انواع لول ترانسمیتر راداری

انواع لول ترانسمیتر راداری شامل دو گروه اصلی هستند:

1. راداری پالس (Time of Flight)
2. راداری موج پیوسته (FMCW)

که هر کدام با روش متفاوتی امواج راداری را ارسال و دریافت کرده و برای کاربردهای مختلف صنعتی استفاده می‌شوند.

در ادامه تمام انواع لول ترانسمیتر راداری را  بررسی می‌کنیم.

لول ترانسمیتر راداری (Radar Level Transmitter) ابزاری است که بدون تماس با مایع و با ارسال امواج الکترومغناطیسی سطح سیال را اندازه‌گیری می‌کند.

لول ترانسمیتر راداری چگونه سطح را اندازه‌گیری می‌کند؟

مکانیزم کلی کار این است:

1. رادار موج الکترومغناطیس را به سطح سیال ارسال می‌کند.
2. موج پس از برخورد به سطح، به سمت سنسور بازمی‌گردد.
3. ترانسمیتر اختلاف زمان یا فرکانس این موج را اندازه‌گیری می‌کند.
4. دستگاه با توجه به ارتفاع واقعی مخزن، سطح دقیق سیال را محاسبه می‌کند.

یعنی دستگاه در واقع فضای خالی مخزن را اندازه می‌گیرد و آن را از ارتفاع اولیه مخزن کم می‌کند.

محدوده فرکانس

رادارهای صنعتی معمولاً در محدوده 3 تا 30 گیگاهرتز کار می‌کنند. این محدوده کاملاً ایمن بوده و مشابه امواج رادیویی و مخابراتی است.

منحنی زیر اسپکتروم این امواج برحسب فرکانس و طول موج را نشان می‌دهد:

اجزا لول ترانسمیتر راداری

یک Radar Level Transmitter معمولاً از بخش‌های زیر تشکیل می‌شود:

• آنتن (Horn, Parabolic, Rod, PTFE و …)
• ماژول پردازش راداری
• برد الکترونیکی پردازش سیگنال
• محفظه الکترونیکی با درجه حفاظت IP بالا
• نمایشگر یا HMI (در برخی مدل‌ها)
• خروجی آنالوگ/دیجیتال (HART, Modbus, Profibus, 4-20mA)

اجزاء یک ترنسمیتر راداری را در شکل زیر مشاهده می نمایید:

 

چون شرایط مخازن صنعتی متفاوت است:

• بعضی مخازن بلند هستند
• برخی پر از بخار، کف یا گردوغبارند
• برخی دارای مواد خورنده یا سمی هستند
• برخی نیازمند دقت میلی‌متری‌اند

به همین دلیل، لول ترانسمیترهای راداری در چند دسته اصلی و زیرشاخه‌های تخصصی تولید می‌شوند.

1) لول ترانسمیتر راداری پالس (Pulsed Radar – ToF)

در این نوع، سنسور پالس‌های کوتاه را به سمت سیال می‌فرستد و زمان رفت و برگشت موج را اندازه می‌گیرد.

مزایا:

• مناسب مخازن بلند
• عملکرد قابل قبول در محیط‌های نسبتاً تمیز
• قیمت اقتصادی‌تر نسبت به FMCW

معایب:

• دقت کمتر نسبت به FMCW
• حساس‌تر به بخار، کف و نویز محیطی

بهترین کاربرد:
مخازن بزرگ نفت، آب، فاضلاب و کاربردهایی که دقت میلی‌متری لازم ندارند.

2) لول ترانسمیتر راداری موج پیوسته (FMCW – Continuous Wave)

در محبوب‌ترین نوع از انواع لول ترانسمیتر راداری، موج با فرکانس پیوسته ارسال می‌شود و اختلاف فرکانس بازگشتی اندازه‌گیری می‌شود.

مزایا:

• فوق‌العاده دقیق
• مناسب بخار سنگین، کف، گردوغبار
• عملکرد پایدار در شرایط صنعتی سخت
• بهترین انتخاب برای پروژه‌های ابزار دقیق و HSE

معایب:

• قیمت بالاتر
• نیازمند کیفیت آنتن مناسب

بهترین کاربرد:
پتروشیمی، نفت و گاز، مخازن تحت فشار، محیط‌های خطرناک.

