औद्योगिक स्वचालन स्तर के माप के क्षेत्र में, रडार स्तर ट्रांसमीटर पेट्रोकेमिकल, जल उपचार, खाद्य और दवा जैसे उद्योगों में मुख्य उपकरण बन गए हैं।उनके गैर संपर्क के लिए धन्यवादउच्च परिशुद्धता, और मजबूत अनुकूलन क्षमता के फायदे। उनके कामकाजी सिद्धांत (रडार स्तर ट्रांसमीटर कामकाजी सिद्धांत) सटीक माप प्राप्त करने की कुंजी है।
रडार लेवल ट्रांसमीटर रडार (इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव) तकनीक पर आधारित लेवल मापने वाला उपकरण है।यह विद्युत चुम्बकीय तरंगों को भेजकर और प्राप्त करके तरल सतह की स्थिति की गणना करता है, तरल स्तर ऊंचाई संकेत को औद्योगिक मानक विद्युत संकेतों (जैसे 4-20mA वर्तमान संकेत, RS485 डिजिटल संकेत) में परिवर्तित करता है, और लंबी दूरी के संचरण को महसूस करता है,वास्तविक समय की निगरानी, और तरल स्तर के आंकड़ों का स्वचालित नियंत्रण।
पारंपरिक स्तर माप उपकरण (जैसे फ्लोट-प्रकार, अल्ट्रासोनिक-प्रकार) की तुलना में, इसके मुख्य फायदे मध्यम घनत्व, चिपचिपाहट,धूलयह उच्च तापमान, उच्च दबाव और मजबूत संक्षारण जैसी कठोर औद्योगिक कार्य परिस्थितियों के अनुकूल हो सकता है, और इसकी माप सटीकता लंबे समय तक स्थिर रहती है।
रडार स्तर के ट्रांसमीटर का कार्य तर्क "इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव ट्रांसमिशन - रिफ्लेक्शन - रिसेप्शन - सिग्नल गणना" के आसपास घूमता है।यह विद्युत चुम्बकीय तरंगों और तरल सतह के बीच बातचीत के माध्यम से तरल स्तर की ऊंचाई का अनुमान लगाता हैविशिष्ट प्रक्रिया इस प्रकार है:
उपकरण के अंदर उच्च आवृत्ति वाले थरथरानवाला एक विशिष्ट आवृत्ति (आमतौर पर 6GHz, 26GHz) की विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्पन्न करता है।ये विद्युत चुम्बकीय तरंगें एक समर्पित रडार एंटेना (जैसे कि एक हॉर्न एंटेना) के माध्यम से कंटेनर के अंदर तरल सतह पर दिशात्मक रूप से प्रेषित की जाती हैं, रॉड एंटेना) ।
- तकनीकी कुंजी बिंदुः विद्युत चुम्बकीय तरंगों की आवृत्ति सीधे माप प्रदर्शन को प्रभावित करती है। आवृत्ति जितनी अधिक होगी, बीम कोण उतना ही संकीर्ण होगा (26GHz का बीम कोण आमतौर पर ≤3° होता है),और अधिक मजबूत संकेत ध्यान केंद्रित, जो छोटे कैलिबर के कंटेनरों या जटिल कार्य परिस्थितियों के लिए उपयुक्त है। कम आवृत्तियों (जैसे 6GHz) का परिणाम एक व्यापक बीम कोण (लगभग 15°) है,जो बड़े कैलिबर के भंडारण टैंकों के बड़े दायरे के माप के लिए उपयुक्त है और धूल और भाप के माध्यम से प्रवेश करने की अधिक क्षमता है.
जब विद्युत चुम्बकीय तरंग बीम तरल सतह को छूता है,द्रव और हवा के बीच dielectric निरंतरता में महत्वपूर्ण अंतर के कारण (द्रव का dielectric निरंतरता आम तौर पर ≥ 1 है.8, हवा की तुलना में बहुत अधिक है), अधिकांश विद्युत चुम्बकीय तरंगों को तरल सतह द्वारा "प्रभावी गूंज संकेत" बनाने के लिए परिलक्षित किया जाता है।विद्युत चुम्बकीय तरंगों की एक छोटी मात्रा तरल सतह में प्रवेश करेगा या माध्यम द्वारा अवशोषित किया जाएगा, जिसका माप परिणाम पर नगण्य प्रभाव पड़ता है।
- अनुकूलन का आधारः जब तक द्रव का विद्युतरोधक स्थिर ≥1 को पूरा करता है।8, एक स्थिर गूंज का गठन किया जा सकता है। यदि माध्यम का विद्युतरोधक स्थिर अत्यंत कम है (जैसे कुछ हल्के तेल, तरलीकृत प्राकृतिक गैस),प्रतिबिंब प्रभाव को बढ़ाने और प्रतिध्वनि संकेत की ताकत सुनिश्चित करने के लिए एक तरंग गाइड का उपयोग किया जा सकता है.
