Akademia automatyki
25 Październik 2016
Pierwszy na świecie radar 80 GHz do pomiaru poziomu cieczy
W maju 2016 roku światowy lider w produkcji mierników do przemysłowych pomiarów poziomu – niemiecka firma VEGA – wprowadził na rynek pierwszą na świecie sondę radarową poziomu cieczy pracującą na częstotliwości 80 GHz. Co oznacza ta nowinka technologiczna i czy nie jest tylko chwytem marketingowym podobnym do megapikseli w aparatach fotograficznych?
Aby skutecznie wykryć poziom w zbiorniku, sygnał odbity od medium musi być łatwy do odróżnienia od poziomu szumów. Na poziom szumów (fałszywych ech) wpływ ma skupienie wiązki – im wiązka fali jest szersza (mniejsze skupienie) tym ilość szumów jest większa, co utrudnia lub uniemożliwia skuteczny pomiar bezkontaktowy (fala odbija się od np. wewnętrznych elementów konstrukcyjnych zbiornika). W wielkim uproszczeniu – należy zatem dążyć do jak najmniejszego kąta wiązki (największego jej skupienia)
Dotychczas, przy stosowaniu urządzeń radarowych o częstotliwości 26 GHz węższą wiązkę można było uzyskać poprzez zwiększenie wielkości anteny. To jednak rodzi wiele problemów natury aplikacyjnej – brak miejsca na montaż, brak możliwości montażu króćca o dużych średnicach itp. Właśnie dlatego, przy zachowaniu tej samej wielkości anteny, większe skupienie wiązki (wąski kąt) uzyskuje się stosując wyższą częstotliwość – VEGAPULS 64 z częstotliwością 80 GHz zapewnia antenę 80 mm z kątem wiązki tylko 3°. Dla porównania, konwencjonalny czujnik radarowy z częstotliwością 26 GHz i anteną o tej samej wielkości ma kąt wiązki około 10°. W celu jeszcze lepszego zobrazowania różnicy pokusimy się o kolejny przykład – tam gdzie kiedyś (26 GHz) potrzebna była antena DN250 teraz (80 GHz) wystarczy nam zaledwie DN80, a zamiast przyłącza kołnierzowego DN50 – gwintowe G ¾ (taki sam kąt wiązki). To sprawia, że radary 80GHz stosowane mogę być w zupełnie nowych aplikacjach.
Ale możliwość zachowania wąskiego kąta wiązki przy zachowaniu małych rozmiarów anteny to nie wszystko. Nowa generacja sond VEGAPULS 64 to także zwiększenie dynamiki sygnału, zakres do 120 m, czas reakcji zaledwie 0,7 sekundy oraz brak tzw. strefy martwej (brak reakcji radaru gdy mierzony materiał jest zbyt blisko anteny). Co oznaczają te cechy? Między innymi:
zwiększona została niewrażliwości na zapylenie, zaparowanie, narost na antenie, pianę na powierzchni czy kondensację pary wodnej na antenie
możliwe jest stosowanie radarów do pomiaru odległości (do których do tej pory stosowano urządzenia laserowe – wrażliwe na mgłę i zapylenie).
możliwy jest pomiaru poziomu cieczy w małych zbiornikach – poniżej 50 cm.
Odpowiedź na potrzeby użytkowników
Nowa generacja sond radarowych poziomu cieczy jest przede wszystkim odpowiedzią na głosy ze strony służb utrzymania ruchu dotyczących uproszczenia ich kalibracji (brak ech fałszywych), obsługi (czyszczenia anten) czy niezawodności (zapylenie, piana na powierzchni, zaparowanie i zabrudzenie anteny). Szczególnie przydatna jest możliwość pomiaru przy grubej warstwie piany oraz znacznie większa elastyczność przy doborze urządzenia do istniejących i niezbyt optymalnych króćców na zbiornikach. Dodatkowo, szybkość działania, bardzo małe króćce pomiarowe G ¾ oraz brak strefy martwej otwiera całkiem nowe możliwości w zakresie pomiarów w bardzo małych zbiornikach o trudnych warunkach pomiarowych,a także w pomiarach odległości.
Warto obejrzeć filmy prezentujące wszystkie zalety nowej generacji sond radarowych poziomu VEGAPULS 64:
