العربية
يُعدّ جهاز إرسال مستوى الرادار FMCW بتردد 80 جيجاهرتز الخيار الأمثل لخزانات الزيوت النباتية الصالحة للأكل التي يصل ارتفاعها إلى 30 مترًا. يتميز جهاز Silver Automation Instruments SDRD82 بهوائي عدسة PTFE مُدمج، ويتعامل مع التكثيف وبخار الزيت والرغوة دون أي انحراف في المعايرة. يُخرج الجهاز تيارًا يتراوح بين 4 و20 مللي أمبير/HART أو RS485 Modbus، ويعمل بجهد 24 فولت تيار مستمر.
تبدو خزانات الزيوت النباتية بسيطة نظرياً. لكن اسأل أي مهندس أجهزة قياس تعامل مع مكثفات زيت النخيل في قبة استوائية غير مُدفأة، أو مع بخار زيت دوار الشمس الذي يُغطي عدسة المستشعر طوال الليل، وسيخبرك أن قراءة مستوى الزيت هي ما يُسبب لهم المتاعب. فالزيت نفسه ليس مُؤذياً، لكن البيئة المحيطة به هي المُؤذية.
تتناول هذه المقالة كيفية اختيار وتكوين جهاز إرسال مستوى الرادار بتردد 80 جيجاهرتز لتخزين الزيوت النباتية الصالحة للأكل، ومادة الهوائي وتوصيل العملية التي يجب تحديدها، وأين تحدث الأخطاء الشائعة أثناء التثبيت.
يوفر نطاق التردد 80 جيجاهرتز زاوية شعاع أضيق مقارنةً بالوحدات القديمة ذات التردد 26 جيجاهرتز . وهذا أمر بالغ الأهمية بالنسبة لخزانات التخزين الرأسية النموذجية ذات القبة أو القمة المخروطية. يظل شعاع بزاوية نصفية 6 درجات على جهاز SDRD82 المزود بعدسة DN50 بعيدًا تمامًا عن الجدار الجانبي حتى مسافة 500 مم تقريبًا، حتى في خزان قطره 3 أمتار. يقلل هذا من التداخل الناتج عن جدران الخزان، ويقلل من الصدى الزائف.
يبلغ ثابت العزل الكهربائي للزيت عادةً ما بين 2.8 و 3.2، وهو منخفض نسبيًا. انعكاس الرادار أضعف من انعكاس الماء. لكن إشارة FMCW (الموجة المستمرة المعدلة التردد) بتردد 80 جيجاهرتز حساسة بما يكفي للحصول على إشارة موثوقة عند هذه القيم المنخفضة لثابت العزل الكهربائي، حتى عبر طبقات بخار متوسطة الكثافة.
يُعدّ مبدأ FMCW هو الأنسب هنا. فهو ينقل إشارة متغيرة باستمرار بدلاً من نبضة، مما يُحسّن نسبة الإشارة إلى الضوضاء في الأوساط ذات العازلية الكهربائية المنخفضة. يستخدم جهاز SDRD82 هذه الطريقة، ويُحدّد مستوى الإشارة بدقة تصل إلى 2 مم عبر النطاق الكامل.
في الخزانات الخارجية غير المعزولة، تتسبب تقلبات درجات الحرارة في تكثف البخار على سطح الهوائي. كما يمكن أن يترسب بخار الزيت المتصاعد من سطح المنتج على العدسة مع مرور الوقت، مما يقلل من قوة الإشارة المرتدة.
هوائي عدسة PTFE مستوٍ لمستشعر مستوى الرادار
يُحلّ هوائي العدسة المصنوع من مادة PTFE المدمجة معظم هذه المشاكل. سطح PTFE غير لاصق ويُنظف نفسه ذاتيًا إلى حدٍ ما: حيث ينساب التكثيف بدلًا من أن يتجمع. كما أن تراكم طبقة الزيت يكون أبطأ مقارنةً بالهوائيات المعدنية المكشوفة أو المصنوعة من مادة PP. بالنسبة لجهاز SDRD82، يستخدم خيار هوائي DQ أو EQ هيكلًا من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L مع عدسة PTFE، مُصممة لتحمّل درجة حرارة تشغيل تصل إلى 200 درجة مئوية وضغط 2.5 ميجا باسكال. وهذا يتجاوز بكثير متطلبات تخزين الزيوت النباتية، مما يوفر هامش أمان في كلٍ من درجة الحرارة والضغط.
في المنشآت التي يكون فيها البخار كثيفًا، يجب أن يكون أنبوب التوصيل (الفوهة) قصيرًا. تحدد ورقة بيانات SDRD82 ارتفاعًا أقصى للفوهة يبلغ 150 مم لهوائي DN50 و200 مم لهوائي DN80. تجاوز هذا الارتفاع يُحدث تأثيرًا موجيًا قد يحبس الصدى ويُنتج قراءات وهمية عند 0% أو 100%. نلاحظ هذا الأمر بشكل متكرر عند تعديل الخزانات بعنق معالجة طويل مصمم في الأصل لمقياس عائم.
