¿Cómo funciona el medidor de nivel por radar de onda guiada?
Medidor de nivel por radar (medidor de nivel por radar de onda guiada) En la medición de nivel sin contacto, la aplicación de la tecnología radar se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. El transductor en un medidor de nivel ultrasónico es el ojo, mientras que el cabezal de alta frecuencia y la antena en un medidor de nivel de radar son los ojos, y el procesamiento del eco es el cerebro del medidor de nivel. El medidor de nivel por radar hereda la tecnología de procesamiento de eco del medidor de nivel ultrasónico. ? La onda electromagnética emitida por el medidor de nivel de radar se refleja cuando golpea el medio medido. La calidad del eco reflejado refleja el efecto de aplicación del medidor de nivel. La calidad del eco se define como la amplitud mínima del eco (la amplitud del eco en las peores condiciones) en comparación con la amplitud máxima del ruido (la amplitud de los ecos falsos, las reflexiones multitrayecto, etc.). Cuanto mayor sea el valor de la calidad del eco, mejor será el efecto de la aplicación del medidor de nivel. ? La intensidad del eco se ve afectada principalmente por los siguientes factores: Cuanto más estable sea la constante dieléctrica del medio de propagación, más propicio será para la propagación. Las ondas de radar son ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas no se ven afectadas por la estabilidad del medio de propagación durante la propagación y solo están relacionadas con su constante dieléctrica. Ésta es una diferencia importante entre la tecnología de radar y la tecnología ultrasónica. ? Cuanto más lisa sea la superficie del medio medido, mayor será su constante dieléctrica, lo que favorece más la reflexión del eco. Por lo tanto, al considerar las condiciones de trabajo en el sitio, se debe prestar especial atención a estos dos aspectos: (1) La distribución de la constante dieléctrica del aire entre la antena y el medio medido (2) El estado de la superficie del medio medido y su dieléctrico. constante. ? Las ventajas del medidor de nivel por radar son: no se ve afectado por las fluctuaciones del aire, pequeña atenuación con la distancia y fuerte penetración. ?Limitaciones del radar: 1) La constante dieléctrica afecta el rendimiento del radar. Teóricamente, la atenuación del radar es muy pequeña en el vacío cuando hay sustancias en el aire que atenúan el radar, como por ejemplo: polvo que contiene alta dielectricidad (grafito, aleación de hierro). etc.), el vapor de agua es muy grande y la distancia de medición y el efecto se verán afectados. 2) Los gases volátiles del medio medido se acumularán en la antena y el vapor de agua se condensará en la antena. En este momento, afectará la emisión de ondas del radar. En casos severos, la onda del radar no se puede emitir. 3) La constante dieléctrica del medio medido no puede ser demasiado pequeña. 4) Aunque la temperatura y la presión tienen un impacto mínimo en el radar, las antenas de radar están hechas de materiales y el rango de temperatura y presión al que el radar puede adaptarse está relacionado con los materiales utilizados y la estructura de sellado. ? Los medidores de nivel por radar se han convertido en productos principales en el mercado. Aunque los medidores de nivel por radar de baja frecuencia tienen la ventaja de tener precios relativamente bajos, se están eliminando gradualmente en los principales campos de aplicación. Se sabe por la aplicación de medidores de nivel ultrasónicos que para obtener un mejor eco, la frecuencia de funcionamiento del transductor es de aproximadamente 40 KHz, la longitud de onda es de aproximadamente 9 mm y el ángulo de apertura de la onda emitida es de 7°-8°. Cuanto mayor es la frecuencia de trabajo, menor es su ángulo de apertura, pero menor su alcance. Por analogía con las ondas ultrasónicas, para obtener el eco con el efecto anterior, la frecuencia de funcionamiento del medidor de nivel de radar debe ser de 26 GHz. En este momento, su longitud de onda es de 11 mm. Cuando se utiliza un altavoz con un diámetro de 100 mm, se puede obtener una onda de emisión con un ángulo de apertura de 7°-8°. Si la frecuencia de funcionamiento del radar es de 6 GHz, equivale a que la frecuencia de funcionamiento de las ondas ultrasónicas sea de 10 KHz. Sin embargo, el medidor de nivel ultrasónico con una frecuencia de funcionamiento de 10 kHz tiene indicadores muy insatisfactorios en la medición de nivel, especialmente no es adecuado para la medición de nivel de materiales sólidos. En comparación con el radar de baja frecuencia, el radar de alta frecuencia tiene las siguientes ventajas: 1) Los medidores de nivel de radar de alta frecuencia (principalmente 26 GHz y 24 GHz) tienen alta energía y ángulos de haz pequeños (generalmente, el ángulo de haz de una antena de bocina Φ95 es 8o , y cuando el diámetro de la antena de bocina del radar de pulsos de baja frecuencia de 6 GHz es Φ246, el ángulo del haz es 15o), la antena tiene las ventajas de un tamaño pequeño y una alta precisión. 