प्रतिबिंबित गूंज संकेत मूल पथ के साथ लौटता है और रडार एंटेना द्वारा प्राप्त किया जाता है। डिवाइस के अंदर सिग्नल प्रोसेसिंग मॉड्यूल (एमसीयू और डीएसपी चिप्स से लैस) फ़िल्टरिंग करता है,प्रवर्धन, और प्रतिध्वनि संकेत पर शोर में कमी का प्रसंस्करण, कंटेनर की दीवार पर प्रतिबिंब, पर्यावरण धूल और उपकरण कंपन जैसे हस्तक्षेप संकेतों को समाप्त करना,और केवल तरल सतह से संबंधित प्रभावी गूंज को बरकरार रखते हुए, जो बाद की गणना के लिए सटीक डेटा आधार प्रदान करता है।
विद्युत चुम्बकीय तरंगों के संचरण समय और गूंज के ग्रहण समय के बीच समय अंतर (Δt) की गणना करके,और हवा में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति के साथ संयुक्त (मानक परिस्थितियों में लगभग 3 × 108m / s), जिसे वास्तविक समय में परिवेश के तापमान और दबाव के अनुसार कैलिब्रेट किया जा सकता है), सिग्नल प्रोसेसिंग मॉड्यूल एक सूत्र के माध्यम से तरल स्तर की ऊंचाई का अनुमान लगाता हैः
तरल स्तर ऊंचाई (H) = कुल कंटेनर ऊंचाई (H_total) - रडार एंटेना से तरल सतह तक की दूरी (d)
उनमें से,d = (इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव प्रोपेगेशन स्पीड × Δt) / 2(२ से विभाजित है क्योंकि विद्युत चुम्बकीय तरंग को एंटीना और तरल सतह के बीच आगे और पीछे की यात्रा करने की आवश्यकता है)
- विशेष प्रौद्योगिकी: कुछ उच्च अंत उपकरणों में आवृत्ति-संशोधित निरंतर तरंग (एफएमसीडब्ल्यू) तकनीक को अपनाया जाता है। रैखिक रूप से परिवर्तित आवृत्तियों के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगों को प्रसारित करके,वे प्रसारित तरंग और गूंज के बीच आवृत्ति अंतर की गणनायह उच्च सटीकता (त्रुटि ≤ ±0.05%) और लंबी दूरी (माप सीमा 70 मीटर तक) तरल स्तर माप परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है।
गणना पूरी होने के बाद, उपकरण तरल स्तर ऊंचाई संकेत को औद्योगिक मानक संकेतों में परिवर्तित करता है जैसे 4-20mA, RS485 या HART प्रोटोकॉल, और इसे पीएलसी को प्रसारित करता है,डीसीएस नियंत्रण प्रणाली, या द्रव स्तर की वास्तविक समय की निगरानी, अति सीमा अलार्म, या स्वचालित द्रव डिस्चार्ज/पानी आपूर्ति नियंत्रण को महसूस करने के लिए डिस्प्ले उपकरण।
उपरोक्त कार्य सिद्धांत के आधार पर, रडार स्तर ट्रांसमीटर के तीन मुख्य तकनीकी फायदे हैं, जो औद्योगिक परिदृश्यों की जरूरतों को सटीक रूप से पूरा कर सकते हैंः
चूंकि विद्युत चुम्बकीय तरंगों को द्रव के प्रत्यक्ष संपर्क में आने की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए उपकरण और माध्यम के बीच कोई भौतिक घर्षण नहीं होता है।एंटीना जंग रोधी सामग्री (जैसे हैस्टेलॉय) से बना है, PTFE कोटिंग) और IP67/IP68 स्तर की सीलिंग डिजाइन से लैस है। यह अधिकतम 60MPa के दबाव और -60°C से 400°C के तापमान रेंज का सामना कर सकता है,और मजबूत संक्षारण के कार्य परिस्थितियों के लिए उपयुक्त है, उच्च तापमान और उच्च दबाव। डिवाइस का सेवा जीवन 5-8 वर्षों तक बढ़ाया जाता है (पारंपरिक संपर्क उपकरणों का सेवा जीवन आमतौर पर 3 साल से कम होता है) ।
विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रसार मध्यम घनत्व, चिपचिपाहट या रंग से प्रभावित नहीं होता है, और धूल, भाप और धुंध में प्रवेश कर सकता है।संकीर्ण बीम डिजाइन या इको ट्रैकिंग एल्गोरिदम के माध्यम से, तरल सतह के गूंज को अभी भी सटीक रूप से पहचाना जा सकता है, और माप स्थिरता पर्यावरण परिवर्तनों से प्रभावित नहीं होती है।
