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 يك ديش سهموی يا آنتن شيپوری همانند شکل بالا پيوسته در قالب يك سيگنال فركانس جاروبی به سطح سيال فرآيندی ارسال مي شوند. پس از برخورد سيگنال به سطح مايع بخشي از آن به همان آنتن منعكس شده، و سپس جمع آوری و به دريافت كننده فرستاده مي‌شود. در دريافت كننده يك ميكروپروسسور زمان بين ارسال پالس و دريافت اكوی برگشتی را با دانستن سرعت موج الكترومغناطیسی كه مساوی نور است، محاسبه مي‌كند.
آنتن های سطح سنج های راداری
آنتنهای سهموی دارای سطح مقطع بزرگتری نسبت به آنتنهای شيپوری هستند و سيگنالهای متمركزتری توليد میكنند. بنابراين امكان انعكاس سيگنال از موانع، در به كارگيري آنهاكمتر است.سهموی بسيار بزرگتر، سنگين تر و گرانتر از آنتنهای شيپوری مي باشند و فقط در اندازه‌گيری‌هایی كه دقت بالا مورد نياز است استفاده می‌شوند. سيگنالهاي ارسالي توسط آنتنهای شيپوری بيشتر پخش مي‌شوند و درنتيجه احتمال بازتابش و پخش سيگنال توسط موانع بيشتر است. بايد يادآور شد كه در بيشتر كاربردها از آنتنهای شيپوری استفاده مي شود.
نکات قابل توجه
در اين روش ، سيگنالهای غلط برگشتی از موانع بايد شناسايي و فيلتر شوند. از جمله اين موارد مي توان به سيگنالهای بازتابيده از همزنهای درون مخازن، نبشي‌های اتصال طبقات ، تغييرات ناهمگون در عرض و شكل مخزن، نردبان، رسوبات ديواره و همچنين عمود نبودن رادار بر سطح سيال، قرارگرفتن رادار در نزديكي مداخل ورودی و درنتيجه تداخل امواج ناخواسته اشاره نمود. امواج رادار به دليل اينكه می‌توانند از مواد دارای ضريب دی الكتريك پايين نظير شيشه و پلاستيك عبور كنند، در خارج از مخازن و پشت يك 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 اسيدها و بازها، حلال هاي آلي، الكل، نفت و فراورده هاي نفتي، گازهاي مايع و گرانول هاي پليمري، آهك،سيمان، دانه ها، غلات، شكر، مواد معدني، پودرهاي فلزي، كربن، ذغال سنگ می توان استفاده کرد .
مزایای سطح سنج های راداری
اين روش كه به نظر بهترين روش اندازه‌گيری ارتفاع سطح مي‌باشد اكثر مزايای روش اولتراسونيك را دارد.
- دقت بالا
- مناسب برای مخازن رو باز و بسته
- نصب بیرون از مخزن
- مخازن سیالات اسیدی و خطرناک
- سیالات دارای کف و توربولنسي سطح سيال
- مناسب برای سیالات دارای گرد و غبار و بخار
- طول عمر بالا به دلیل نداشتن قطعات مکانیکی
- اندازه گرانولها يا ذرات معلق در سيال و Buildup زياد بر روی probe تاثير محسوسي بر دقت ندارد
- تعمیر و نگهداری آسان
