산업 자동화 수준 측정 분야에서, 레이더 레벨 송신기는 석유화학, 수처리, 식품 및 의약품,접촉을 하지 않았기 때문에, 높은 정확성, 그리고 강한 적응력 장점. 그들의 작동 원리 (래더 레벨 송신기 작동 원리) 는 정확한 측정에 도달하는 열쇠입니다.
레이더 레벨 송신기는 레이더 (전자기파) 기술을 기반으로 하는 레벨 측정 장치입니다.전자기파를 송수신하고 수신함으로써 액체의 표면의 위치를 계산합니다., 액체 수준 높이의 신호를 산업 표준 전기 신호로 변환합니다 (4-20mA 전류 신호, RS485 디지털 신호와 같이) 그리고 장거리 전송을 실현합니다.실시간 모니터링, 그리고 액체 수준 데이터의 자동 제어.
전통적인 레벨 측정 장비 (플로트 타입, 초음파 타입) 와 비교하면, 그것의 핵심 장점은 중도 밀도, 점도,먼지고온, 고압 및 강한 경화와 같은 가혹한 산업 작업 조건에 적응 할 수 있으며 측정 정확도는 오랫동안 안정적입니다.
레이더 레벨 송신기의 작동 논리는 "전자기파 전송 - 반사 - 수신 - 신호 계산"을 중심으로 이루어집니다.그것은 전자파와 액체의 표면의 상호 작용을 통해 액체의 수준 높이를 추론구체적인 절차는 다음과 같습니다.
장치 안의 고주파 오시레이터는 특정 주파수의 (일반적으로 6GHz, 26GHz) 전자기파를 생성합니다.이 전자기파는 전자기 안쪽의 액체 표면으로 전용 레이더 안테나 (코른 안테나와 같이) 를 통해 방향적으로 전송됩니다., 막대 안테나).
- 기술 핵심 포인트: 전자기파의 주파수는 측정 성능에 직접적으로 영향을 미칩니다. 주파수가 높을수록 빔 각도가 좁습니다 (26GHz의 빔 각도는 일반적으로 ≤3°)그리고 신호가 집중될수록, 작은 칼리버 컨테이너 또는 복잡한 작업 조건에 적합합니다. 낮은 주파수 (예를 들어 6GHz) 는 더 넓은 빔 각 (약 15°) 을 초래합니다.대량 저장 탱크의 장거리 측정에 적합하며 먼지와 증기를 뚫을 수있는 능력이 더 강합니다..
전자기파가 액체의 표면에 닿으면액체와 공기 사이의 이전수 상수의 중요한 차이 (액체의 이전수 상수는 일반적으로 ≥ 1.8, 공기보다 훨씬 높습니다.) 대부분의 전자기파는 액체 표면에 의해 반사되어 "효율적인 에코 신호"를 형성합니다.소량의 전자기파는 액체의 표면을 침투하거나 매개체에 흡수됩니다, 이는 측정 결과에 거의 영향을 미치지 않습니다.
- 적응 전제: 액체의 변압 변수가 ≥ 1을 충족하는 한8, 안정적인 음향이 형성 될 수 있습니다. 매체의 변압 변수가 매우 낮다면 (예를 들어 일부 가벼운 기름, 액화 천연 가스)반사 효과를 강화하고 에코 신호의 강도를 보장하기 위해 파도 가이드를 사용할 수 있습니다..
반사된 에코 신호는 원래 경로를 따라 돌아와 레이더 안테나에 수신됩니다. 장치 내부의 신호 처리 모듈 (MCU 및 DSP 칩으로 장착) 은 필터링을 수행합니다.증폭, 및 소음 감축 처리 에코 신호, 컨테이너 벽 반사, 환경 먼지 및 장비 진동과 같은 간섭 신호를 제거,그리고 액체 표면과 관련된 효과적 음향만 유지, 후속 계산에 필요한 정확한 데이터 기반을 제공합니다.
"전자기파의 전송시간과 음향의 수신시간 사이의 시간차 (Δt) "를 계산함으로써그리고 공중에서 전자기파의 전파 속도와 결합하여 (표준 조건에서 약 3×108m/s), 이는 실내 온도와 압력에 따라 실시간으로 캘리브레이를 할 수 있습니다.) 신호 처리 모듈은 수식을 통해 액체 수준 높이를 추론합니다:
액체 레벨 높이 (H) = 전체 컨테이너 높이 (H_total) - 레이더 안테나에서 액체 표면까지의 거리는 (d)
그 중에는d = (전자기파 전파 속도 × Δt) / 2(전자기파가 안테나와 액체 표면 사이를 앞뒤로 이동해야 하기 때문에 2로 나눌 수 있습니다.)
