توضیحات
روش راداری یکی از روش های پرکاربرد اندازه گیری در حوزه ی سطح است و جزوه امواج الکترومغناطیسی طبقه بندی میشود، امواج الکترومغناطیسی از سطح یک آنتن به سطح سیال تابیده می شود در اثر رفلکت یا برگشت فرکانش تغییر خواهد کرد به کمک این تغییر فرکانس می توان به راحتی سطح سیال را سنجید.
ترانسمیتر سطح راداری Radar level measurement برند اندرس هاوزر Endress + Houser در سری های زیر ارائه می گردد:
- FMR62B – 80 GHz
- FMR52
- FMR57
- FMR60B – 80 GHz
- FMR63B – 80 GHz
- FMR66B – 80 GHz
- FMR67B – 80 GHz
- NMR81
- NMR84
- FMR51
- FMR54
- FMR50
- FMR56
- FMR60
- FMR62
- FMR67
- FMR53
- FMR532
- FMR540
در ابتدا به توضیح کاملی درباره نحوه ی عملکرد ترانسمیتر های سطح راداری می پردازیم:
این روش یکی از پرکاربردترین روش با دقت اندازه گیری بالا می باشند در این روش امواج ارسالی تا زمانیکه به یک ضریب گذر دهی مناسب نرسkد به راه خود ادامه می دهkد و وقتی به مقداری بیش از 1.8 (۱.۸ < εr) رسید بازتابیده می شود و از مزیت های این روش این است که گرد و غبار و بخار غیره روی اندازه گیری آن تاثیر نمی گذارد.
در واقع ما برای ارسال امواج نیاز به یک آنتن داریم که وقتی این امواج از طریق آنتن تابیده می شوند در حالت برگشت فرکانس این امواج تغییر می کند که از طریق این تغییر فرکانس ما پی به ارتفاع امواج می بریم.
انواع ترانسمیتر سطح راداری
ترانسمیترهای سطح راداری به دو نوع تماسی (contact) و غیرتماسی (Non-contact) تقسیمبندی میشوند.
در ترانسمیترهای راداری غیرتماسی هیچ تماس مستقیمی بین ترانسمیتر سطح و سیال فرایند وجود ندارد و ترانسمیتر از یک آنتن برای ارسال امواج رادار به درون سیال و دریافت انعکاس آنها از سطح سیال بهره می برد.
در ترانسمیتر سطح راداری تماسی، از یک پروب یا سیم استفاده میشود که با سیال فرایند درون تانکر یا مخزن در تماس است. در واقع از پروب یا سیم به عنوان هدایتکننده امواج به درون سیال و نیز بازگشت یا انعکاس آنها از سطح سیال به ترانسمیتر استفاده میشود.
ترانسمیترهای سطح راداری تماسی
در ترانسمیتر سطح راداری تماسی، از یک Rod یا کابل برای انتقال سیگنال به درون مخزن سیال استفاده میشود . ترانسمیترهای سطح راداری تماسی خود به دو نوع زیر تقسیم می شوند:
ا-هدایتکننده امواج (Guided Wave Radar) یا GWR
ترانسمیتر GWR پالسهای الکترومغناطیسی با فرکانس بالا و دامنه پایین را از طریق پروب یا سیم به درون مخزن سیال ارسال میکند و سپس دامنه امواج منعکسشده بازگشتی را بررسی میکند. دامنه امواج بازگشتی به ثابت دیالکتریک سیال منعکس کننده امواج بستگی دارد. هرچقدر ثابت دیالکتریک سیال بزرگتر باشد، دامنه امواج بازتاب شده نیز بزرگتر خواهد بود.
2- سنسور اختلاف فاز (Phase Difference Sensor) یا PDS تقسیم میشوند:
ترانسمیتر سطح تماسی اختلاف فاز یا PDS از طریق یک پروب امواج فرکانس بالا به درون سیال ارسال میکند. زمانی که سیگنال به سطح سیال میرسد، فرکانس آن به دلیل تغییر ناگهانی در امپدانس سنسور در سطح سیال، دچار تغییر میشود. ترانسمیتر PDS اختلاف فاز بین سیگنالهای ارسالی و دریافتی را اندازه میگیرد و فاصله و نهایتا سطح سیال درون مخزن را از روی آن محاسبه میکند. در تصویر زیر نمایی از طرز کار یک ترانسمیتر سطح تماسی اختلاف فاز نشان داده شده است.
