Порівняння радарних рівнемірів та ультразвукових рівнемірів

I. Відмінності в принципах роботи

• Радарні рівнеміри: випромінюють високочастотні електромагнітні хвилі (зазвичай 6 ГГц, 26 ГГц або 80 ГГц). Хвилі відбиваються від поверхні середовища, і вимірювач розраховує рівень рідини на основі різниці в часі між передачею та прийомом.

• Ультразвукові рівнеміри: випромінюють ультразвукові хвилі (частота зазвичай 20 кГц-200 кГц). Звукові хвилі відбиваються від поверхні середовища, а рівень визначається за допомогою різниці в часі між передачею та прийомом.

II. Порівняння переваг

Переваги радарних рівнемірів

1. Нестійкість до впливу навколишнього середовища

• Поширення електромагнітних хвиль майже не залежить від вологості повітря, температури, тиску, пилу чи пари. Вони зберігають стабільність у суворих умовах, таких як цементні силоси з високим вмістом пилу, варильні резервуари з високим вмістом пари або агресивні газові середовища.

• Приклад: У резервуарах для аміаку на заводах з виробництва добрив ультразвукові сигнали легко послаблюються аміаком, але радар працює нормально.

2. Ширший спектр застосовних середовищ

• Підходить для вимірювання високов'язких, летких або сильно агресивних середовищ (наприклад, сирої нафти, кислотно-лужних розчинів), а також твердих частинок (наприклад, вугілля, руди) та пінистих рідин.

• Немає проблем щодо поглинання звукових хвиль середовищем (поширена проблема для ультразвукових вимірювачів з рідинами високої в'язкості).

3. Більша відстань вимірювання та вища точність

• Типовий діапазон: 0,1–100 м (деякі моделі до 200 м). Точність вимірювання зазвичай становить ±0,1% від повного діапазону (від повного діапазону), з вищою точністю для високочастотних радарів (наприклад, 80 ГГц).

• Ультразвукові вимірювачі зазвичай мають максимальний діапазон 0,1–10 м і точність ±0,5% від повного діапазону, при цьому похибки збільшуються на більших відстанях.

4. Посилена здатність запобігати перешкодам

• Не піддаються впливу механічної вібрації чи електромагнітних перешкод, що робить їх ідеальними для промислових об'єктів з великою кількістю двигунів, насосів чи іншого обладнання.

Переваги ультразвукових рівнемірів

1. Нижча вартість

• Простіша технологія призводить до зниження виробничих витрат, що робить їх придатними для сценаріїв з обмеженим бюджетом та базовими вимогами до вимірювань (наприклад, звичайні резервуари для води, резервуари для зберігання чистої води).

2. Легше встановлення та налагодження

• Відсутність складного налаштування параметрів (на відміну від радара, який вимагає встановлення діелектричних констант середовища). Менше навичок потрібно для експлуатації та обслуговування.

3. Краща сумісність з неметалевими контейнерами

• Для пластикових, скляних або інших неметалевих контейнерів ультразвукові хвилі можуть вимірювати крізь стінку контейнера (за умови настінного монтажу), тоді як радар може мати проблеми з точністю через відбиття від стінок контейнера.

III. Порівняння недоліків

Недоліки радарних рівнемірів

1. Вища вартість

• Вартість придбання зазвичай у 3-10 разів вища, ніж у ультразвукових вимірювачів, що робить їх непридатними для недорогих, масштабних простих вимірювань.

2. Суворі вимоги до встановлення

• Такі перешкоди, як мішалки або драбини всередині контейнерів, можуть створювати перешкоди для електромагнітних хвиль, що вимагає точного калібрування, щоб уникнути сліпих зон. Установку слід розміщувати далеко від стінок резервуара, щоб запобігти відбиттю сигналу.

• Для середовищ з низькою діелектричною сталістю (наприклад, бензину, зрідженого газу) слабкі відбиті сигнали можуть вимагати спеціалізованих моделей (наприклад, хвильово-направленого радара).

3. Вища складність обслуговування

• Усунення несправностей вимагає професійних знань. Наприклад, високочастотні радарні антени, покриті маслом або брудом, послаблюють відбиття сигналу та потребують регулярного очищення.

Недоліки ультразвукових рівнемірів

1. Схильність до факторів навколишнього середовища

• Звукові хвилі легко послаблюються вологістю повітря, температурою, пилом або парою. Похибки вимірювання збільшуються або повністю зникають у середовищах з високою вологістю (наприклад, паперові фабрики), запиленістю (наприклад, шахтні силоси) або високою температурою (>60℃).

• Приклад: Біля парових труб котла ультразвукові сигнали сильно порушуються, тоді як радар залишається неушкодженим.

2. Обмежено застосовні середовища​

• Не можна вимірювати рідини з високою в'язкістю, леткі або рідини, що містять бульбашки (наприклад, асфальт, пивний бульйон для бродіння) через поглинання або розсіювання звукових хвиль. Також не підходить для твердих частинок (схильних до розсіювання звукових хвиль).

3. Обмежений діапазон і точність

• Максимальна дальність зазвичай <10 м, при цьому точність знижується з відстанню. Вимірювання з низьким значенням ζϲ位 (<0,5 м) схильні до перешкод у сліпій зоні.

IV. Короткий огляд застосовних сценаріїв

​

V. Висновок

• Радарні рівнеміри чудово підходять для складних робочих умов (суворі умови, спеціальні середовища, великі дальності вимірювання), але мають вищу вартість та суворіші вимоги до встановлення/обслуговування.

• Ультразвукові рівнеміри підходять для простих сценаріїв (нормальна температура, чисте середовище, короткі діапазони вимірювання), мають нижчі витрати та простішу експлуатацію, але слабші можливості захисту від перешкод.

Вибір має ґрунтуватися на фактичних умовах (середовище, середовище, асортимент, бюджет), а за необхідності рекомендується проводити випробування на місці для перевірки придатності.