Máy đo mức radar là công cụ đo lường dựa trên nguyên tắc-thời gian{1}}bay. Với ưu điểm về-đo lường không tiếp xúc, khả năng chống nhiễu-mạnh mẽ, độ chính xác cao, mức bảo trì thấp và tuổi thọ dài, chúng dần trở thành thiết bị được ưa chuộng trong nhiều tình huống đo mức chất lỏng.
Máy đo mức radar có các tần số như 6GHz, 26GHz, 80GHz và 120GHz. Nói rộng hơn, máy đo mức radar cũng có thể được chia thành loại-tần số cao và-tần số thấp. 26G và máy đo mức radar 80G là hai loại phổ biến. Sự khác biệt chính giữa máy đo mức radar 26G và 80G nằm ở tần số điều chế, bước sóng, độ chính xác của phép đo, độ phân giải và vùng mù. Nói chung, máy đo mức radar tần số cao hơn đắt hơn.
Tần số điều chế và bước sóng
Vi sóng là dải sóng điện từ có tần số từ 300MHz đến 300GHz, có bước sóng tương ứng từ 1mm đến 1m. Phổ điện từ bao gồm ba dải: sóng decimet (dải tần số 300 MHz-3GHz), sóng centimet (dải tần số 3 ~ 30GHz) và sóng milimet (dải tần số 30 ~ 300GHz).
Mối quan hệ giữa bước sóng và tần số (c=λf, trong đó c là tốc độ ánh sáng) như sau:
Máy đo mức radar 26G:
Tần số điều chế thường nằm trong khoảng từ 24 đến 26 GHz, bước sóng xấp xỉ 11,5 mm, thuộc dải sóng centimet.
Máy đo mức radar 80G:
Tần số điều chế thường nằm trong khoảng từ 78 đến 82 GHz, bước sóng khoảng 3,75 mm, thuộc dải sóng milimet.
Độ chính xác và độ phân giải của phép đo
Nói chung, tần số của radar càng cao (bước sóng ngắn) thì độ phân giải không gian của nó càng cao.
Máy đo mức radar 26G:
Điều này thuộc về radar xung (PTOF). Nguyên lý hoạt động của radar xung tương tự như "phát hiện sóng siêu âm": thiết bị truyền định kỳ phát ra các tín hiệu xung tần số cao-với thời lượng cực ngắn (thường ở cấp độ nano giây). Sau khi xung chạm tới bề mặt môi trường và bị phản xạ, bộ phận thu ghi lại chênh lệch thời gian (Δt) giữa truyền và nhận, sau đó tính toán mức chất lỏng bằng công thức "khoảng cách=(tốc độ ánh sáng × Δt) / 2". Thiết kế mạch của nó tương đối đơn giản và chi phí thấp, nhưng bị giới hạn bởi độ rộng xung, có vùng mù ở cự ly gần (thường là 0,3-1m) và có độ phân giải phạm vi thấp (thường là ± 5 mm). Nó phù hợp với các tình huống có phạm vi đo rộng và yêu cầu độ chính xác thấp.
Máy đo mức radar 80G:
Cái này thuộc về radar sóng liên tục được điều chế tần số (FMCW). Nó truyền tín hiệu sóng liên tục có tần số thay đổi tuyến tính theo thời gian và tần số truyền có mối quan hệ răng cưa hoặc sóng tam giác với thời gian. Khi nhận được tín hiệu tiếng vang, tần số truyền đã thay đổi. Mức chất lỏng được tính bằng cách đo chênh lệch tần số (Δf) giữa sóng truyền và sóng phản hồi, sử dụng tính chất "Δf tỷ lệ thuận với khoảng cách". Vì sử dụng tín hiệu sóng liên tục nên radar FMCW có vùng mù nhỏ, độ phân giải trong phạm vi ±1mm và khả năng chống nhiễu mạnh hơn{6}}, phân biệt hiệu quả tiếng vang từ bề mặt chất lỏng và các chướng ngại vật gần đó. Tuy nhiên, mạch của nó phức tạp và giá thành tương đối cao, khiến nó phù hợp với các kịch bản đo lường có-độ chính xác cao hoặc-phạm vi ngắn.