بالنسبة لخزان بطول 5.7 متر لتخزين زيت نباتي صالح للأكل، يُعدّ جهاز SDRD82، بنسختيه DS أو DQ، الخيار الأمثل. يستخدم طراز DS شفة DN50 مع عدسة هوائي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ومغطاة بمادة PTFE؛ أما طراز DQ فهو مماثل، لكن مع امتداد هوائي أطول يتحمل درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية، ما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية. يحقق كلا الطرازين دقة تصل إلى 2 مم على مسافة تتراوح بين 0 و30 مترًا.
| المعلمة | مواصفات SDRD82 DS/DQ |
| نطاق القياس | من 0 إلى 30 مترًا |
| دقة | ±2 مم |
| اتصال العملية | شفة DN50 / DN80 / DN100 (PN16) |
| مادة الهوائي | ستانلس ستيل 316L + عدسة PTFE |
| درجة حرارة العملية | حتى 150 درجة مئوية (DS) / 200 درجة مئوية (DQ) |
| ضغط العملية | من -0.1 إلى 2.5 ميجا باسكال |
| إشارة الخرج | 4-20 مللي أمبير / HART أو RS485 Modbus |
| مزود الطاقة | سلكان 24 فولت تيار مستمر أو أربعة أسلاك 10.8-26.4 فولت تيار مستمر |
| تصنيف الحماية | IP67 / IP66 |
| تكرار | 77-81 جيجاهرتز |
بالنسبة لتطبيقات الأغذية التي تتطلب إحكام إغلاق صحي، تُعد سلسلة SDRD83 KW/KQ المزودة بوصلة تثبيت صحية بقياس 2 بوصة أو 3.5 بوصة خيارًا بديلًا. أما بالنسبة لخزانات التخزين الكبيرة التي تُقاس عبر فوهة ذات حافة، فإن سلسلة SDRD82 هي الخيار العملي والأكثر شيوعًا في غرب إفريقيا وجنوب شرق آسيا والشرق الأوسط لهذا التطبيق تحديدًا.
يُؤدي عدم عزل سطح القبة إلى نتيجتين. أولاً، يتأثر الجهاز بتغيرات درجة الحرارة المحيطة. صُمم غلاف جهاز SDRD82 للعمل في درجات حرارة محيطة تتراوح بين -40 درجة مئوية و80 درجة مئوية، ما يجعله مناسبًا لأي تركيب خارجي في لاغوس أو المناطق ذات المناخ المماثل. ثانيًا، إذا كانت القبة مقوسة، تجنب تركيبها على قمتها. يتسبب السطح المنحني في انعكاسات متعددة (يرى الرادار سطح القبة كهدف إضافي) ويُقلل من دقته. يُنصح بالتركيب في موضع مُزاح عن المركز، مع الحفاظ على مسافة لا تقل عن 200 مم من جدار الوعاء.
إذا كان الخزان يحتوي على هياكل داخلية مثل أنبوب سحب أو ملف تسخين، فقم بإجراء عملية تعلم صدى افتراضي بعد التركيب. تُحدد هذه العملية الأهداف الوهمية الثابتة وتزيلها من القياس. يقوم جهاز SDRD82 بذلك عبر وحدة عرض ViewPoint أو من خلال مبرمج HART محمول متصل بمقاومة 250 أوم على الدائرة.
يتطلب إدخال الكابل وصلة M20x1.5. عند التركيب الخارجي، مرر الكابل مع وضع حلقة مانعة للتسرب أسفل الوصلة لمنع دخول الماء. يجب أن تكون الوصلة مصنفة IP66 أو أعلى. أما غلاف جهاز SDRD82 نفسه فهو مصنف IP67.
توصيلات جهاز إرسال مستوى الرادار 80G
يُعدّ نظام 4-20 مللي أمبير/HART ثنائي الأسلاك التكوين الأكثر شيوعًا لمحطات تخزين الزيوت النباتية. يستمد الجهاز طاقته من الدائرة بجهد 24 فولت تيار مستمر، ويعيد إشارة 4-20 مللي أمبير عبر نفس الزوج من الأسلاك. قد تصل مقاومة الدائرة الكلية إلى حوالي 1000 أوم عند جهد 24 فولت. يتم توصيل إشارة HART فوق إشارة 4-20 مللي أمبير، مما يتيح استخدام جهاز اتصال HART أو الاتصال بمحول COMWAY لتكوين النظام على الكمبيوتر دون الحاجة إلى فصل الدائرة.