(یکی از معیارهای مهم برای انتخاب تجهیز)

1) راداری 6 گیگاهرتز

• مدل قدیمی‌تر
• مناسب مایعات با سطح صاف
• نسبتاً ارزان‌تر

2) راداری 26 گیگاهرتز

• پرکاربردترین در صنعت ایران
• دقت مناسب
• گزینه اقتصادی و مطمئن

3) راداری 80 گیگاهرتز (77GHz)

• جدیدترین و دقیق‌ترین
• زاویه پرتو باریک
• عملکرد عالی در بخار، کف، گردوغبار
• مناسب مخازن بسیار بلند

برای پروژه‌هایی که نیاز به عملکرد تضمینی دارید، 80GHz بهترین انتخاب در بین تمام انواع لول ترانسمیتر راداری است.

این دسته‌بندی برای انتخاب مدل مناسب سیال بسیار مهم است.

1) آنتن Horn (شیپوری)

• قوی‌ترین برد
• مناسب مخازن بلند و محیط‌های صنعتی سخت

2) آنتن Rod (میله‌ای)

• کاربرد عمومی
• مناسب مایعات ساده و تمیز

3) آنتن Parabolic (سهموی)

• دقت و برد بسیار بالا
• مناسب مخازن خیلی بزرگ و فضای باز

4) آنتن PTFE / Teflon

• مقاوم در برابر مواد خورنده
• مناسب صنایع شیمیایی

5) آنتن فلش‌مونت (Flush)

• مناسب صنایع غذایی و دارویی
• قابل شست‌وشو (CIP/SIP)

1) مخصوص مایعات

• برای آب، نفت، اسید، مواد شیمیایی
• دقت بالا و مناسب بیشتر کاربردها

2) مخصوص جامدات و پودرها

• آنتن پرقدرت و فرکانس بالا
• مناسب سیلو، غبار شدید، خوراک دام، سیمان

3) مخصوص فاضلاب، لجن و محیط‌های خورنده

• آنتن تفلونی
• مقاوم در برابر سولفید هیدروژن، بخار و کف

4) مخصوص مخازن Pressurized

• نسخه Ex / ATEX
• مناسب نفت و گاز و پتروشیمی

برای انتخاب بهترین مدل از انواع لول ترانسمیتر راداری، باید این موارد را مشخص کنید:

1. نوع سیال: تمیز؟ خورنده؟ چسبنده؟
2. ارتفاع مخزن: کمتر از ۵ متر یا بالای ۳۰ متر؟
3. بخار و کف: آیا شرایط سخت وجود دارد؟
4. دقت موردنیاز: میلی‌متری یا سانتی‌متری؟
5. نوع خروجی: 4-20mA، HART، Modbus
6. استاندارد ایمنی: نیاز به ATEX یا Ex دارید؟

اگر یکی از این عوامل اشتباه انتخاب شود، حتی بهترین برند رادار هم دچار نویز و خطا می‌شود.

انواع لول ترانسمیتر راداری شامل پالس، FMCW، فرکانس‌های مختلف (6، 26 و 80GHz)، آنتن‌های متفاوت و مدل‌های ویژه‌ی مایعات، جامدات، محیط‌های خورنده و مخازن تحت فشار هستند.

انتخاب درست آن‌ها به شرایط سیال، ارتفاع مخزن و نیاز پروژه بستگی دارد.

اگر می‌خواهید بدانید کدام نوع لول ترانسمیتر راداری دقیقاً برای مخزن یا پروژه شما مناسب است، مشخصات زیر را با کارشناسان مهندسی ما ارسال کنید:

• نوع سیال
• ارتفاع مخزن
• دما و فشار
• وجود بخار یا کف
• نوع خروجی موردنیاز

برای شما بهترین مدل را پیشنهاد می‌دهیم.

1.آیا برای مواد خورنده لول ترانسمیتر راداری خاص لازم است؟

بله، باید مدل آنتن PTFE یا Rod پوشش‌دار انتخاب شود.

2.برای مخزن با بخار زیاد چه نوع راداری بهترین است؟

مدل‌های FMCW با فرکانس 80GHz بهترین عملکرد را دارند.

3. آیا لول ترانسمیتر راداری برای پودر و جامدات مناسب است؟

بله، اما باید مدل مخصوص جامدات انتخاب شود.

4.کدام نوع راداری بیشترین دقت را دارد؟

FMCW با فرکانس 80GHz