ترانسمیترهای سطح راداری غیرتماسی
در ترانسمیترهای راداری غیرتماسی بین ترانسمیتر سطح و سیال فرایند هیچ تماس مستقیمی وجود ندارد و از یک آنتن برای ارسال امواج رادار به درون سیال و دریافت انعکاس آنها از سطح سیال استفاده میشود. که به دو نوع FMCW و پالسی تقسیم میشوند.
روش های اندازه گیری سطح راداری غیرتماسی :
- 1- رادارهی پالسی
- 2-رادارهای فرکانسی پیوسته FMCW
نحوه ی عملکرد نوع رادارپالسی به این گونه است که ابتدا موجی در 1ns ارسال می شود و به تعبیری در 500ns استراحت می کند تا در نهایت امواج برگشتی به ترانسمیتر ارسال شود که بدین ترتیب پی به ارتفاع خواهیم برد.لازم به ذکر است که این روش برای مخازن با ارتفاع کوچک مناسب می باشند چون در فاصله کم امواج با سرعت بالا عمل می کنند بنابراین برای مخازن با ارتفاع نهایت 45 متر به کار گرفته می شوند.
برای ارسال امواج الکترو مغناطیسی حتما نیاز به یک آنتن داریم، وجود آنتن یکی از پارامترهای جداناپذیر استفاده از این روش اندازه گیری خواهد بود. رادار ها دارای انواع مختلف و شکل های مختلفی دارند که هر کدارم بابت یک نوع اندازه گیری خاص از آنها استفاده می شود در ادامه انواع مختلف رادارها اشاره خواهد شد.
این نوع روش اندازه گیری دارای دقت بالایی می باشد و برخلاف روش اولتراسونیک در کیس هایی که گرد و غبار، خاک یا بخار حاصل از تبخیرو …که ضریب گذردهی آنها کمتر از 1.8 (۱.۸ > εr) می باشد هیچ تاثیری روی دقت اندازه گیریشان نمی گذارد و به جرأت می توان گفت در جاهایی که دقت اندازه گیری بیشتر مورد تاکید است استفاده می شوند.
علاوه بر این رادارها خیلی وابسته به دما و فشار نیستند در دماها و فشار های مختلف میتوان از سنسور های استفاده کرد و عملا هیچ گونه محدودیتی بابت نوع شرایط پروسسی که در داخل سیال است نخواهیم داشت.
این نوع لول ترنسمیتر در در ارتفاع های مختلف می توان از آن استفاده کرد و بعضا تا حدود 70 متر می توان از این اردار استفاده کرد و سطح را سنجید. از لحاظ قیمت هم جزوه محصولات گران قیمت به شمار می رود.
انواع آنتن های لول ترانسمیتر راداری اندرس هاوزر:
- شیپوری Horn
- میله ای Rod
- تخته ای Planner
- سهموی وارParabolic
در اینجا به معرفی این سری FMR240 می پردازیم:
این سری برای اندازه گیری مداوم و بدون تماس سطح مایعات، خمیرها، دوغاب ها و جامدات استفاده می شود. اندازه گیری تحت تأثیر تغییر محیط، تغییرات دما، گاز یا بخار قرار نمی گیرد.
در ضمن محدوده اندازه گیری قابل استفاده به اندازه آنتن، بازتابی محیط، محل نصب و بازتاب تداخل نهایی بستگی دارد. که حداکثر محدوده قابل تنظیم عبارت است از:
- 20 متر برای Micropilot M FMR23x
- 40 متر برای Micropilot M FMR24x (basic version)
- 70 متر برای Micropilot M FMR24x FMR244
شایان به ذکر است حداکثر محدوده اندازه گیری قابل تنظیم برای FMR240 با آنتن بوقی 100 میلی متری (4 اینچ) می باشد. البته در کاربردهای جامد 30 متر (98 فوت) توصیه می شود.
