Radarnivåmåling forklart

Markedet tilbyr et bredt utvalg av modeller som bruker forskjellige metoder for nivåmåling. Hvilken løsning som er best for prosessen i din virksomhet, avhenger av dens spesifikke egenskaper og krav.

Så hvilken type sensor bør du velge – trykk, hydrostatisk, kapasitiv, ultralyd eller en annen? Hver har sin plass, men radarteknologi skiller seg ut for sin allsidighet i en rekke anvendelser. Når den kombineres med IIoT-funksjoner, forenkler den overvåking og kontroll betydelig.

Radarnivåsendere fungerer vanligvis etter ett av to prinsipper: flytid (ToF) eller frekvensmodulert kontinuerlig bølge (FMCW). Følgende avsnitt forklarer hvert av disse i detalj.

Med denne metoden bestemmer radarenheten avstanden til produktets overflate ved å sende ut radarimpulser som reflekteres fra overflaten og returneres til enheten. Antennen mottar det reflekterte signalet og overfører det til elektronikken, hvor mikroprosessoren analyserer ekkoet og beregner tiden det tar for signalet å returnere.

Avstanden (D) til overflaten er proporsjonal med flytid (t) for pulsen fra radaren. Her er formelen mikroprosessoren bruker:

D = c · t/2

Her representerer c lyshastigheten.

Etter at enheten har funnet avstanden (D), kan den beregne nivået (L) basert på den tomme avstanden (E):

L = E-D

For denne metoden sender radarsensoren ut et høyfrekvent signal. Denne frekvensen øker over tid og skaper det vi kaller en frekvenssveip eller signalsveip. Dette signalet reflekteres fra produktets overflate, mottas av antennen og overføres til elektronikken med en tidsforsinkelse (t).

Den mottatte frekvensen avviker fra den utsendte frekvensen, og forskjellen (Δf) er proporsjonal med ekko-kurven. Den bruker Fourier-transformasjonen i et spektrum, som vist her:

Enheten bestemmer nivået ved å beregne forskjellen mellom tankhøyden og den målte avstanden. Selv om denne metoden er mer kompleks enn ToF-metoden, håndteres alle beregninger internt av enheten, noe som sikrer nøyaktige resultater uten ekstra innsats.

Det er viktig å forstå frekvensbåndene eller konsultere en ekspert for å finne ut hvilken alternativ som passer best for anvendelsen. Berøringsfrie nivåsensorer er tilgjengelige i fire forskjellige bånd, hvor de fleste opererer på 6 GHz, 10 GHz eller 26 GHz.

Nylig har radarsensorer med 80 GHz-kapasitet kommet på markedet. Disse gir betydelige fordeler for prosessinstallasjoner, spesielt i anvendelser der tradisjonelle radarsendere krever mer plass for strålevinkelen.

Hvilket frekvensbånd er best for prosessen i din virksomhet? Svaret avhenger av flere anvendelsesspesifikke faktorer. Du kan enten gjennomføre detaljert forskning eller sende prosessdataene til en ekspert for veiledning – det første gir grundighet, mens det siste sikrer hastighet.

IIoT-radarsensorer representerer den nyeste generasjonen av kompakte nivåmåleapparater. Modeller som Micropilot FWR30 fra Endress+Hauser er designet for enkel installasjon i små tanker og kan flyttes etter behov.

Denne portabiliteten er mulig takket være batteridrift og trådløs kommunikasjon, slik at tankene kan flyttes til hvilket som helst sted med internettilgang, samtidig som kontinuerlig dataoverføring opprettholdes.

Ytterligere funksjoner inkluderer lokal sporing, konfigurerbare minimums- og maksimumsgrenser og automatiske varsler når målingene endres. Disse sensorene opererer på 80 GHz og er ideelle for små beholdere, da de gir pålitelige og nøyaktige målinger selv i anvendelser med begrenset plass.

Skybaserte IIoT-radarenheter, som Micropilot FWR30, kan konfigureres med bare noen få enkle trinn. Når de er konfigurert, er alle måledata tilgjengelige fra en smarttelefon, bærbar PC eller nettbrett. Komplementære tjenester, som de som tilbys av Netilion IIoT-økosystemet, gir avanserte funksjoner, inkludert dashboards, historiske data, kartlegging, varsler og mer.