Радарные уровнемеры

Радарные измерители уровня используют передовую технологию обработки эхо-сигналов во временной области с широким спектром применений, позволяющим измерять низкую диэлектрическую постоянную твердых материалов, а также оценивать уровень жидкости и среднюю поверхность. Клиент может выбрать между коаксиальной, стержневой или тросовой моделями радарных измерителей уровня, подходящими для измерения уровня жидкости при высокой температуре и давлении.

По сравнению с ультразвуковыми, радарные уровнемеры обеспечивают более точные измерения, имеют меньшую зону нечувствительности и могут работать при высоких давлениях в резервуаре.

Прародителями радарных измерителей уровня стали радиодальномеры, применяемые, в основном в военной авиации. В этих устройствах для измерения расстояний использовалось запаздывание принятого радиосигнала относительно излученного.

Однако долгое время не удавалось использовать технические решения, разработанные в военной промышленности, для создания радарных измерителей уровня из-за низкой надежности и высокой стоимости вакуумных генераторов СВЧ. Радиовысотомерам, применявшимся военной промышленностью, не требовался длительный период непрерывной работы, в то время как для радарных измерителей этот фактор измеряется годами.

Прорыв в этой области произошел после появления на рынке доступных коммерческих, надежных полупроводниковых генераторов СВЧ, а также высокоточных синтезаторов частоты и сигнальных процессоров, которые позволили реализовать обработку сигнала с высокой точностью измерения относительно простыми средствами.

Виды радарных уровнемеров

Все радарные уровнемеры работают на основе принципа измерения времени, которое требуется радиоволне, испущенной антенной уровнемера, чтобы достичь поверхности продукта, а затем вернуться обратно.

Самым простым методом является импульсный, который заключается в измерении задержки времени между отправленным и принятым импульсом. Однако он не нашел широкого применения в задачах высокоточного измерения уровня из-за его ограничений в точности.

Более перспективным является радарный уровнемер, использующий непрерывное модулированное по частоте радиоизлучение. В таких устройствах микроволновый генератор формирует радиосигнал с изменяющейся во времени частотой, создавая линейный частотно-модулированный сигнал. Этот сигнал направляется к продукту, отражается от него и возвращается обратно в антенну через определенное время, зависящее от скорости света и расстояния. После смешивания, излученного и отраженного сигналов в устройстве уровнемера, формируется сигнал, частота которого соответствует разности частот излученного и принятого сигналов, что позволяет определить уровень наполнения резервуара после дальнейшей обработки сигнала микропроцессорной системой устройства.

Преимущества радарных уровнемеров

1. Обеспечивают высокую точность измерений даже при экстремальных условиях, таких как высокие температуры, давления и агрессивные среды.
2. Работают независимо от физических свойств измеряемого материала, таких как плотность, вязкость и температура.
3. Обладают длительным сроком службы и требуют минимального технического обслуживания.
4. Позволяют проводить измерения уровня в широком диапазоне температур и давлений.
5. Легки в установке и настройке.

Применение радарных уровнемеров

Радарные уровнемеры широко применяются в различных отраслях промышленности для точного измерения уровня жидкостей, сыпучих материалов или сырья. Некоторые основные области их применения включают в себя:

 Химическая промышленность: Радарные уровнемеры используются для контроля уровня химических реагентов, жидких и порошкообразных продуктов, а также для мониторинга процессов смешивания и дозирования.

1. Нефтеперерабатывающая промышленность: В этой отрасли радарные уровнемеры применяются для измерения уровня нефти, воды, контроля запасов.
2. Пищевая промышленность: Радарные уровнемеры используются для измерения уровня жидких продуктов, например молока, сока, воды, а также для контроля уровня сыпучих материалов в производстве пищевых продуктов.
3. Водоснабжение и сточные воды: Радарные уровнемеры применяются для контроля уровня воды в резервуарах, бассейнах, а также для управления процессами очистки и переработки сточных вод.
4. Энергетика: В энергетической отрасли радарные уровнемеры используются для контроля уровня топлива, масла, воды и других рабочих жидкостей в энергетических установках.

Вот еще примеры областей, где радарные уровнемеры находят широкое применение:

• Цементные заводы
• Очистка воды
• Электростанции
• Фабрики по производству бумаги
• Заводы по производству стали

Как выбрать радарный уровнемер

На сегодняшний день на рынке представлено множество моделей радарных уровнемеров с диапазоном измерения до 70 метров, паспортной точностью от ±0,5 мм до ±10 мм и ценой от 0,8 до 10 тысяч долларов.

Первым шагом является тщательное изучение объявленных технических характеристик, поскольку методы нормирования метрологических параметров могут немного различаться у разных производителей. Например, некоторые производители могут указывать параметр "разрешающая способность" вместо точности, что не одно и то же.

Как было отмечено ранее, потребитель должен понимать, что потенциальная точность и чувствительность определяются в основном высокочастотной частью уровнемера, а именно антенной и СВЧ-блоком. Соответственно, правильная обработка сигнала, которая обычно хорошо выполнена в большинстве уровнемеров, позволяет извлечь максимум информации из выхода СВЧ-блока, но не может добавить дополнительную информацию. Как было показано ранее, чем выше используемая частота, тем больше информации на выходе СВЧ-блока.

Поэтому важно обратить внимание на рабочую частоту уровнемера, поскольку, независимо от заявленной точности, чем выше частота, тем более обоснована и гарантирована точность. Следует учитывать, что высокочастотные радарные уровнемеры обычно более дорогостоящие.

Радарные уровнемеры представляют собой надежный и точный инструмент для контроля уровня жидкости или твердого материала в различных промышленных процессах, обеспечивая высокую производительность и безопасность операций.