उच्च आवृत्ति संकेत डिजाइन, तापमान और दबाव मुआवजा मॉड्यूल, और एफएमसीडब्ल्यू प्रौद्योगिकी जैसे अनुकूलन के माध्यम से, डिवाइस की माप त्रुटि ± 0.1% के भीतर नियंत्रित की जा सकती है,और माप सीमा 0 को कवर करती है.1m-70m. यह तरल पदार्थों और कुछ ठोस कणों (जैसे प्लास्टिक कण, कोयला पाउडर) के स्तर/सामग्री स्तर माप के लिए अनुकूलित किया जा सकता है,पेट्रोकेमिकल्स जैसे कई उद्योगों की जरूरतों को पूरा करना, जल उपचार, खाद्य और औषधि, और ऊर्जा भंडारण।
ये दोनों गैर-संपर्क माप पद्धति हैं, लेकिन उनकी मुख्य प्रौद्योगिकियां भिन्न हैंः रडार स्तर ट्रांसमीटर विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रतिबिंब पर आधारित हैं, धूल, भाप और तापमान से प्रभावित नहीं होते हैं,एक व्यापक माप रेंज के साथ (0.1m-70m) और जटिल कार्य स्थितियों के लिए उपयुक्त है। अल्ट्रासोनिक स्तर मीटर ध्वनि तरंग प्रतिबिंब पर आधारित हैं; ध्वनि तरंगें आसानी से धूल और तापमान से कमजोर होती हैं,एक संकीर्ण माप सीमा के साथ (0.2m-10m), और केवल तरल माप परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है जो साफ और हस्तक्षेप से मुक्त हैं।
कार्य सिद्धांत के अनुकूलन के दृष्टिकोण से अनुकूलन करने की आवश्यकता हैः कार्य की स्थिति के अनुरूप आवृत्ति चुनें (26GHz जटिल कार्य स्थितियों के लिए),विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रसार की गति को कैलिब्रेट करें (पर्यावरण तापमान और दबाव के आधार पर वास्तविक समय में मुआवजा)सुनिश्चित करें कि तरल सतह के डायलेक्ट्रिक स्थिर आवश्यकताओं को पूरा करता है (कम डायलेक्ट्रिक स्थिर मीडिया के लिए एक तरंग गाइड का उपयोग करें),और नियमित रूप से सामग्री के निर्माण से हस्तक्षेप से बचने के लिए एंटीना साफ, ताकि उच्च परिशुद्धता वाले माप को बनाए रखा जा सके।
उनके काम करने के सिद्धांत के आधार पर, उन्हें उच्च तापमान (≤400°C), उच्च दबाव (≤60MPa), मजबूत संक्षारण (एसिड-बेस मीडिया),उच्च धूल (जैसे सीमेंट साइलो), कोयला पाउडर टैंक), और आसानी से धुंधला (जैसे पेय किण्वन टैंक) ।उन्हें लगातार रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है और कठोर औद्योगिक वातावरण में तरल स्तर मापने के लिए पसंदीदा उपकरण हैं।.
रडार स्तर के ट्रांसमीटर का कार्य सिद्धांत "इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगों की बातचीत" पर केंद्रित है। सटीक संचरण, प्रतिबिंब, रिसेप्शन और गणना के माध्यम से, यह संपर्क रहित,उच्च परिशुद्धताइसके तकनीकी फायदे औद्योगिक परिदृश्यों की जरूरतों के लिए गहन अनुकूलन से उत्पन्न होते हैं।चाहे वह कठोर कार्य परिस्थितियों में हस्तक्षेप विरोधी क्षमता हो या व्यापक माप अनुकूलन क्षमता, दोनों ही काम करने के सिद्धांत के अनुकूलन और पुनरावृत्ति से प्रेरित हैं। औद्योगिक स्वचालन के उन्नयन के साथ,उन्नत कार्य सिद्धांतों पर आधारित रडार स्तर ट्रांसमीटर विभिन्न उद्योगों में तरल स्तर माप के लिए मुख्य उपकरण बने रहेंगे।, औद्योगिक माप को "अधिक सटीक, अधिक स्थिर और कम रखरखाव" की दिशा में बढ़ावा देना।
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