سطح سنج راداری (Radar Level Transmitter)
سطح سنج راداری نیز مانند سطح سنج آلتراسونیک و براساس مدت زمان رفت و برگشت موج عمل می‌کند. تفاوت اصلی این دو گروه تجهیز در این است که در سطح سنج راداری، به جای موج آلتراسونیک، موج رادیویی منتشر می‌شود. امواج رادیویی جزء امواج الکترومغناطیسی به حساب می‌آیند و فرکانس بالایی در حد گیگاهرتز دارند. سطح سنج راداری در بلندترین ارتفاع مخزن نصب می‌شود و آنتن آن، امواج رادیویی ارسال می‌کند.
انواع سطح سنج های سطح راداری
- Air firing
- guided wave
سطح سنج راداری – VEGAPULS SR 68
اندازه گیری سطح به روش راداری (Air firing)
این روش غیر تماسی است و چگالی و هدایت الکتریکی ماده موجود در مخزن، تأثیری روی کیفیت اندازه‌گیری ندارد. اما شاید برگ برنده این تجهیز در مقابل سایر رقیبانش این باشد که گرد و غبار و نویز، کوچکترین تأثیری روی عملکرد سطح سنج راداری ندارد. مخزنی را در نظر بگیرید که برای انبار کردن توده انباشته‌ای از سیمان به کار می‌رود. در این وضعیت، فضای داخل مخزن همواره پر از گرد و غبار است. این گرد و غبار، قادر است عملکرد تجهیزی مانند سطح سنج آلتراسونیک را کاملاً مختل کند. ولی سطح سنج راداری بدون تأثیرپذیری از این موضوع، به کار خود ادامه می‌دهد. از دیگر مزایای این روش می‌توان به تحمل دما تا حدود +450∘C نیز اشاره کرد.
نحوه عملکرد این دستگاه بدین صورت است که امواج راداری توسط یک دیش سهموی یا آنتن شیپوری همانند شکل بالا پیوسته در قالب یک سیگنال فرکانس جاروبی به سطح سیال فرآیندی ارسال می شوند. پس از برخورد سیگنال به سطح مایع بخشی از آن به همان آنتن منعکس شده، و سپس جمع آوری و به دریافت کننده فرستاده می‌شود. در دریافت کننده یک میکروپروسسور زمان بین ارسال پالس و دریافت اکوی برگشتی را با دانستن سرعت موج الکترومغناطیسی که مساوی نور است، محاسبه می‌کند.
آنتن های سطح سنج های راداری
آنتنهای سهموی دارای سطح مقطع بزرگتری نسبت به آنتنهای شیپوری هستند و سیگنالهای متمرکزتری تولید میکنند. بنابراین امکان انعکاس سیگنال از موانع، در به کارگیری آنهاکمتر است.سهموی بسیار بزرگتر، سنگین تر و گرانتر از آنتنهای شیپوری می باشند و فقط در اندازه‌گیری‌هایی که دقت بالا مورد نیاز است استفاده می‌شوند. سیگنالهای ارسالی توسط آنتنهای شیپوری بیشتر پخش می‌شوند و درنتیجه احتمال بازتابش و پخش سیگنال توسط موانع بیشتر است. باید یادآور شد که در بیشتر کاربردها از آنتنهای شیپوری استفاده می شود.
نکات قابل توجه
در این روش ، سیگنالهای غلط برگشتی از موانع باید شناسایی و فیلتر شوند. از جمله این موارد می توان به سیگنالهای بازتابیده از همزنهای درون مخازن، نبشی‌های اتصال طبقات ، تغییرات ناهمگون در عرض و شکل مخزن، نردبان، رسوبات دیواره و همچنین عمود نبودن رادار بر سطح سیال، قرارگرفتن رادار در نزدیکی مداخل ورودی و درنتیجه تداخل امواج ناخواسته اشاره نمود. امواج رادار به دلیل اینکه می‌توانند از مواد دارای ضریب دی الکتریک پایین نظیر شیشه و پلاستیک عبور کنند، در خارج از مخازن و پشت یک پنجره نصب شوند.
سطح سنج راداری هدایت شده (Guided Radar)
اساس کار این تجهیز، برخلاف تجهیز قبلی، روش تماسی است. در اینجا از پراب‌هایی برای هدایت امواج رادیویی استفاده می‌شود. شماتیک عملکرد سطح سنج راداری هدایت شده در شکل زیر نشان داده شده است. با مقایسه این شکل با شکل مربوط به سطح سنج راداری، درمی‌یابیم که امواج رادیویی دیگر به صورت مخروط منتشر نمی‌شوند و فقط در راستای پراب هدایت کننده، پایین می‌آیند. این تجهیز در فرآیندهایی کاربرد دارد که دی‌الکتریک ماده، نسبتاً پایین باشد.
از ویژگی‌های مهم این روش، می‌توان به این موضوع اشاره کرد که استفاده از این تجهیز حتی در هنگام پر شدن مخزن هم دچار اختلال نمی‌شود. در سطح سنج راداری هدایت شده، پس از اینکه موج رادیویی به سطح ماده برخورد می‌کند، بخشی از آن به تجهیز بازتابیده می‌شود. اما بخش دیگر، همچنان به راه خود ادامه می‌دهد. در نتیجه، اگر دو ماده با دو دی‌الکتریک مختلف در مخزن وجود داشته باشد، با این روش می‌توان ارتفاع سطح جدایش آنها را اندازه‌گیری کرد.
کاربرد سطح سنج های راداری
اندازه گیری سطح به روش غیر تماسی با لول ترانسمیتر به دلیل استقلال از پارامترهای دما، فشار، چگالی، هدایت، بخار یا گرد و غبار از روشهای دقیق و موثر برای اندازه گیری سطح مخازن مواد پودری و مایع متلاطم ، سطوح دارای فوم یا کف و مواد دارای غبار و جامداتی نظیر مخازن آهک یا سیمان با دقت در حد میلیمتر میباشد . سطح سنج های راداری در مدلها و مکانیزمهای مختلف ارائه میگردند . از سطح سنج راداری تا ارتفاع 70 متر و در شرایط با دما و فشار بالا برای انواع مایعات و جامداتی نظیر اسیدها و بازها، حلال های آلی، الکل، نفت و فراورده های نفتی، گازهای مایع و گرانول های پلیمری، آهک،سیمان، دانه ها، غلات، شکر، مواد معدنی، پودرهای فلزی، کربن، ذغال سنگ می توان استفاده کرد .
مزایای سطح سنج های راداری
این روش که به نظر بهترین روش اندازه‌گیری ارتفاع سطح میباشد اکثر مزایای روش اولتراسونیک را دارد.
- دقت بالا
- مناسب برای مخازن رو باز و بسته
- نصب بیرون از مخزن
- مخازن سیالات اسیدی و خطرناک
- سیالات دارای کف و توربولنسی سطح سیال
- مناسب برای سیالات دارای گرد و غبار و بخار
- طول عمر بالا به دلیل نداشتن قطعات مکانیکی
- اندازه گرانولها یا ذرات معلق در سیال و Buildup زیاد بر روی probe تاثیر محسوسی بر دقت ندارد
- تعمیر و نگهداری آسان