2) La longitud de onda del radar de 26 GHz es de 11 mm y la longitud de onda del radar de 6 GHz es de 50 mm. Cuando el radar mide el nivel del material a granel, la reflexión de las ondas del radar proviene principalmente de la reflexión difusa en la superficie del material. del material e inversamente proporcional a la longitud de onda. El diámetro de los materiales a granel es mucho menor que 50 mm, por lo que el radar de 26 GHz es actualmente la mejor opción para medir el nivel de materiales a granel. 3) En algunas aplicaciones de tanques pequeños con diámetro pequeño y altura corta, la antena de radar larga de 6 GHz (300-400 mm) prácticamente aumenta la zona ciega (aproximadamente 600 mm) debido a la pobre directividad (gran ángulo de apertura) del radar de 6 GHz. tanques pequeños Se producirá reflexión multitrayecto; el radar de 26 GHz tiene alta frecuencia, antena corta y buena directividad, lo que supera las deficiencias del radar de 6 GHz y es adecuado para mediciones de tanques pequeños.
4) Debido al duro entorno del sitio, la antena del radar acumulará suciedad, vapor de agua, etc. con el tiempo. La antena del radar de 26 GHz es pequeña y agregar un radomo puede mejorar en gran medida el impacto de la suciedad y el vapor de agua. La antena de radar de 6 GHz es grande y es difícil agregar un radomo. Además, el instrumento es pesado y difícil de limpiar. 5) Debido a la buena directividad del radar de 26 GHz, en muchas condiciones de trabajo difíciles, el radar se puede instalar fuera del contenedor para realizar mediciones mediante un simple aislamiento. ? En la actualidad, el precio del medidor de nivel de radar de 26 GHz es equivalente al del medidor de nivel de radar de 6 GHz, lo que promueve aún más la aplicación del medidor de nivel de radar de 26 GHz. ?Es previsible que la cuota de mercado de los medidores de nivel de radar de 6GHz se reduzca considerablemente. Con el avance de la tecnología, esperamos la aparición de medidores de nivel de radar con frecuencias más altas (como 90 GHz), ángulos de apertura más pequeños (como 2°, 3°) y tamaños más pequeños. Haremos esfuerzos incansables en este campo para lograr lo último en medición de nivel por radar. ? Medidor de nivel por radar de onda guiada: ¿un complemento a la medición de nivel por radar sin contacto? El medidor de nivel por radar de onda guiada emite un campo electromagnético de pulso con un radio de 100 mm centrado en el cable de la guía de ondas, se propaga hacia adelante a lo largo del cable y regresa cuando encuentra el medio. . Además de las características del radar sin contacto, el radar de onda guiada tiene buena directividad, baja frecuencia (500M-1GHz) y buena penetración. Las desventajas son obvias, especialmente en la medición de sólidos, es incómodo de depurar y mantener y, a menudo, desgasta o incluso rompe el cable. La penetración de baja frecuencia del medidor de nivel por radar de onda guiada se puede utilizar para lograr determinadas aplicaciones especiales. Por ejemplo: interfaz aceite-agua; y uso del reflejo final del cable para medir polvo con una constante dieléctrica muy pequeña (contenedor de polvo para eliminación de polvo), medición del nivel de polvo, etc. ?
En condiciones de trabajo de alta temperatura y alta presión, los medidores de nivel de radar de onda guiada tienen más ventajas que los medidores de nivel de radar de pulso (sin contacto). La antena del radar de pulso está compuesta de acero inoxidable y PTFE, y la temperatura máxima de funcionamiento del PTFE es de 200° y la presión máxima es de 4MP. Cuando el radar de onda guiada está hecho de acero inoxidable y cerámica, la temperatura máxima de funcionamiento es de 400° y la presión máxima es de 40MP. ?
Notas: ?La constante dieléctrica del medio, la posición del puerto de descarga, si la constante dieléctrica es baja y la concentración de polvo es alta en condiciones de trabajo, se recomienda reemplazar el tipo martillo o ¡Utilice un escáner de nivel 3D (principalmente un producto que rompe el cuello de botella de la medición y control de nivel para condiciones de trabajo con mucho polvo)!