قياس المستوى باستخدام تقنية الرادار

يعد قياس المستوى جزءًا أساسيًا من مراقبة الجودة والعملية في العديد من الصناعات. هناك العديد من تقنيات قياس المستوى المستخدمة عالميًا وقياس المستوى باستخدام تقنية الرادار هو أحدها. ناقش هذا المقال هذه التقنية بالتفصيل.

ما هو قياس المستوى باستخدام تقنية قياس مستوى الرادار؟

إن فرضية العمل الأساسية لأي أداة رادار هي إرسال الإشعاع الكهرومغناطيسي (في GHz) ذي التردد العالي ثم مزامنة وقت العبور من وإلى السطح. في حالة قياس المستوى ، تُستخدم تقنية مرسل مستوى الرادار لتحديد استواء السطح.
تتشابه أجهزة قياس المستوى التي تستخدم تقنية الرادار بشكل أساسي مع أجهزة إرسال المستوى فوق الصوتي التي تستخدم الموجات الصوتية. لكن مقياس مستوى الرادار له ميزة على نظرائه من أجهزة قياس مستوى الموجات فوق الصوتية. نظرًا لأن الموجات الصوتية هي طاقة ميكانيكية تستخدم جزيئات الغلاف الجوي للإرسال ، فإن أدنى تغيرات كيميائية في الغلاف الجوي المحيط تتسبب في اختلاف سرعة الإرسال. المثال الكلاسيكي هو كيف تغير الأبخرة سرعة الصوت وتؤدي إلى قراءات خاطئة.

أنواع أدوات مستوى الرادار

هناك نوعان من أدوات قياس مستوى الرادار كما هو مذكور أدناه.

أ) جهاز إرسال مستوى الرادار بدون اتصال

في هذا النوع من الأجهزة ، تنبعث الإشارة الكهرومغناطيسية من هوائي في الهواء. يصل إلى سطح السائل ثم ينعكس مرة أخرى على الجهاز الذي يقرأه بعد ذلك.
هناك مشكلة في هذا النوع من قياس مستوى الرادار وهي أن خرج الهوائي ضعيف جدًا ، عادةً حوالي 1 ميجاوات. وبعد انتقالها إلى الهواء ، تضعف هذه الإشارة أكثر. علاوة على ذلك ، تعتمد قوة الإشارة المنعكسة على ثابت العزل الكهربائي للسائل. في بعض الحالات مثل السائل الهيدروكربوني (ثوابت عازلة منخفضة للغاية) ، يمكن أن تكون الإشارة التي يستقبلها المرسل مرة أخرى منخفضة تصل إلى 1٪ في شدة الإشارة الأصلية. يمكن تبديد إشارة الرادار أكثر إذا كان السائل مضطربًا أو به رغوة.

ب) جهاز إرسال مستوى الرادار من نوع الموجة الموجهة

تعمل أداة مستوى الرادار الموجهة من نوع الموجة على تقنية "مقياس انعكاس المجال الزمني (TDR)". يستخدم مسبارًا لنقل النبضات الكهرومغناطيسية إلى سطح السائل. يجب أن يكون ثابت العزل للسائل أعلى من ثابت الهواء المحيط حتى تنعكس الإشارة على المرسل.
ثم يتم قياس وقت العبور إلكترونيًا باستخدام دائرة توقيت دقيقة وعالية السرعة ويتم حساب مستوى السائل من ذلك. في أداة مستوى النوع الموجه ، يظل وقت العبور كما هو بالنسبة للسوائل ذات الثوابت العازلة المختلفة. ما يتغير هو قوة الإشارة المستلمة مرة أخرى ومن خلال الجمع بين البيانات ، يتم تحديد مستوى السائل. لذلك ، على سبيل المثال ، فإن وقت عبور سائل بهيدروكربون له ثابت عازل من 2-3 سيكون هو نفسه وقت عبور الماء مع ثابت العزل 80 ؛ فقط الإشارة المستقبلة ستكون أضعف.
جانب آخر هو أن خرج الطاقة من مسبار الرادار يبلغ 10 بالمائة فقط من النوع غير المتصل. وذلك لأن المجس المادي يضمن وصول الإشارة إلى سطح سائل ht وتعكسها مرة أخرى بأقل خسائر. يسمح هذا للجهاز من نوع الموجة الموجهة بقياس مستويات السوائل مع ثوابت عازلة منخفضة تصل إلى 1.7. في الواقع ، التغييرات في ثابت العزل لها تأثير ضئيل على أداء الجهاز.
وأخيرًا ، لا يتطلب هذا الجهاز أي معايرة لأن سرعة الضوء تظل ثابتة. يتطلب فقط تكوين الحقل الذي يتم عن طريق إدخال بيانات محددة لتطبيق المستوى المعين الذي يتم استخدامه من أجله. يتيح لك ذلك تكوين عدد من الأجهزة في فترة قصيرة باستخدام تفاصيل خزانات المعالجة الفردية. تعمل الأجهزة على مصدر طاقة 24 Vdc.

إيجابيات وسلبيات

المزايا هي كما يلي-
لا تتطلب أجهزة الإرسال على مستوى الرادار أي اتصال مادي ، والدقة عالية. مناسب للخزانات البلاستيكية
زوجان من العيوب-
أكثر تكلفة مقارنة بالتقنيات الأخرى. غير قادر على قياس المستويات بين واجهتين.