در این مقاله از مجله اینترنتی مخاطب قصد داریم تا شما را با سطح سنج های راداری، برترین فناوری تشخیص و اندازه‌گیری سطح مخازن و تانک ها آشنا کنیم پس با ما همراه شوید. گاهی نیاز است که سطح مایعات را در مکانی خاص اندازه‌گیری نماییم. اغلب در شرایطی که فشار یا دمای آن محیط خیلی بالا باشد، نیازمند فناوری ویژه‌ای برای سنجش سطح مایع هستیم. سطح سنج راداری تکنولوژی نوینی در اختیار ما قرار می‌دهد، که با استفاده از آن می‌توانیم سطح را بسنجیم.
آداک فرایند سپهر نماینده وگا VEGA آلمان در زمینه فروش و خدمات پس از فروش انواع سطح سنج
کاربرد سطح سنج راداری
- اندازه گیری سطح مخازن مواد پودری و مایع متلاطم
- سطوح دارای فوم یا کف
- مواد دارای غبار
- جامداتی نظیر مخازن آهک یا سیمان با دقت در حد میلیمتر
فرستنده سطح سنج رادار چگونه کار می کند؟
سطح سنج راداری دستگاهی است که می‌تواند وجود اجسام و مواد را با به جمع آوری انعکاس امواج الکترومغناطیسی ساطع شده از خود تشخیص دهد. استقرار گسترده رادار اولین بار توسط بریتانیا و در طول جنگ جهانی دوم برای شناسایی بمب افکن های آلمانی انجام شد اما بسیار پیش از این اختراع شده بود.
در ابتدا، رادارها صرفاً برای اهداف نظامی و همچنی پیش بینی آب و هوا استفاده می‌شد. اما در سال‌های اخیر برای کاربردهای صنعتی نیز استفاده می‌شود. اندازه گیری سطح مایعات و جامدات یکی از این کاربردها است.
اندازه گیری سطح توسط رادار بر اساس اصل اندازه گیری زمان مورد نیاز برای امواج مایکروویو است. بدین ترتیب که یک سیگنال از طریق فرستنده ارسال و پس از برخورد با سطح مایع مورد نظر با آنتن رادار باز کی‌گردد. در نهایت تجهیزات الکترونیکی این اختلاف زمان میان دو پالس را به فاصله تبدیل کرده و بدین ترتیب سطح مایع را گزارش می‌کنند. هر رادار از فرستنده هایی تشکیل شده است که امواج رادیویی یا الکترومغناطیسی با فرکانس بسیار بالا و در محدوده گیگاهرتز (گیگاهرتز) ساطع می‌کنند.
دو نوع فرستنده سطح سنج رادار وجود دارد:
- فرستنده رادار موج هدایت شونده
- فرستنده رادار نوع غیر تماسی
1. فرستنده رادار موج هدایت شونده
این نوع رادار بر اساس اصل “زمان انتشار موج” کار می‌کند. این وسیله شامل یک محفظه اجزای الکترونیکی و یک موجبر یا همان کاوشگر است که وظیفه هدایت موج رادیویی به داخل محفظه مورد نظر را ایفا می‌کند. پالس‌های الکترومغناطیسی کم انرژی با فرکانس 1 گیگاهرتز هم جهت با کاوشگر به سمت پایین حرکت می‌کند، این امواج با سرعت نور به داخل محیط منتقل شده و پس از بازگشت مجدد انرژی جزئی آنها توسط مدار حسگر اندازه‌گیری می‌شود.
شدت این بازتاب به مقدار ثابت دی الکتریکی محیط بستگی دارد.علم الکترونیک تاخیر زمانی بین سیگنال ارسالی و منعکس شده را اندازه گیری و بدین ترتیب فاصله سطح مایع را با استفاده از فرمول محاسبه می‌کند:
فاصله سطح مواد با رادار، برابر است با (سرعت نور ضربدر مدت زمانی که طول می‌کشد تا امواج به رادار برگردند)تقسیم بر 2. سپس ارتفاع مخزن از مقدار فاصله کم شده و ارتفاع سطح مواد بدست می‌آید.
فرستنده سطح رادار با ارتفاع مخزن برنامه ریزی شده و سطح مربوطه توسط ریزپردازنده محاسبه می شود. این رادار همچنین برای اندازه‌گیری سطح مقطع مایع-مایع نیز استفاده می‌شود به شرطی که مقدار دی الکتریک محیط لایه بالایی کم باشد و تفاوت ثابت دی الکتریک لایه دوم بیش از 3 باشد. پالس های الکترومغناطیسی باقیمانده پس از اولین بازتاب به حرکت در کاوشگر و در امتداد محیط با دی الکتریک کم ادامه می‌دهد و نهایتاً دوباره به عقب بازتاب می‌شود. سیگنال منعکس شده دوم سطح مایع زیرین را تعیین می‌کند.
مزایای سطح سنج هدایت شونده:
- اندازه گیری دقیق و قابل اعتماد سطح مایعات، دوغاب ها، خمیرها، سطح مقطع دو مایع و جامدات را فراهم می‌کند.
- مناسب برای مواد با ثابت دی الکتریک پایین.
- تربولانس مایع، تغییر در چگالی، ثابت دی الکتریک، رسانایی، کف، غبار، دما و فشار در عملکرد آن تاثیر ندارد.
- نیاز به تعمیر و نگهداری زیاد ندارد زیرا قطعات متحرک ندارد.