يتوفر بروتوكول RS485 Modbus RTU كبديل في حال استخدام نظام PLC أو SCADA الذي يُفضل ناقل البيانات الرقمي. في هذه الحالة، يُستخدم تكوين الأسلاك الأربعة: زوجان منفصلان من الطاقة (24 فولت تيار مستمر) وإشارة RS485. يمكن ضبط معدل الباود وعنوان الجهاز التابع عبر وحدة العرض.
لضمان مقاومة الانفجار، يدعم جهاز SDRD82 شهادة السلامة الذاتية (Ex ia IIC T6 Ga) مع حاجز أمان FBS-2. لا يُصنّف بخار الزيت النباتي المنطقة عادةً ضمن المنطقة 0، ولكن قد تتطلب بعض المواقع القريبة من محطة تعبئة الزيت تصنيف المنطقة 1. يُرجى التأكد من تصنيف المنطقة بالرجوع إلى وثيقة المناطق الخطرة الخاصة بالموقع قبل إتمام الطلب.
تعمل مقاييس العوامة، لكنها تتضمن جزءًا متحركًا يلامس الزيت، مما يتطلب تنظيفًا دوريًا، وقد تتعطل إذا تجمد الزيت في الطقس البارد. وهي غير مناسبة لمزارع الخزانات النائية غير المأهولة.
يُعدّ رادار الموجات الموجهة (GWR) بديلاً مناسباً للوسائط ذات العازلية الكهربائية المنخفضة، إلا أن المجس يبقى معلقاً داخل الخزان. في خزانات التخزين الكبيرة (50,000 لتر فأكثر)، يكون المجس الذي يتراوح طوله بين 5 و6 أمتار مكلفاً، كما أنه يُشكّل عائقاً أمام الصيانة. ولا يُمكن استخدام رادار الموجات الموجهة أيضاً إذا كان الخزان مزوداً بمحرك تقليب داخلي.
تتأثر أجهزة استشعار مستوى الزيت بالموجات فوق الصوتية بالبخار والرغوة. غالبًا ما تحتوي خزانات الزيوت الصالحة للأكل على طبقة رقيقة من الرغوة أثناء التعبئة، مما يؤدي إلى فقدان شعاع الموجات فوق الصوتية للسطح مؤقتًا. وتُعدّ الإنذارات الكاذبة بانخفاض مستوى الزيت أثناء التحميل شكوى شائعة من المشغلين الذين جربوا هذه التقنية أولًا.
يتجنب رادار FMCW بتردد 80 جيجاهرتز المشاكل الثلاث جميعها. فهو لا يحتوي على أجزاء متحركة ولا مسبار، كما أن الإشارة تخترق الرغوة الخفيفة بشكل موثوق بما يكفي لمعظم تطبيقات التخزين.
| مواصفة | متري | الإمبراطورية |
| ارتفاع الخزان (في هذا التطبيق) | 5.7 متر | 18.7 قدم |
| أقصى مدى للقياس (SDRD82) | 30 مترًا | 98.4 قدم |
| دقة | ±2 مم | ±0.08 بوصة |
| زاوية الشعاع (عدسة DN50) | 6° | 6° |
| زاوية الشعاع (عدسة DN80) | 3° | 3° |
| نطاق درجة حرارة العملية | من -40 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية | من -40 درجة فهرنهايت إلى 392 درجة فهرنهايت |
| نطاق ضغط العملية | من -0.1 إلى 2.5 ميجا باسكال | من -14.5 إلى 362.6 رطل لكل بوصة مربعة |
| مصدر الطاقة (سلكان) | 24 فولت تيار مستمر | 24 فولت تيار مستمر |
| الناتج | 4-20 مللي أمبير / هارت / آر إس 485 | 4-20 مللي أمبير / هارت / آر إس 485 |
| أقصى ارتفاع للفوهة (DN50) | 150 مم | 5.9 بوصة |
| الحد الأدنى لارتفاع الجدار | 200 مم | 7.9 بوصة |
| درجة الحرارة المحيطة | من -40 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية | من -40 درجة فهرنهايت إلى 176 درجة فهرنهايت |
| الوزن (SDRD82) | حوالي 8.0 كجم | الوزن التقريبي: 17.6 رطل |
توفر شركة Silver Automation Instruments جهاز إرسال مستوى الرادار SDRD82 بتردد 80 جيجاهرتز من المخزون للتكوينات القياسية. أما بالنسبة للطرازات ذات الحواف المزودة بهوائي عدسة PTFE، فإن مدة التسليم تتراوح عادةً بين 3 و 5 أسابيع لست وحدات.
لإعداد عرض سعر، يرجى إرسال التفاصيل التالية إلى sales@silverinstruments.com :
اطلع على مجموعتنا الكاملة من أجهزة قياس مستوى الرادار 80G على موقع silverinstruments.com للاطلاع على أدلة اختيار الطرازات والرسومات الأبعاد ورموز الطلب.
