Radari tasememõõturid on mõõteriistad, mis põhinevad -lennuaja-põhimõttel. Tänu kontaktivaba mõõtmise eelistele, tugevale-häiretevastasusele, suurele täpsusele, vähesele hooldusele ja pikale elueale on need järk-järgult muutunud eelistatud seadmeteks paljudes vedelikutaseme mõõtmise stsenaariumides.
Radari tasememõõtureid on sagedustega nagu 6 GHz, 26 GHz, 80 GHz ja 120 GHz. Laias laastus võib radari tasememõõturid jagada ka kõrg--- ja madalsageduslikeks-tüüpideks. 26G ja 80G radari tasememõõturid on kaks levinud tüüpi. Peamised erinevused 26G ja 80G radari tasememõõtjate vahel seisnevad nende modulatsioonisageduses, lainepikkuses, mõõtmistäpsuses, eraldusvõimes ja pimetsoonis. Üldiselt on kõrgema sagedusega radari tasememõõturid kallimad.
Modulatsiooni sagedus ja lainepikkus
Mikrolained tähistavad elektromagnetlainete vahemikku sagedustega 300 MHz kuni 300 GHz, vastavate lainepikkustega 1 mm kuni 1 m. Elektromagnetiline spekter sisaldab kolme riba: detsimeeterlained (sagedusvahemik 300MHz-3GHz), sentimeetrilained (sagedusvahemik 3-30GHz) ja millimeeterlained (sagedusvahemik 30-300GHz).
Seos lainepikkuse ja sageduse vahel (c=λf, kus c on valguse kiirus) on järgmine:
26G radari tasememõõturid:
Modulatsioonisagedus on üldiselt vahemikus 24–26 GHz, lainepikkus on ligikaudu 11,5 mm, kuuludes sentimeetri lainevahemikku.
80G radari tasememõõturid:
Modulatsioonisagedus on üldiselt vahemikus 78–82 GHz, lainepikkus on ligikaudu 3,75 mm, mis kuulub millimeetri lainevahemikku.
Mõõtmise täpsus ja eraldusvõime
Üldiselt, mida kõrgem on radari sagedus (lühem lainepikkus), seda suurem on selle ruumiline eraldusvõime.
26G radari taseme mõõtur:
See kuulub impulssradarile (PTOF). Impulssradari tööpõhimõte sarnaneb "sonarituvastusega": saateüksus kiirgab perioodiliselt kõrgsageduslikke impulsssignaale väga lühikese kestusega (tavaliselt nanosekundi tasemel). Pärast impulsi jõudmist kandja pinnale ja peegeldumist registreerib vastuvõttev seade edastamise ja vastuvõtu vahelise ajavahe (Δt) ning arvutab seejärel vedeliku taseme valemiga "kaugus=(valguse kiirus × Δt) / 2". Selle vooluringi disain on suhteliselt lihtne ja hind on madal, kuid seda piirab impulsi laius, sellel on lähiala pimeala (tavaliselt 0,3–1 m) ja eraldusvõime on madal (tavaliselt ±5 mm). See sobib laia mõõtmisvahemiku ja madalate täpsusnõuetega stsenaariumide jaoks.
80G radari taseme mõõtur:
See kuulub sagedus{0}}moduleeritud pidevlaine radarisse (FMCW). See edastab pidevlaine signaali sagedusega, mis muutub ajas lineaarselt ja edastussagedusel on saehamba või kolmnurklaine seos ajaga. Kajasignaali vastuvõtmisel on edastussagedus muutunud. Vedeliku tase arvutatakse edastatud ja kajatud lainete sageduse erinevuse (Δf) mõõtmise teel, kasutades omadust, et "Δf on võrdeline kaugusega". Kuna see kasutab pidevaid lainesignaale, on FMCW radaril väike pimeala, vahemiku eraldusvõime ±1 mm ja tugevam häirevastane-võime, mis eristab tõhusalt kaja vedeliku pinnast ja lähedalasuvatest takistustest. Kuid selle vooluring on keerukas ja selle maksumus suhteliselt kõrge, mistõttu sobib see suure täpsusega-või lühikese{9}}mõõtmise stsenaariumide jaoks.
Kiirnurk
Kõrgsageduslike{0}}mikrolainete oluliseks eeliseks on nende äärmiselt väike valgusvihu nurk. 80GHz radari kiire nurk on tavaliselt vaid 3 kraadi –5 kraadi, samas kui 26 GHz radari valgusvihu on 10 kraadi –15 kraadi. Suletud ruumides või keerulistes tingimustes, kus on takistusi, suudab 80 GHz radar paremini vedeliku pinnale keskenduda, vähendades konteineri seintelt või muudelt sisemistelt konstruktsioonidelt tulenevaid häireid. Selle omaduse tõttu töötab see erakordselt hästi väikestes mahutites või paagi seina lähedale paigaldamisel.
Antenni tüüp
80 GHz radar kasutab tavaliselt tasapinnalist maatriksantenni. Võrreldes sarvekujulise -kujulise antenniga, mida tavaliselt 26 GHz radarites kasutatakse, on sellel suurem vastupidavus häiretele, nagu tolm, aur ja kondensatsioon, ning suudab säilitada stabiilse töö isegi karmides tingimustes. Näiteks segatud tingimustes võivad vedeliku pinnal tekkida pöörised, vaht, pritsmed ja isegi valeliidesed, mis seab mõõteseadmete -häiringutevastasele võimele ja signaali teravustamisele äärmiselt kõrged nõuded. 80GHz kõrgsageduslik-radar, mis on oma lühikese lainepikkusega, signaali tugeva läbitungimistehnoloogiaga, kitsa kiirega kombineerinud signaali. tavalahendus vedeliku taseme mõõtmiseks segatud mahutites.
Kuidas valida 80 GHz ja 26 GHz vahel?
Olukorrad, kus eelistatakse 80 GHz radari taseme mõõturit:
Keerulised protsessid: paak sisaldab takistusi, nagu segajad, küttespiraalid ja redelid.
Miniatuursed mahutid: reaktorid, väikesed mahutid, töötlemisanumad (läbimõõt alla 1 meetri).
Keerulised kandja omadused: vedelikud/tahked ained, mis kalduvad vahutama, aurustuvad, mis põhjustab kondenseerumist või millel on madalad dielektrilised konstandid.
Nõutav -täpne mõõtmine: kasutatakse tehingute arveldamiseks, täpseks partiide jaotamiseks jne.
Piiratud paigaldustingimused: ebapiisav lühike toru pikkus või ei soovi/suuda lainejuhte paigaldada.
Tahke materjali mõõtmine, eriti madala dielektrilise konstandiga osakesed ja pulbrid.
Olukorrad, kus eelistatakse 26 GHz radari taseme mõõturit:
Standardsed suured mahutid: näiteks reservuaarid, toornafta mahutid, kanalisatsioonibasseinid jne, lihtsa sisekonstruktsiooniga.
Piiratud kulueelarve ja lihtsad töötingimused ilma eriliste väljakutseteta.
Tavaliste vedelike (vesi, õli, happed, leelised jne) ja kõrge dielektrilise konstandiga suspensioonide mõõtmine.
Kokkuvõte
Üldiselt on 80 GHz radari tasememõõturid oma suurepärase teravustamisvõime ja -häiretevastasusega muutumas eelistatud valikuks üha suurema hulga rakenduste jaoks, eriti töötlevas tööstuses ja keerulistes töötingimustes. Need vähendavad elutsükli kogukulusid nutikama paigalduse ja stabiilsema mõõtmise kaudu. Samal ajal säilitavad 26 GHz radari tasememõõturid küpse ja usaldusväärse tehnoloogiana tänu oma majanduslikele eelistele endiselt tugeva elujõulisuse paljudes standardsetes ja lihtsates tasememõõtmisrakendustes.
Radari tasememõõturid ei pruugi olla paremad, mida kõrgem on sagedus, ega ka tingimata halvemad, mida madalam on sagedus. Valiku tegemisel tuleks igakülgselt arvesse võtta selliseid tegureid nagu töötingimuste keerukus, täpsusnõuded, paigaldustingimused, kandja omadused ja projekti eelarve. Kõige sobivam variant on see, mis sobib teie töötingimustega.