در اینجا هم قطر زاویه پرتو W و اندازه فاصله D این سری معرفی می گردد:
نحوه اتصال اتصال فرآیند و آنتن این سری نیز در زیر آمده است:
مشخصات فنی لول ترانسمیتر راداری اندرس هاوزر FMR240:
مشخصات فنی لول ترانسمیتر راداری FMR240 به شرح زیر میباشد:
- خروجی 4-20 میلی آمپر
- دارای آنتن کوچک با سایز 40mm
- دقت اندازه گیری 3mm
- جنس :wetted part SS316L و Hastelloy C
- دارای گواهینامه های بین المللی محافظت در برابر انفجار
کاربرد لول ترانسمیتر راداری اندرس هاوزر FMR240:
لول ترنسمیتر Micropilot FMR240 دارای آنتن با چهار تا سایز 40mm، 50mm، 80mm و 100mm می باشد که از سایز 40mm می توان برای مخازن کوچک استفاده کرد . FMR240 برای اندازه گیری پیوسته و بدون تماس سطح مایعات، خمیرها، دوغاب ها و جامدات استفاده می شود. اندازه گیری تحت تأثیر تغییر سیال، تغییرات دما، گاز یا بخار تاثیر پذیر نیست.
ملاحظات طراحی لول ترانسمیتر راداری FMR240:
در طراحی و انتخاب سایز آنتن ابتدا باید به نوع سیال توجه کنیم تا با توجه به ضریب گذردهی میزان رسانایی سیال را تعیین کنیم. و همچنین علاوه بر میزان رسانایی باید نوع مخزن را هم مشخص بکنیم.
به عنوان نمونه اگر سیال مایع است و ضریب گذردهی آن بیشتر از 10 می باشد. (شامل محلول های آبی، اسیدهای رقیق و قلیایی) با توجه به نوع مخزن که به عنوان مخزن مخزن ذخیره است یا مخزن بافر طول آنتن مورد استفاده برای لول ترنسمیتر انتخاب میشود.
مثلا برای همین سیالات اگر مخرن ذخیره مدنظر باشد با توجه به دیتا شیت با آنتن 40mm می توان طول مخزن را مکازیمم 15 در نظر گرفت و بالاتر از این، این طول از آنتن پاسخگو نمی باشد.
مزایا ترانسمیتر سطح راداری اندرس هاوزر FMR240
لول ترانسمیتر راداری اندرس هاوزر مدل FMR240 دارای مزایای زیادی میباشد که در زیر به برخی از آنها اشاره میکنیم:
- اندازه گیری بدون تماس: اندازه گیری تقریباً مستقل از خواص محصول است
- تکنولوژی 2 سیم، قیمت پایین: جایگزینی واقعی برای اختلاف فشار، شناورها و displacer ها.
- تکنولوژی 2-سیم هزینه های سیم کشی را کاهش می دهد و امکان پیاده سازی آسان در سیستم های موجود را فراهم می کند
- راه اندازی، مستندسازی و تشخیص آسان از طریق نرم افزار Endress+Hauser
- عملیات آسان در محل یا سایت از طریق صفحه نمایش الفبایی مبتنی بر منو برای نظارت بر سطح (MIN، MAX) تا SIL2 طبق استاندارد IEC 61508/IEC 61511-1 استفاده می شود.
- پیاده سازی این پروتکل به ترتیب امکان پذیر است. ( هارت و فیلدباس )
لازم به ذکر است که این سری توسط Manufacturer تولید نمی شود و تایپ جایگزین آن سری Micropilot FMR51 می باشد که در زیر دیتا شیت آن به صورت لینک پیوند ارائه گردیده است:
در اینجا توضیحات درباره ی details نصب آورده شده است:
1-فاصله توصیه شده A از دیوار تا لبه بیرونی نازل: تقریبا 1.6 از قطر تانک یا مخزن و با این وجود، دستگاه نباید نزدیکتر از 15 سانتی متر (5.91 اینچ) به دیواره مخزن نصب شود.
2- در مرکز نصب نشود زیرا تداخل باعث از دست دادن سیگنال می شود
3- در بالای ورودی سیال به داخل مخزن وصل نشود
در ضمن مطابق شکل زیر از هرگونه نصب (کلیدهای سطح نقطه، سنسورهای دما، مهاربندها، حلقه های خلاء، کویل های گرمایش، بافل و غیره) در داخل پرتو سیگنال خودداری کنید. حتما زاویه پرتو را در نظر بگیرید
و در آخر مطابق شکل زیر صفحه های فلزی نصب شده در یک شیب، سیگنال رادار را پخش می کنند بنابراین می توانند انتشارهای تداخل را کاهش دهند.
تجهیز صنعت تامین کننده و وارد کننده انواع ترانسمیتر های سطح رادای، التراسونیک، اختلاف فشاری از برندهای اندرس هاوزر، روزمونت، وگا و سایر برند های معتبر دنیا میباشد. برای کسب اطلاعات فنی و مشاوره و استعلام قیمت ها با کارشناسان فروش ما در تماس باشید.