- 특수 기술: 일부 고급 기기는 주파수 조절 연속파 (FMCW) 기술을 채택합니다. 선형적으로 변화하는 주파수와 함께 전자기파를 전송함으로써,전파와 음향 사이의 주파수 차이를 계산합니다., 간접적으로 거리를 추론합니다. 이것은 높은 정확도 (실점 ≤ ± 0.05%) 및 장거리 (70m까지의 측정 범위) 액체 수준 측정 시나리오에 적합합니다.
계산이 완료된 후, 장치는 액체 레벨 높이의 신호를 4-20mA, RS485 또는 HART 프로토콜과 같은 산업 표준 신호로 변환하고 PLC에 전송합니다.DCS 제어 시스템, 또는 액체 레벨, 초한 경계 경보 또는 자동 액체 방출 / 물 공급 제어의 실시간 모니터링을 실현하는 디스플레이 장비를 구현합니다.
위의 작동 원리에 기초하여, 레이더 레벨 송신기는 산업 시나리오의 요구를 정확하게 충족시킬 수있는 세 가지 핵심 기술 장점을 가지고 있습니다.
전자기파는 액체와 직접 접촉할 필요가 없기 때문에 장치와 매개체 사이에 물리적 마찰이 없습니다.안테나는 반성질 소재로 만들어집니다 (예: 하스텔로이, PTFE 코팅) 이 있으며 IP67/IP68 수준의 밀폐 설계가 장착되어 있습니다. 최대 압력 60MPa와 온도 범위 -60°C ~ 400°C에 견딜 수 있습니다.그리고 강한 부식 작업 조건에 적합합니다., 고 온도, 고 압력 장치의 사용 수명은 5-8 년으로 연장됩니다 (전통 접촉 장치의 사용 수명은 일반적으로 3 년 미만입니다).
전자기파의 전파는 중도 밀도, 점성, 또는 색에 영향을 받지 않으며 먼지, 증기, 안개로 침투할 수 있습니다.좁은 빔 설계 또는 에코 추적 알고리즘을 통해, 액체의 표면 음향은 여전히 정확하게 식별 할 수 있으며 측정 안정성은 환경 변화에 영향을받지 않습니다.
고주파 신호 설계, 온도 및 압력 보상 모듈 및 FMCW 기술과 같은 최적화를 통해 장치의 측정 오류는 ± 0.1% 내에서 제어 할 수 있습니다.측정 범위는 0.1m-70m. 액체 및 일부 고체 입자의 레벨/물질 레벨 측정 (플라스틱 입자, 석탄 분말 등) 에 적응할 수 있습니다.석유화학과 같은 여러 산업의 요구를 충족, 수처리, 식품 및 의약품, 에너지 저장.
둘 다 비접촉 측정 방법이지만 핵심 기술은 다릅니다. 레이더 레벨 송신기는 전자기파 반사, 먼지, 증기 및 온도에 영향을받지 않고,넓은 측정 범위 (0.1m-70m) 이며 복잡한 작업 조건에 적합합니다. 초음파 레벨 미터는 음파 반사 기반입니다. 음파는 먼지와 온도에 의해 쉽게 약화됩니다.좁은 측정 범위 (0.2m~10m), 그리고 오직 깨끗하고 간섭이 없는 액체 측정 시나리오에만 적합합니다.
작업 원칙의 적응 관점에서 최적화가 필요합니다: 작업 조건에 맞는 주파수를 선택하십시오 (26GHz 복잡한 작업 조건에 대해),전자기파 전파 속도를 캘리브레이션 (환경 온도와 압력에 기초한 실시간 보상), 액체 표면 이전수 상수가 요구 사항을 충족하는지 확인합니다 (낮은 이전수 상수 매체에 파도 유도기를 사용하십시오),그리고 정기적으로 물질 축적의 간섭을 피하기 위해 안테나를 청소, 높은 정밀도를 유지하기 위해 측정
작동 원칙에 따라, 그들은 높은 온도 (≤ 400°C), 고 압력 (≤ 60MPa), 강한 부식 (산-기반 매체),먼지가 많이 들어있는 곳 (시멘트 실로 같은 곳), 석탄 분말 탱크), 그리고 쉽게 안개 (음료 발효 탱크와 같이).빈번한 유지보수를 필요로 하지 않으며 가혹한 산업 환경에서 가장 선호되는 액정 수치 측정 장비입니다..
레이더 레벨 송신기의 작동 원리는 "전자기파 상호 작용"에 초점을 맞추고 있습니다. 정확한 전송, 반사, 수신, 계산을 통해,높은 정밀도이 기술 장점은 산업 시나리오의 필요에 대한 심층적 인 적응에서 비롯됩니다.가혹한 작업 조건에서 간섭 방지 능력 또는 넓은 범위의 측정 적응력산업 자동화의 업그레이드와 함께 산업 자동화,첨단 작동 원리에 기반 한 레이더 레벨 송신기는 다양한 산업에서 액체 레벨 측정의 핵심 장비로 계속 될 것입니다., "더 정확하고 안정적이며 유지 보수 비용이 낮다"는 방향으로 산업 측정을 촉진합니다.
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