همه چیز در مورد سطح سنج راداری
در این مقاله از راهنمالند قصد داریم در مورد سطح سنج راداری که یکی از پر مصرف‌ترین دستگاه‌های اندازه‌گیری در صنایع مختلف است بپردازیم.
سطح سنج راداری یکی از انواع تجهیزات اندازه‌گیری سطح است که بر اساس ارسال و دریافت امواج رادیویی عمل می‌کند. این روش به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارد، معمولاً بدلایل خاص از قبیل: نوع ماده و نیاز به اندازه‌گیری پیوسته و مداوم سطح و نیز زمانیکه بکارگیری از روش‌های دیگر محدودیت دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. سطح سنج راداری یکی از روش‌های دقیق و قابل اطمینان برای اندازه‌گیری سطح مایعات و جامدات داخل مخازن و تانکرهای ذخیره سازی است.
معرفی سیستم رادار (RADAR)
کلمه رادار از عبارت Radio Detection And Ranging به معنای آشکارسازی رادیویی و مسافت‌یابی می‌باشد. این سیستم با استفاده از موج‌های الکترومغناطیسی، موقعیت و حرکت اشیاء در فاصله را مشخص می‌کند. سیستم رادار شامل ترانسمیتر، آنتن، مسیر ارسال و بازتاب سیگنال، گیرنده است. این سیستم با استفاده از مقدار زمان ارسال و انعکاس اموج از سطح جسم، ارتفاع سطح مورد نظر را به دست می‌آورد.
انواع سطح سنج راداری
- سطح سنج راداری تماسی : سنسور این نوع سطح سنج راداری مستقیماً با مواد درون مخزن (مایعات – جامدات) در تماس است و امواج را از طریق لوله سنسور به داخل مخزن ارسال و دریافت می‌کند. این نوع رادار مناسب برای تشخیص مایعاتی با خواص دوفازی است.
- سطح سنج راداری غیر تماسی : در این سطح سنج سنسور بدون تماس مستقیم با مواد مقدار سطح مواد را اندازه‌گیری می‌کند. این نوع معمولاً برای اندازه‌گیری سطح جامدات و مایعاتی با ویژگی‌های هدایت الکتریکی پایین تر یا در شرایط خاصی همچون حضور گرد و غبار، وجود میکسر و همزن یا دماهای بالا مناسب است.
مشخصات فنی سطح سنج راداری
مشخصات فنی لول ترانسمیتر رادار به نوع سیال، نوع و دینامیک ساخت لول‌متر بستگی دارد. در زمان خرید لول‌سنج، باید به نکاتی مثل رنج اندازه‌گیری دستگاه و محدوده اندازه‌گیری مورد نیاز کاربر، دقت اندازه‌گیری لول‌متر و همچنین نوع و سایز اتصال جهیز به مخزن توجه کرد.
آداک فرایند سپهر نماینده UWT و VEGA آلمان با گارانتی و خدمات پس از فروش در ایران است.
انواع لول ترانسمیتر راداری از جهت انتشار موج
- لول ترانسمیتر راداری گسترش آزاد امواج یا روش غیر تماسی رادار (Air Firing):
در این روش، امواج به کمک یک آنتن سهموی یا شیپوری به سطح سیال تابانده میشود و بعد از انعکاس امواج سطح سیال اندازه‌گیری میشود. از ویژگی‌های این روش، عدم تأثیر گرد و غبار بر دقت اندازه‌گیری است.
- لول ترانسمیتر موج هدایت شونده (Guided Wave Radar – GWR):
در این روش، پرابی به سیال وارد میشود و امواج راداری را ارسال و تابش می‌دهد. با انعکاس این امواج، اندازه‌گیری انجام میشود. این روش امکان اندازه‌گیری سطح هر دو سیال با خواص دی‌الکتریک متفاوت را فراهم می‌کند.
انواع سیگنال در روش رادار
– CW Radar (موج پیوسته):
در این روش، موج‌های رادار به طور مداوم ارسال می‌شوند.
– Interferometer Radar (رادار تداخلی):
از تداخل امواج برای اندازه‌گیری فاصله استفاده میشود.
– PULSE Radar (رادار پالس یا ضربه):
در این روش، سیگنال‌های رادار به صورت پالسی ارسال می‌شوند.
– FMCW Radar (رادار FMCW):
از موج‌های با فرکانس متغیر برای اندازه‌گیری فاصله استفاده میشود.
– Reflectometer Radar (رادار بازتاب سنج):
از بازتاب سیگنال‌ها برای اطلاعات سطح استفاده میشود.