Góc chùm tia
Ưu điểm đáng kể của vi sóng tần số cao-là radar góc chùm tia cực nhỏ. 80GHz của chúng thường có góc chùm tia chỉ 3 độ -5 độ , trong khi radar 26GHz đạt tới 10 độ -15 độ . Trong không gian hạn chế hoặc điều kiện phức tạp có chướng ngại vật, radar 80GHz có thể tập trung tốt hơn vào bề mặt chất lỏng, giảm nhiễu từ thành container hoặc các cấu trúc bên trong khác. Đặc tính này giúp nó hoạt động đặc biệt tốt trong các bể chứa nhỏ hoặc khi được lắp đặt gần thành bể.
Loại ăng-ten
Radar 80GHz thường sử dụng ăng-ten ma trận phẳng. So với ăng-ten hình sừng-thường được sử dụng trong radar 26GHz, nó có khả năng chống lại các yếu tố gây nhiễu như bụi, hơi nước và ngưng tụ mạnh hơn và có thể duy trì hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt. Ví dụ: trong điều kiện khuấy động, dòng xoáy, bọt, bắn tung tóe và thậm chí cả giao diện giả có thể xảy ra trên bề mặt chất lỏng, đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về-khả năng chống nhiễu và tập trung tín hiệu của radar tần số. 80GHz cao-của thiết bị đo, với bước sóng ngắn, chùm tia hẹp và đặc tính xuyên tín hiệu mạnh, kết hợp với công nghệ xử lý tín hiệu tiên tiến, đã trở thành giải pháp chủ đạo để đo mức chất lỏng trong bể khuấy trộn.
Làm cách nào để chọn giữa 80GHz và 26GHz?
Các tình huống ưa thích máy đo mức radar 80GHz:
Quy trình phức tạp: Bể chứa các vật cản như máy khuấy, cuộn gia nhiệt, thang.
Thùng chứa thu nhỏ: Lò phản ứng, bể chứa nhỏ, bình xử lý (đường kính dưới 1 mét).
Đặc tính môi trường phức tạp: Chất lỏng/chất rắn dễ tạo bọt, bay hơi dẫn đến ngưng tụ hoặc có hằng số điện môi thấp.
-Yêu cầu đo lường có độ chính xác cao: Được sử dụng để thanh toán giao dịch, phân lô chính xác, v.v.
Điều kiện lắp đặt hạn chế: Chiều dài ống ngắn không đủ hoặc không muốn/không thể lắp đặt ống dẫn sóng.
Đo vật liệu rắn, đặc biệt là các hạt và bột có hằng số điện môi thấp.
Các trường hợp nên sử dụng máy đo mức radar 26GHz:
Bể chứa lớn tiêu chuẩn: như bể chứa, bể chứa dầu thô, bể chứa nước thải, v.v., có cấu tạo bên trong đơn giản.
Ngân sách chi phí hạn chế và điều kiện vận hành đơn giản mà không có thách thức đặc biệt.
Đo các chất lỏng thông thường (nước, dầu, axit, kiềm, v.v.) và chất lỏng có hằng số điện môi cao.
Bản tóm tắt
Nhìn chung, máy đo mức radar 80GHz, với khả năng lấy nét và hiệu suất chống nhiễu-vượt trội, đang trở thành lựa chọn ưu tiên cho số lượng ứng dụng ngày càng tăng, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp chế biến và điều kiện hoạt động phức tạp. Chúng giảm tổng chi phí vòng đời thông qua việc lắp đặt thông minh hơn và đo lường ổn định hơn. Trong khi đó, máy đo mức radar 26GHz, với tư cách là một công nghệ trưởng thành và đáng tin cậy, vẫn duy trì khả năng tồn tại mạnh mẽ trong nhiều ứng dụng đo mức tiêu chuẩn và đơn giản do lợi thế kinh tế của chúng.
Máy đo mức radar không nhất thiết phải tốt hơn khi tần số càng cao, cũng không nhất thiết phải tệ hơn khi tần số càng thấp. Khi lựa chọn, các yếu tố như độ phức tạp của điều kiện làm việc, yêu cầu về độ chính xác, điều kiện lắp đặt, đặc điểm phương tiện và ngân sách dự án phải được xem xét toàn diện. Lựa chọn phù hợp nhất là lựa chọn phù hợp với điều kiện làm việc của bạn.