2. فرستنده رادار غیر تماسی
این رادار از یک سیگنال مایکروویو با فرکانس بالا و در حدود 26 تا 80 گیگاهرتز استفاده می‌کند که از طریق آنتن به سطح محصول منتقل می‌شود. فرکانس آن به صورت خطی در طول اندازه گیری افزایش می‌یابد.
سیگنال تابیده شده از سطح مایع منعکس می‌شود و پس از رسیدن به آنتن یک تاخیر زمانی در سیگنال دریافتی ثبت می‌شود. پس از محاسبه اختلاف فرکانس ارسالی و دریافتی می‌توان به سادگی سطح مایع مورد نظر را اندازه‌گیری نمود.
فرکانس موج ارسالی توسط فرستنده سطح سنج بر عملکرد رادار تأثیر می‌گذارد. فرکانس کمتر باعث افزایش عرض پرتو و کاهش حساسیت ناشی از بخار، کف و رسوب روی آنتن می شود.
با فرکانس بالاتر، عرض پرتو باریک می‌شود که تأثیر نازل، دیوار و قسمت داخلی مخزن را به حداقل می‌رساند.
مزایای سطح سنج راداری غیر تماسی
- برای سطح سنجی انواع مایعات، جامدات و گرانول‌ها مناسب است.
- عملکرد قابل اعتماد با دقت بالا تا 1 میلی متر دارد.
- انتخاب آنتن – متناسب با کاربرد مورد نظر می‌توان از میله مهر و موم شده، بوق، قطره یا سهموی به عنوان آنتن استفاده کرد.
- تحت تاثیر تربولنس مایع، تغییر در چگالی، ثابت دی الکتریک، رسانایی، کف، غبار، دما و فشار نمی‌باشد.
تشخیص دقت اندازه‌گیری سطح سنج راداری
پارامترهایی که باید هنگام انتخاب یک ابزار اندازه گیری سطح راداری در نظر گرفته شوند دستیابی به دقت مطلوب عبارتند از:
- وضوح محدوده (پهنای باند) و فرکانس.
- دقت قابل دستیابی سطح سنج راداری موجود به شدت به نوع کاربرد بستگی دارد
- طراحی آنتن، نصب مکانیکی، وضعیت و کیفیت الکترونیک و پردازش اکو
- نرم افزار به کار گرفته شده حتی اگر اثرات تغییرات دما و فشار بی نهایت کوچک باشد،
با این حال از روش هایی موسوم به روش جبران نیز برای این پارامترها استفاده می‌شود. سایر تأثیرات بر دقت یک ابزار موجود شامل نسبت سیگنال به نویز و تداخل است.
وضوح یکی از عوامل متعددی است که بر دقت رادار سطح سنج تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال دقت بالای سطح سنج را می‌توان با بررسی فاز یک موج منزوی بدست اورد. معمولا رادارهای سطح سنج در امتداد یک منحنی کار می‌کنند که طول آن به پهنای باند بستگی دارد.. هر چه پهنای باند بیشتر باشد، وضوه موج دریافتی بیشتر خواهد بود.
نقطه ضعف سیستم های راداری
- نصب و راه اندازی صحیح آنها باید مطابق اصول و عملکردهای مجاز دستگاه باشد. در غیر اینصورت ممکن است مشکل ساز شود. از جمله این مشکلات این است که در صورت نصب غیر اصولی چرخه عمر رادار کوتاهتر می‌شوند. یک دلیل مهم این مساله این است که به دلیل وجود بخار یا انسداد در مخزن مایع مورد نظر، منجر به لرزش دستگاه شده و در نتیجه عمر دستگاه کوتاه می‌شود. طراحی سیستم اندازه گیری سطح رادار بسیار مهم است و طراحان سیستم‌ها باید توجه داشته باشند که فرستنده‌ها و گیرنده‌ها در کجا قرار می‌گیرند تا تأثیر عواملی مانند لرزش به حداقل برسد.
- معمولا سطح سنج‌ها برای اندازه‌گیری سطح مایعات و مختلف و درمخازن متفاوت به کار می‌روند. دقت اندازه گیری سطح نباید تحت تاثیر حجم مایع مورد نظر باشد. به عنوان مثال. در شرایطی که مخازن بسیار پر یا نزدیک به خالی هستند، ممکن است دقت به دلیل بازتاب موج از دیواره مخزن کاهش یابد.
- رادار نباید به نوع ماده بستگی داشته باشد. مثلا سطح بنزین یا هر ماده برهمکنش کننده دیگری باید به قطعات رادار آسیب وارد کند.
- همچنین موج ورودی ممکن است در اثر برخورد با دیواره یا سایر سطوح مخزن بازتاب و دچار پراش گردد. این موج پراکنده شده نباید دقت محصول را تغییر دهد.
- طول و عرض مخزن نباید دقت رادار را تحت تاثیر قرار دهد.
شرکت آداک فرآیند سپهر به عنوان بزرگترین تامین کننده سطح سنج در ایران، این فرصت را برای صنایع و سازمان‌ها فراهم کرده‌است که بدون واسطه و با نازلترین قیمت، تجهیزات مورد نیاز خود را تهیه کنند. تمامی تجهیزات دارای گارانتی و ضمانت اصالت هستند. اگر برای خرید سطح سنج راداری و انتخاب نوع آن به مشاوره نیاز دارید، با ما تماس بگیرید.