– Combined Methods (روش‌های ترکیبی):
استفاده از ترکیب چندین روش برای دقت بیشتر در اندازه‌گیری.
– TDR Method (Time Domain Reflectometry):
از تفاوت زمان بازتاب سیگنال‌ها برای اندازه‌گیری فاصله استفاده میشود.
انواع آنتن‌ها در سیستم راداری
- آنتن مسطح (Planar Antenna):
یک آنتن صاف و مسطح که معمولاً بر روی سطح یک تخته فلزی قرار می‌گیرد.
- آنتن سهموی (Parabolic Antenna):
یک آنتن با سطح شیپوری که به شکل پارابولا است.
- آنتن بوقی (Horn Antenna):
یک آنتن با ساختار مخروطی که به صورت وسیع امواج را جمع‌آوری می‌کند.
- آنتن میله‌ای (Rod Antenna):
یک آنتن با ساختار میله‌ای که برای جمع‌آوری و ارسال امواج به کار می‌رود.
تعریف فاصله سدکننده یا ناحیه مرده
فاصله سدکننده، کمترین فاصله از نقطه مرجع اندازه‌گیری (محل نصب) تا ماکزیمم سطح سیال را نشان می‌دهد. محل نصب سیال باید به نحوی باشد که زمانی که سیال به نقطه ماکزیمم خود می‌رسد، فاصله اش از سطح سنج کمتر از مقدار فاصله سدکننده باشد. در غیر این صورت، اندازه‌گیری با خطا همراه خواهد بود.
مزایای سطح سنج راداری
- اندازه‌گیری ارتفاع تا 120 متر
- قابلیت کار در فشار و دمای بالا ( دمای 400 درجه سانتیگراد و فشار 160 بار)
- عدم وجود قطعه متحرک مکانیکی یا نیاز به تعمیرات و نگهداری
- عدم تماس مستقیم با سیال بنابراین در سیال با خورندگی بالا قابل استفاده است.
- دارای دقت بالا
- اندازه‌گیری بصورت مداوم و پیوسته
- قابلیت تنظیم ارتفاع قابل اندازه‌گیری با تغییر سایز آنتن
- امکان اندازه‌گیری سطح در تانک‌های غیرفلزی
- اندازه‌گیری سطح مابین چند مایع
معایب سطح سنج راداری
- گران قیمت هستند.
شرکت آداک فرایند سپهر دارای تجربه بیش از یک دهه فعالیت مفید با سرمایه گذاری بخش خصوصی شامل مجموعه‌ای فنی و بازرگانی بعنوان بزرگترین مجموعه در زمینه ابزار دقیق در ایران شناخته میشود. همچنین این شرکت ارتباط پویا و فعال با برند‌های اروپایی بالخصوص تولید کنندگان آلمانی در زمینه سطح سنج و دتکتور گاز دارد.
ساختار کلی سطح سنج راداری جذاب بود. آیا نکاتی برای افزودن به بخش‌های مختلف به ذهنتان می‌رسد؟
آیا می‌توانید در مورد انتخاب فرکانس مناسب برای سطح سنج راداری و تأثیر آن در دقت اطلاعات صحبت کنید؟
چگونه می‌توان از اطلاعات به‌دست آمده از سطح سنج راداری برای پیش‌بینی سیلاب و رسوبات استفاده کرد؟
می‌توانید به چالش‌ها و مشکلاتی که در توسعه سطح سنج راداری وجود دارد، اشاره کنید؟
در مورد انتخاب فرکانس مناسب برای سطح سنج راداری و تأثیر آن در دقت خیلی خوب نوشتید
چگونه می‌توان سطح سنج راداری را در مانیتورینگ و مدیریت منابع آبیاری مورد استفاده قرار داد؟
در مقاله به مزایای سطح سنج راداری در مقایسه با سایر روش‌های اندازه‌گیری سطح مایعات اشاره نشده است
“لطفا به ابعاد اقتصادی و مزایای مالی استفاده از سطح سنج راداری در صنایع مختلف بپردازید
مقاله بسیار کاربردی در زمینه رادار لول ترانسمیتر ها نوشته اید ممنون
سطح سنج راداری به پروتکل هارت HART وصل میشود
بله درسته فقط برای اتصال یک سطح سنج راداری به پروتکل HART، دستگاه باید قابلیت پشتیبانی از این پروتکل را داشته باشد. این امکان به تجهیزات این امکان را می‌دهد تا اطلاعات دیجیتال را از طریق سیگنال آنالوگ (4-20 mA) منتقل کنند. این ارتباط معمولاً از طریق یک کانکتور خاص یا واسط HART انجام میشود.