ترانسمیتر سطح راداری چیست؟
ترانسمیترهای سطح راداری (Radar Level Transmitter) یکی از تجهیزات ابزاردقیق بوده که برای اندازه‌گیری سطح از آنها استفاده می‌شود. اصول كاركرد ترانسمیترهای راداری مانند روش اولتراسونيک است، با اين تفاوت كه موج اولتراسونيک بسيار وابسته به شرايط محيطي كه از آن عبور مي‌كند، سرعت‌های متفاوتي دارد. اما در رادارها سرعت موج الكترومغناطيسي تابيده به سطح سيال به ثابت دی‌الكتریکی سيال وابسته است. اين ثابت جزء خواص ذاتي سيال و كمتر متاثر از عواملي مانند تغييرات دمایی و غيره است.
انواع ترانسمیترهای سطح رادار
دستگاه‌های راداری به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- Air Firing
- Guided Wave
در نوع اول امواج از طريق يک فرستنده و در نوع ديگر از طريق يک ميله توخالی كه راهنما يا موج‌بر ناميده مي‌شود به سيال ارسال می‌شوند. در دستگاه‌های air firing برحسب نوع موج مورد استفاده و نحوه محاسبه ارتفاع سطح، امواج راداری توسط يك ديش سهموی يا آنتن شيپوری پيوسته در قالب يک سيگنال فركانس جاروبی به سطح سيال فرآيندی ارسال مي‌شوند. پس از برخورد سيگنال به سطح مايع بخشي از آن به همان آنتن منعكس شده و سپس جمع‌آوری و به دريافت‌كننده فرستاده مي‌شود. در دريافت‌كننده يک ریزپردازنده (ميكروپروسسور) زمان بين ارسال پالس و دريافت اكوی برگشتی را با دانستن سرعت موج الكترومغناطیسی كه مساوی نور است، محاسبه مي‌كند.
سطح‌سنج راداری نوع Air Firing
سطح‌سنج راداری نوع Guided Wave
آنتنهای ترانسمیترهای راداری
آنتنهای سهموی دارای سطح مقطع بزرگتری نسبت به آنتنهای شيپوری هستند و سيگنال‌های متمركزتری توليد می‌كنند. بنابراين امكان انعكاس سيگنال از موانع، در به كارگيری آنها كمتر است.
آنتنهای سهموی بسيار بزرگ‌تر، سنگين‌تر و گران‌تر از آنتنهای شيپوری هستند و فقط در اندازه‌گيری‌هایی كه دقت بالا مورد نياز است استفاده می‌شوند.
سيگنال‌های ارسالی توسط آنتنهای شيپوری بيشتر پخش می‌شوند، بنابراین احتمال بازتابش و پخش سيگنال توسط موانع بيشتر است.
گفتنی است در بيشتر كاربردها از آنتنهای شيپوری استفاده می‌شود.
یک ترانسمیتر سطح راداری با آنتن سهموی
یک ترانسمیتر سطح راداری با آنتن شيپوری
در اين روش، سيگنال‌های غلط برگشتی از موانع بايد شناسایی و فيلتر شوند. از جمله اين موارد می‌توان به سيگنال‌های بازتابيده از همزن‌های درون مخازن، نبشی‌های اتصال طبقات، تغييرات ناهمگون در عرض و شكل مخزن، نردبان، رسوبات ديواره و همچنين عمود نبودن رادار بر سطح سيال، قرارگرفتن رادار در نزديكی مداخل ورودی و درنتيجه تداخل امواج ناخواسته اشاره نمود.
امواج رادار به دليل اينكه می‌توانند از مواد دارای ضريب دی‌الكتريك پايين همانند شيشه و پلاستيک عبور كنند، در خارج از مخازن و پشت يک پنجره نصب شوند.
کاربرد ترانسمیترهای سطح راداری
خواص انعكاسی مواد فرآيندی، قدرت سيگنال رادار برگشتي را تحت تاثير قرار مي‌دهد. رادار می‌تواند ارتفاع مايعاتی را كه دارای لايه نازکی از كف هستند، تشخيص دهد ولي در صورتی كه ضخامت كف بيشتر شود، ارتفاع كف را اندازه‌گيری خواهد كرد. در كاربردهایی كه سيال فرآیندی ايجاد كف می‌كنند و همچنين مخازن و تانک‌هایی كه موانعی مثل همزن يا كويل‌های حرارتی وجود دارد كه ممكن است انعكاس‌های تداخل‌كننده ايجاد كنند از stilling well یا bypass chamber استفاده مي‌شود.
در این رابطه بخوانید:
مزایای ترانسمیترهای سطح راداری
اين روش كه به نظر بهترين روش اندازه‌گيری ارتفاع سطح مي‌باشد بیشتر مزايای روش اولتراسونيك را دارد.
برخی از مزایای سطح‌سنج‌های راداری عبارت‌اند از:
- دقت بالا
- مناسب برای مخازن رو باز و بسته
- نصب بیرون از مخزن
- مخازن سیالات اسیدی و خطرناک
- سیالات دارای کف و توربولنسي سطح سيال
- مناسب برای سیالات دارای گرد و غبار و بخار
- طول عمر بالا به دلیل نداشتن قطعات مکانیکی
- اندازه گرانول‌ها يا ذرات معلق در سيال و رسوب زياد بر روی پروب تأثير محسوسی بر دقت ندارد
- تعمیر و نگهداری آسان
معایب ترانسمیترهای راداری
برخی از معایب سنسورها و ترانسمیترهای راداری عبارت‌اند از:
- قیمت بالا
- در فشارهای بالا محدودیت دارد
- برای فواصل نزدیک به آنتن به دليل سرعت بالای موج الكترومغناطيسي كه همان سرعت نور در محيط مورد نظر است با كاهش بازه زماني اندازه‌گيری، دستگاه با خطای بيشتری مواجه می‌شود.
سازندگان ابزارهای اندازه‌گیری سطح
برخی از برندها و سازندگان سطح‌سنج، لول ترانسمیتر و پروب‌های سطح عبارت‌اند از:
- اندرس هاوزر
- اشنایدر الکتریک
- اسکیم
- امگا
- اِی‌بی‌بی
- ایندومارت
- بی‌دی سنسورز
- جومو
- دانفوس
- روزمونت
- زیمنس
- سنسیس
- فاکس برو
- فانتینی
- کرونه
- کوبولد
- وگا
- ویکا
- هانیول
- …
منبع، با ویرایش و افزون مطالب
در ادامه بخوانید:
