حدد التردد المناسب لجهاز إرسال مستوى الرادار

على مدار الأربعين عامًا الماضية ، شهدت تقنية الرادار العديد من التحسينات والتطورات. لهذا السبب ، أعطى الكثير من الناس تفضيلًا كبيرًا لاستخدامه في قياس المستوى للاستخدام الصناعي اليومي.

إلى جانب ذلك ، كان هناك أيضًا تطور جديد لأجهزة الإرسال على مستوى الرادار غير المتصل في مجال اختيار مستوى تردد الميكروويف الذي يمكن للجهاز إرساله.

تأتي الأجهزة بتردد متوسط بين 24 و 29 جيجاهرتز وتردد منخفض بين 6 إلى 11 جيجاهرتز ، كما أن مقاييس مستوى الرادار قيد الاستخدام بالفعل حتى يمكنها تقديم مستويات قياس موثوقة ودقيقة.

علاوة على ذلك ، سيستفيد المستخدمون النهائيون بشكل كبير عندما يكون هناك مجموعة واسعة من الأجهزة المتاحة للاختيار. ومع ذلك ، من المهم اختيار أداة قياس مستوى الرادار التي يتطابق نطاق ترددها مع التطبيق المستخدم من أجله.

نظرًا لأن كل تطبيق يحتوي على نطاق تردد يناسبه ولا يمكن لكل نطاقات تردد أن تناسب كل تطبيق ، يجب على المستخدم أن يدرس بعناية نقاط الضعف والقوة لأجهزة الإرسال على مستوى الرادار مع مراعاة المواقف المختلفة التي يمكن أن تؤثر على أدائها قبل استخدامها.

كيف يمكن أن تؤثر نطاقات التردد على دقة القياس؟

يقيس الرادار المسافة بينه وبين السطح من خلال الموجات الدقيقة التي يبثها. يتم إجراء هذا الحساب عن طريق حساب الوقت الذي تستغرقه النبضة للوصول إلى السطح المقاس والوقت الذي تنعكس فيه النبضة مرة أخرى على الجهاز.

ما يحدد الطول الموجي في هذه الحالة هو التردد ؛ وبالتالي ، كلما زاد الطول الموجي كلما كان التردد أقصر.

الخاصية الأساسية في أي جهاز استشعار مستوى الرادار هو التردد لأنه يؤثر على أداء القياس من نواح كثيرة. على سبيل المثال ، سيكون هناك عودة ضعيفة للإشارة في الموجات الدقيقة عالية التردد الموجهة عبر وسيط بسبب درجة امتصاصها العالية.

مثال مشابه هو صوت الموسيقى الذي يُسمع من خلف أحد الجدران. يمكن سماع صوت جهير منخفض التردد لأنه يمكن أن يخترق الجدار ، في حين أن الصوت عالي التردد سيكون بخلاف ذلك.

وعلى نفس المنوال ، فإن الرغوة والغبار والبخار والتكثيف تعمل على مقاومة ظروف تطبيق قياس المستوى لأنها تؤثر على أداء الرادار عالي التردد ؛ أنها تؤثر على ردود الفعل على إشاراتها ومن ثم على دقتها ككل.

يمتص مقياس مستوى الرادار الإشارات وتقل قوة الإشارة دائمًا كلما تم نشرها عبر وسيط. لذلك ، فإن الإشارات عالية التردد تعاني دائمًا من توهين عالي مقارنة بالإشارات ذات التردد المتوسط والإشارات المنخفضة.

هناك أيضًا تأثير كبير للتردد على زاوية وعرض حزمة هوائي الرادار. وذلك لأن الجهاز الذي يحتوي على إشارة عالية التردد يمكن أن يسمح بزاوية شعاع صغيرة بمساعدة هوائي صغير. في حين أن زوايا الحزمة الصغيرة لها فائدة كبيرة لأنها تساعد على منع حدوث أي عائق في الخزانات والأوعية.

ومع ذلك ، فبمساعدة هوائي كبير ، تستطيع الرادارات منخفضة التردد أيضًا أن تصل إلى زوايا شعاع صغيرة. لذلك ، يحتاج المستخدم إلى النظر في الأحجام المتوفرة المجهزة في السفينة.

وبالمثل ، هناك عيوب قد تواجهها الحزم الضيقة. سيتم حظر الحزمة الضيقة للمرسل على مستوى الرادار تمامًا مع أي عائق في الخزان ، ولكن الحزمة الأوسع ستعاني فقط من كتلة جزئية بينما يظل قياسها موثوقًا به.

يمكن أن يتأثر قياس مستوى الرادار بالاضطراب داخل السائل المعالج. هذا لأن الموجات الدقيقة على سطح السائل تضرب الأمواج والتموجات. لسوء الحظ ، سوف يتشتت هذا الميكروويف ويتشتت بدلاً من أن ينعكس مرة أخرى على الهوائي بسبب الاضطراب. يمكن أن يؤدي هذا إلى حدوث خسارة في قوة الإشارة تبلغ حوالي 90٪ وبالتالي يؤثر على موثوقية ودقة القياسات. لذلك ، سيؤثر هذا أيضًا على الأطوال الموجية القصيرة في عمليات الإرسال عالية التردد.

ملاءمة التطبيقات

في صناعات المعالجة ، هناك العديد من تطبيقات قياس مستوى الرادارات. ومع ذلك ، هناك تحديات موجودة مع كل تطبيق أيضًا. لذلك ، يجب على المستخدمين أن يأخذوا بعين الاعتبار النطاق أو نطاقات التردد التي تناسبهم بشكل أفضل في حل مشكلتهم. دعونا ننظر في الأمثلة أدناه:

الهوائيات مع الأوساخ والتلوث.

يمكن أن يكون لاتجاه وقوة إشارة الرادارات قذارة والتلوث ، والتي تراكمت على هوائيها لبعض الوقت ، مما يؤثر عليها. ومع ذلك ، فإن إشارة الترددات المتوسطة والمنخفضة لا تتأثر عادةً بهذا لأن لديها حساسية منخفضة للتلوث. من ناحية أخرى ، فإن الإشارات عالية التردد هي لأن أي أوساخ تغطي الهوائي ستمتص جزءًا كبيرًا من الطاقة ويمكنها أيضًا تحويل اتجاه الحزمة أيضًا. يمكن أن يتحول اتجاه الحزمة بمقدار 1.5 درجة فقط عن طريق بعض الترسبات الصغيرة لبعض السماكة غير المنتظمة التي تغطي بعض أجزاء هوائي الرادار. علاوة على ذلك ، فإن رادار زاوية الحزمة الضيقة سيواجه مشكلة خطيرة ستؤدي به إلى فقد مستوى قوة إشارته ، لأن هوائيه لن يستقبل مباشرة صدى العودة مرة أخرى. لذلك ، فإن تقنيات الترددات المتوسطة والمنخفضة هي الأنسب في هذه الحالة.

خزانات بها بخار و / أو تكثف ؛

يمكن للضوضاء الناتجة عن قطرات الماء أن تجعل الانعكاس ، من سطح المنتج بالبخار والتكثف ، غامضًا. تُفضل تقنيات الترددات المتوسطة والمنخفضة في هذه الحالة لأنها فقط إشارات التردد العالي التي تعاني من ذلك. ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ تصميم الهوائيات للتكثيف في الاعتبار. بعض الهوائيات ذات الأسطح الأفقية والمسطحة غير قابلة للاستخدام في هذه الحالة.

التطبيقات التي بها اضطرابات ؛ تموجات وموجات

السائل المعالج في خزان كبير سيكون له تموجات وموجات موجودة على سطحه. ومع ذلك ، فإن هذا الاضطراب هو عائق أمام القياسات عالية التردد. سيكون للأجهزة عالية التردد ذات الطول الموجي القصير حركة صغيرة على انعكاس إشارة التشتت السطحي ، مما يؤدي إلى فقدان قوة الإشارة المرتدة. لذلك ، ستعمل أدوات مستوى الترددات المتوسطة والمنخفضة بشكل أفضل لأنها تصدر أطوال موجية طويلة مقارنة بالأجهزة عالية التردد.

تطبيقات رغوية

سيكون القياس الدقيق صعبًا عندما يحتوي الجزء العلوي من السائل المقاس على رغوة تغطيه ، على غرار التكثيف والأوساخ. وذلك لأن الرغوة ستمتص إشارة الرادار. في هذه الحالة ، تعد الأدوات منخفضة التردد مناسبة لأنها تعطي قياسات دقيقة وموثوقة. نظرًا لاختلاف منتجات وخصائص الرغوة ، فإن أداة التردد المنخفض مناسبة للأدوات السميكة والكثيفة مثل اللاتكس أو دبس السكر والبيرة وما إلى ذلك ، من ناحية أخرى ، فإن الأدوات ذات التردد المتوسط مناسبة للرغوة الخفيفة. ومع ذلك ، فإن الأدوات عالية التردد ليست مناسبة لأي تطبيق رغوي.

صهاريج لتخزين السوائل السائبة ؛

يتم قياس المستوى أحيانًا من خلال الأنابيب الثابتة على السفن ذات التخزين السائب لأنها تستخدم صهاريج ذات أسطح عائمة. في هذه الحالة ، يفضل استخدام الرادارات ذات التردد المنخفض بسبب حساسيتها المنخفضة للتراكم على جدار الأنبوب ، والأنابيب والفتحات غير المستقيمة بالكامل. الرادارات عالية التردد ليست مناسبة في هذه الحالة بسبب الصعوبات التي تواجهها.

بالإضافة إلى ذلك ، تتسبب الرياح وانتفاخ الخزان والظل وضوء الشمس دائمًا في حدوث بعض حركات السقف في الخزانات التي تحتوي على تخزين سائب. ترى الرادارات عالية التردد أن هذا يمثل مشكلة لأنها حساسة للإمالة بسبب ضيق عرض الحزمة. علاوة على ذلك ، فإن تحريك محورها من خط راسيا في الوضع الرأسي يمكن أن يجعل فتحات الهوائيات تفوت الإشارة المنعكسة.

قياس مستوى المواد الصلبة

يحدد التطبيق عادة أفضل تردد لاستخدامه في قياس مستوى المواد الصلبة. في حالة الرادارات ذات الترددات المتوسطة والمنخفضة ، يمكنها تحمل المواد الصلبة الخشنة والغبار والتكثيف ، بينما تتناسب الرادارات عالية التردد مع المساحيق الدقيقة. بالنسبة للرادارات عالية التردد ، يمثل التكثيف مشكلة عامة بالنسبة لهم. ومع ذلك ، عندما يتحد التكثيف مع بعض المواد الصلبة ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تراكم بعض المواد بسرعة. سيؤدي ذلك بعد ذلك إلى انسداد فتحات الفوهة الصغيرة وسد الهوائيات الصغيرة للرادارات ذات التردد العالي.