Radarnivåmätare är mätinstrument baserade på -flight-principen-. Med sina fördelar med beröringsfri mätning, starka anti-störningsförmåga, hög precision, lågt underhåll och lång livslängd, har de gradvis blivit den föredragna utrustningen i många scenarier för vätskenivåmätning.
Radarnivåmätare finns i frekvenser som 6GHz, 26GHz, 80GHz och 120GHz. I stort sett kan radarnivåmätare också delas in i hög- och låg-frekvenstyper. 26G och 80G radarnivåmätare är två vanliga typer. De största skillnaderna mellan 26G och 80G radarnivåmätare ligger i deras moduleringsfrekvens, våglängd, mätnoggrannhet, upplösning och blindzon. Generellt är högfrekventa radarnivåmätare dyrare.
Modulationsfrekvens och våglängd
Mikrovågor avser området för elektromagnetiska vågor med frekvenser från 300MHz till 300GHz, med motsvarande våglängder från 1mm till 1m. Det elektromagnetiska spektrumet inkluderar tre band: decimetervågor (frekvensområde 300MHz-3GHz), centimetervågor (frekvensområde 3~30GHz) och millimetervågor (frekvensområde 30~300GHz).
Förhållandet mellan våglängd och frekvens (c=λf, där c är ljusets hastighet) är som följer:
26G radarnivåmätare:
Modulationsfrekvensen är i allmänhet mellan 24 och 26 GHz, våglängden är cirka 11,5 mm, tillhörande centimetervågbandet.
80G radarnivåmätare:
Modulationsfrekvensen är i allmänhet mellan 78 och 82 GHz, våglängden är cirka 3,75 mm, tillhörande millimetervågbandet.
Mätnoggrannhet och upplösning
Generellt gäller att ju högre frekvens (kortare våglängd) radarn har, desto högre är dess rumsliga upplösning.
26G radarnivåmätare:
Detta tillhör pulsradar (PTOF). Arbetsprincipen för pulsradar liknar "ekolodsdetektering": den sändande enheten sänder periodiskt ut högfrekventa pulssignaler med extremt kort varaktighet (vanligtvis på nanosekundnivå). Efter att pulsen når mediets yta och reflekteras, registrerar den mottagande enheten tidsskillnaden (Δt) mellan sändning och mottagning och beräknar sedan vätskenivån med hjälp av formeln "avstånd=(ljushastighet × Δt) / 2". Dess kretsdesign är relativt enkel och kostnaden är låg, men den är begränsad av pulsbredden, har en blind zon på nära håll (vanligtvis 0,3-1 m) och har låg räckviddsupplösning (vanligtvis ±5 mm). Den är lämplig för scenarier med ett brett mätområde och låga noggrannhetskrav.
80G radarnivåmätare:
Detta tillhör frekvens-modulerad kontinuerlig vågradar (FMCW). Den sänder en kontinuerlig vågsignal med en frekvens som ändras linjärt med tiden, och överföringsfrekvensen har ett sågtands- eller triangulärt vågförhållande med tiden. När ekosignalen tas emot har sändningsfrekvensen ändrats. Vätskenivån beräknas genom att mäta frekvensskillnaden (Δf) mellan de sända och ekade vågorna, med användning av egenskapen att "Af är proportionell mot avståndet". Eftersom den använder kontinuerliga vågsignaler har FMCW-radarn en liten blind zon, en räckviddsupplösning på ±1 mm och starkare anti-interferensförmåga, vilket effektivt skiljer ekot från vätskeytan och närliggande hinder. Dess kretsar är dock komplexa och dess kostnad är relativt hög, vilket gör den lämplig för mätscenarier med hög-precision eller kort-räckvidd.
Strålvinkel
En betydande fördel med hög-mikrovågor är deras extremt lilla strålvinkel. 80GHz-radar har vanligtvis en strålvinkel på bara 3 grader -5 grader, medan 26GHz radar når 10 grader -15 grader. I trånga utrymmen eller komplexa förhållanden med hinder kan 80GHz-radarn bättre fokusera på vätskeytan, vilket minskar störningar från behållarväggar eller andra inre strukturer. Denna egenskap gör att den fungerar exceptionellt bra i små lagringstankar eller när den installeras nära tankväggen.
Antenn typ
80GHz radar använder vanligtvis en plan matrisantenn. Jämfört med den -hornformade antennen som vanligtvis används i 26GHz-radar, har den starkare motståndskraft mot störningsfaktorer som damm, ånga och kondens och kan bibehålla stabil drift även under svåra förhållanden. Till exempel, under upprörda förhållanden, kan virvlar, skum, stänk och till och med falska gränssnitt förekomma på vätskeytan, vilket ställer extremt höga krav på anti-interferensförmågan och signalfokusering hos mätutrustningen . 80GHz hög-högfrekvent radar, med dess korta våglängd, med sin korta våglängd, med sin korta våglängd och en stark signalförstärkning, snäva signalprocess, kombinerad, snäv signalprocess. teknologi, har blivit den vanliga lösningen för vätskenivåmätning i omrörda tankar.
Hur man väljer mellan 80GHz och 26GHz?
Situationer där 80GHz radarnivåmätare är att föredra:
Komplexa processer: Tanken innehåller hinder som omrörare, värmeslingor och stegar.
Miniatyriserade behållare: Reaktorer, små lagringstankar, processkärl (diameter mindre än 1 meter).
Komplexa mediaegenskaper: Vätskor/fasta ämnen som är benägna att skumma, avdunstning som leder till kondens eller har låga dielektriska konstanter.
Hög-precisionsmätning krävs: Används för handelsavräkning, exakt dosering, etc.
Begränsade installationsförhållanden: Otillräcklig kort rörlängd, eller ovillig/kan inte installera vågledare.
Fast materialmätning, speciellt partiklar och pulver med låg dielektrisk konstant.
Situationer där en 26GHz radarnivåmätare är att föredra:
Standard stora lagringstankar: såsom reservoarer, lagringstankar för råolja, avloppspooler, etc., med enkla inre strukturer.
Begränsad kostnadsbudget och enkla driftförhållanden utan speciella utmaningar.
Mätning av vanliga vätskor (vatten, olja, syror, alkalier, etc.) och slurry med höga dielektriska konstanter.
Sammanfattning
Generellt sett blir 80GHz radarnivåmätare, med sin överlägsna fokuseringsförmåga och anti{1}}störningsprestanda, det föredragna valet för ett ökande antal applikationer, särskilt i processindustrier och komplexa driftsförhållanden. De minskar den totala livscykelkostnaden genom smartare installation och stabilare mätning. Samtidigt bibehåller 26GHz radarnivåmätare, som en mogen och pålitlig teknik, fortfarande en stark lönsamhet i många standard- och enkla nivåmätningsapplikationer på grund av deras ekonomiska fördelar.
Radarnivåmätare är inte nödvändigtvis bättre ju högre frekvensen är, och de är inte heller nödvändigtvis sämre ju lägre frekvensen är. När du gör ett urval bör faktorer som komplexiteten i arbetsförhållandena, noggrannhetskrav, installationsförhållanden, mediaegenskaper och projektbudget övervägas heltäckande. Det mest lämpliga alternativet är det som är rätt för dina arbetsförhållanden.
