke anti-interferensegenskaber, høj præcision, lav vedligeholdelse og lange levetid er de efterhånden blevet det foretrukne udstyr i mange scenarier for måling af væskeniveau.
Radarniveaumålere kommer i frekvenser som 6GHz, 26GHz, 80GHz og 120GHz. I store træk kan radarniveaumålere også opdeles i høj-frekvens- og lav-frekvenstyper. 26G- og 80G-radarniveaumålere er to almindelige typer. De vigtigste forskelle mellem 26G og 80G radarniveaumålere ligger i deres modulationsfrekvens, bølgelængde, målenøjagtighed, opløsning og blindzone. Generelt er højfrekvente radarniveaumålere dyrere.
Modulationsfrekvens og bølgelængde
Mikrobølger refererer til rækken af elektromagnetiske bølger med frekvenser fra 300MHz til 300GHz, med tilsvarende bølgelængder fra 1mm til 1m. Det elektromagnetiske spektrum omfatter tre bånd: decimeterbølger (frekvensområde 300MHz-3GHz), centimeterbølger (frekvensområde 3~30GHz) og millimeterbølger (frekvensområde 30~300GHz).
Forholdet mellem bølgelængde og frekvens (c=λf, hvor c er lysets hastighed) er som følger:
26G radar niveaumålere:
Modulationsfrekvensen er generelt mellem 24 og 26 GHz, bølgelængden er cirka 11,5 mm, der tilhører centimeterbølgebåndet.
80G radar niveaumålere:
Modulationsfrekvensen er generelt mellem 78 og 82 GHz, bølgelængden er cirka 3,75 mm, der tilhører millimeterbølgebåndet.
Målenøjagtighed og opløsning
Generelt gælder det, at jo højere frekvens (kortere bølgelængde) af radaren er, jo højere er dens rumlige opløsning.
26G radar niveaumåler:
Dette hører til pulsradar (PTOF). Funktionsprincippet for pulsradar svarer til "ekkolodddetektion": Senderenheden udsender periodisk højfrekvente pulssignaler med ekstremt kort varighed (normalt på nanosekundniveau). Efter at pulsen når overfladen af mediet og er reflekteret, registrerer den modtagende enhed tidsforskellen (Δt) mellem transmission og modtagelse og beregner derefter væskeniveauet ved hjælp af formlen "afstand=(lyshastighed × Δt) / 2". Dens kredsløbsdesign er relativt simpelt, og prisen er lav, men den er begrænset af pulsbredden, har en blind zone på tæt hold (normalt 0,3-1 m) og har lav opløsning (generelt ±5 mm). Den er velegnet til scenarier med et bredt måleområde og lave krav til nøjagtighed.
80G radar niveaumåler:
Dette tilhører frekvens-moduleret kontinuerlig bølgeradar (FMCW). Den transmitterer et kontinuerligt bølgesignal med en frekvens, der ændrer sig lineært med tiden, og transmissionsfrekvensen har et savtands- eller trekantet bølgeforhold med tiden. Når ekkosignalet modtages, er transmissionsfrekvensen ændret. Væskeniveauet beregnes ved at måle frekvensforskellen (Δf) mellem de transmitterede og ekkoede bølger, ved at bruge den egenskab, at "Δf er proportional med afstanden." Fordi den bruger kontinuerlige bølgesignaler, har FMCW-radaren en lille blind zone, en rækkeviddeopløsning på ±1 mm og stærkere anti-interferensegenskaber, der effektivt skelner ekkoet fra væskeoverfladen og nærliggende forhindringer. Dets kredsløb er imidlertid komplekst, og dets omkostninger er relativt høje, hvilket gør det velegnet til målescenarier med høj-præcision eller kort{9}}rækkevidde.
Strålevinkel
En væsentlig fordel ved høj-mikrobølger er deres ekstremt lille strålevinkel. 80GHz-radar har typisk en strålevinkel på kun 3 grader -5 grader, mens 26GHz radar når 10 grader -15 grader. I lukkede rum eller komplekse forhold med forhindringer kan 80GHz radar bedre fokusere på væskeoverfladen, hvilket reducerer interferens fra beholdervægge eller andre interne strukturer. Denne egenskab gør, at den fungerer exceptionelt godt i små lagertanke eller når den er installeret tæt på tankvæggen.
Antenne type
80GHz radar bruger typisk en plan matrixantenne. Sammenlignet med den -hornformede antenne, der almindeligvis bruges i 26GHz radar, har den stærkere modstand mod interferensfaktorer som støv, damp og kondens og kan opretholde stabil drift selv under barske forhold. Under ophidsede forhold kan der f.eks. forekomme hvirvelstrømme, skum, sprøjt og endda falske grænseflader på væskeoverfladen, hvilket stiller ekstremt høje krav til anti-interferensevnen og signalfokusering af måleudstyret. 80GHz høj-radar med dens korte bølgelængde med dens korte bølgelængde og stærke signalgennemstrømningskarakter, snævre, snævre signalproces. teknologi, er blevet den almindelige løsning til væskeniveaumåling i omrørte tanke.
Hvordan vælger man mellem 80GHz og 26GHz?
Situationer, hvor 80GHz radarniveaumåler foretrækkes:
Komplekse processer: Tanken indeholder forhindringer såsom omrørere, varmespiraler og stiger.
Miniaturiserede beholdere: Reaktorer, små lagertanke, procesbeholdere (diameter mindre end 1 meter).
Komplekse medieegenskaber: Væsker/faste stoffer, der er tilbøjelige til at skumme, fordampning, der fører til kondens, eller har lave dielektriske konstanter.
Høj-præcisionsmåling påkrævet: Bruges til handelsafregning, præcis batchning osv.
Begrænsede installationsforhold: Utilstrækkelig kort rørlængde eller uvillig/ude af stand til at installere bølgeledere.
Måling af fast materiale, især partikler og pulvere med lav dielektrisk konstant.
Situationer, hvor en 26GHz radarniveaumåler foretrækkes:
Standard store lagertanke: såsom reservoirer, lagertanke for råolie, spildevandsbassiner osv., med enkle interne strukturer.
Begrænset omkostningsbudget og enkle driftsforhold uden særlige udfordringer.
Måling af almindelige væsker (vand, olie, syrer, baser osv.) og slam med høje dielektriske konstanter.
Oversigt
Generelt er 80GHz radarniveaumålere, med deres overlegne fokuseringsevne og anti-interferensydelse, ved at blive det foretrukne valg til et stigende antal applikationer, især i procesindustrier og komplekse driftsforhold. De reducerer de samlede livscyklusomkostninger gennem smartere installation og mere stabil måling. I mellemtiden opretholder 26GHz radarniveaumålere, som en moden og pålidelig teknologi, stadig stærk levedygtighed i mange standard- og simple niveaumålingsapplikationer på grund af deres økonomiske fordele.
Radarniveaumålere er ikke nødvendigvis bedre, jo højere frekvensen er, og de er heller ikke nødvendigvis dårligere, jo lavere frekvensen er. Når du foretager et valg, bør faktorer som kompleksiteten af arbejdsbetingelserne, krav til nøjagtighed, installationsforhold, medieegenskaber og projektbudget overvejes grundigt. Den bedst egnede mulighed er den, der passer til dine arbejdsforhold.
