Im Bereich der Messung des Niveaus der industriellen Automatisierung sind die Radareinstellungs-Sender zu Kerngeräten in Industriezweigen wie der Petrochemie, der Wasserbehandlung, der Lebensmittelindustrie und der Pharmaindustrie geworden.Dank ihres NichtkontaktsDas Funktionsprinzip des Radarsenders ist der Schlüssel zur Erreichung einer präzisen Messung.
Ein Radar-Level-Sender ist ein auf Radar- (elektromagnetische Wellen-) Technologie basierendes Niveaumessgerät.Es berechnet die Position der Flüssigkeitsoberfläche, indem es elektromagnetische Wellen sendet und empfängt., wandelt das Signal der Flüssigkeitshöhe in industrielle Standard-elektrische Signale um (z. B. 4-20mA-Stromsignale, RS485-digitale Signale) und realisiert Fernübertragung,Überwachung in Echtzeit, und automatische Steuerung der Daten über den Flüssigkeitsgehalt.
Im Vergleich zu herkömmlichen Messgeräten (z. B. Schwimmer- und Ultraschallgeräten) liegen die Hauptvorteile darin, daß sie nicht von Umweltfaktoren wie mittlerer Dichte, Viskosität,StaubEs kann sich an harte industrielle Arbeitsbedingungen wie hohe Temperatur, hoher Druck und starke Korrosion anpassen und seine Messgenauigkeit bleibt lange stabil.
Die Funktionslogik eines Radar-Level-Senders dreht sich um "elektromagnetische Wellenübertragung - Reflexion - Empfang - Signalberechnung".Es ergibt die Flüssigkeitshöhe durch die Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Wellen und der FlüssigkeitsoberflächeDer spezifische Prozess ist wie folgt:
Der Hochfrequenz-Oszillator im Inneren des Geräts erzeugt elektromagnetische Wellen einer bestimmten Frequenz (in der Regel 6 GHz, 26 GHz).Diese elektromagnetischen Wellen werden durch eine spezielle Radarantenne (z. B. eine Hornantenne) auf die Flüssigkeitsoberfläche im Behälter übertragen., Stange (Antenne).
- Technischer Schlüsselpunkt: Die Frequenz elektromagnetischer Wellen beeinflusst unmittelbar die Messleistung. Je höher die Frequenz, desto schmaler der Strahlwinkel (der Strahlwinkel bei 26 GHz beträgt in der Regel ≤3°),und je stärker das Signal fokussiert, die für kleine Behälter oder komplexe Arbeitsbedingungen geeignet ist. Niedrigere Frequenzen (z. B. 6 GHz) führen zu einem größeren Strahlwinkel (etwa 15°),mit einer Breite von mehr als 20 mm,.
Wenn der elektromagnetische Wellenstrahl die Flüssigkeitsoberfläche berührt,aufgrund der signifikanten Differenz der Dielektrikkonstante zwischen Flüssigkeit und Luft (die Dielektrikkonstante der Flüssigkeit beträgt im Allgemeinen ≥ 1.8, viel höher als die der Luft), werden die meisten elektromagnetischen Wellen von der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert, um ein "effektives Echosignal" zu bilden.Eine kleine Menge elektromagnetischer Wellen wird die Flüssigkeitsoberfläche durchdringen oder vom Medium absorbiert werden, was sich nur geringfügig auf das Messergebnis auswirkt.
- Anpassungsprämise: Solange die dielektrische Konstante der Flüssigkeit ≥ 1 erreicht.8Wenn die dielektrische Konstante des Mediums extrem niedrig ist (z. B. einige leichte Öle, flüssiges Erdgas),Ein Wellenführer kann zur Verbesserung der Reflexionseffekte und zur Sicherstellung der Stärke des Echosignals verwendet werden.
Das reflektierte Echosignal kehrt entlang des ursprünglichen Weges zurück und wird von der Radarantenne empfangen.Verstärkung, und Lärmreduzierungsbearbeitung auf dem Echosignal, wodurch Störsignale wie Wandreflexion des Behälters, Umgebungsstaub und Vibrationen der Ausrüstung eliminiert werden,und behält nur das wirksame Echo in Bezug auf die Flüssigkeitsoberfläche, die eine genaue Datenbasis für spätere Berechnungen bieten.
Durch Berechnung der "Zeitdifferenz (Δt) zwischen der Übertragungszeit elektromagnetischer Wellen und der Empfangszeit von Echos",und kombiniert mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen in der Luft (etwa 3 × 108 m/s unter Standardbedingungen), die in Echtzeit nach Umgebungstemperatur und -druck kalibriert werden kann), leitet das Signalverarbeitungsmodul die Flüssigkeitshöhe durch eine Formel ab:
Flüssigkeitshöhe (H) = Gesamtbehälterhöhe (H_total) - Abstand von der Radarantenne zur Flüssigkeitsoberfläche (d)
Unter ihnen:d = (Schnelligkeit der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen × Δt) / 2(geteilt durch 2, weil die elektromagnetische Welle zwischen der Antenne und der Flüssigkeitsoberfläche hin und her reisen muss).
- Spezielle Technologie: Einige High-End-Geräte verwenden die Frequenzmodulierte kontinuierliche Welle (FMCW).Sie berechnen den Frequenzunterschied zwischen der übertragenen Welle und dem EchoDies eignet sich für die Messung des Flüssigkeitsniveaus mit hoher Präzision (Fehler ≤ ±0,05%) und über große Entfernungen (Messbereich bis 70 m).
Nach Abschluss der Berechnung wandelt das Gerät das Signal der Flüssigkeitshöhe in Industriestandardsignale wie 4-20mA, RS485 oder HART-Protokoll um und überträgt es an die PLC.DCS-Steuerungssysteme, oder Anzeigegeräte zur Echtzeitüberwachung des Flüssigkeitsniveaus, Überschreitungsalarm oder automatische Flüssigkeitsentladungs-/Wasserversorgungssteuerung.
Auf der Grundlage des vorstehenden Arbeitsprinzips weist der Radar-Level-Sender drei wesentliche technische Vorteile auf, die den Anforderungen industrieller Szenarien genau gerecht werden können:
Da elektromagnetische Wellen nicht unmittelbar mit der Flüssigkeit in Berührung kommen müssen, gibt es keine physikalische Reibung zwischen Gerät und Medium.Die Antenne besteht aus korrosionsschutzfähigen Materialien (z. B. Hastelloy, PTFE-Beschichtung) und ist mit einer Dichtungskonstruktion auf IP67/IP68-Niveau ausgestattet.und für Arbeitsbedingungen mit starker Korrosion geeignet istDie Lebensdauer des Geräts wird auf 5-8 Jahre verlängert (die Lebensdauer traditioneller Kontaktgeräte beträgt in der Regel weniger als 3 Jahre).
Die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen wird nicht durch mittlere Dichte, Viskosität oder Farbe beeinflusst und kann Staub, Dampf und Nebel durchdringen.durch Schmalstrahlkonstruktion oder Echo-Tracking-Algorithmen, kann das Echo der Flüssigkeitsoberfläche noch genau ermittelt werden, und die Messstabilität wird durch Umweltveränderungen nicht beeinträchtigt.
Durch Optimierungen wie Hochfrequenzsignaldesign, Temperatur- und Druckkompensationsmodule und FMCW-Technologie kann der Messfehler des Geräts innerhalb von ±0,1% gesteuert werden.und der Messbereich umfasst 0.1m-70m. Er kann für die Messung des Niveaus/Materialniveaus von Flüssigkeiten und einigen festen Partikeln (wie Kunststoffpartikel, Kohlenpulver) angepasst werden.Erfüllung der Bedürfnisse mehrerer Branchen wie der petrochemischen Industrie, Wasseraufbereitung, Lebensmittel und Arzneimittel sowie Energiespeicherung.
Beide sind berührungslose Messmethoden, aber ihre Kerntechnologien unterscheiden sich: Radar-Level-Sender basieren auf elektromagnetischer Wellenreflexion, die nicht von Staub, Dampf und Temperatur beeinflusst wird.mit einem breiten Messbereich (0Ultraschallpegelmessgeräte basieren auf der Reflexion von Schallwellen; Schallwellen werden leicht durch Staub und Temperatur abgeschwächt.mit einem engen Messbereich (0.2m-10m) und nur für saubere und störungsfreie Flüssigkeitsmessszenarien geeignet.
Aus der Perspektive der Anpassung des Arbeitsprinzips müssen Optimierungen vorgenommen werden: Wählen Sie eine Frequenz, die den Arbeitsbedingungen entspricht (26 GHz für komplexe Arbeitsbedingungen),Kalibrieren der elektromagnetischen Wellenverbreitungsgeschwindigkeit (Echtzeitkompensation anhand von Umgebungstemperatur und -druck), sicherzustellen, dass die dielektrische Konstante der Flüssigkeitsoberfläche den Anforderungen entspricht (Verwenden Sie einen Wellenführer für die niedrigen dielektrischen Konstanten),und die Antenne regelmäßig reinigen, um Störungen durch Materialansammlungen zu vermeiden, um eine hohe Messgenauigkeit zu gewährleisten.
Aufgrund ihres Arbeitsprinzips können sie an besondere Arbeitsbedingungen angepasst werden, wie hohe Temperaturen (≤ 400°C), hoher Druck (≤ 60MPa), starke Korrosion (Säure-Basenmedien),hoher Staubanteil (z. B. Zementsilos), Kohlenpulverbehälter) und leicht vernebelnde (wie Getränkefermentationsbehälter).Sie erfordern keine häufige Wartung und sind die bevorzugte Geräte zur Messung des Flüssigkeitsniveaus in rauen Industrieumgebungen..
Das Funktionsprinzip des Radar-Senders konzentriert sich auf "elektromagnetische Wellen-Interaktion".HochpräzisionDie technischen Vorteile des Systems ergeben sich aus einer tiefgreifenden Anpassung an die Bedürfnisse industrieller Szenarien.Ob es sich um die Störungssicherheit unter harten Arbeitsbedingungen oder um die Anpassungsfähigkeit der Messung in weiten Bereichen handelt, werden beide durch die Optimierung und Iteration des Arbeitsprinzips angetrieben.Radar-Level-Sender, die auf fortschrittlichen Arbeitsprinzipien basieren, werden weiterhin die Kerngeräte für die Messung des Flüssigkeitsniveaus in verschiedenen Branchen sein., die industrielle Messtechnik in Richtung "genauer, stabiler und weniger wartungsbedürftig" fördert.
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