I. Принцип роботи

• Основна формула: Висота рівня H=2v×t​, де v – швидкість поширення мікрохвиль у зонді, а t – час проходження сигналу туди й назад.
• Фокусування сигналу: Зонд обмежує мікрохвильову енергію обмеженим простором, уникаючи проблеми розбіжності безконтактних радіолокаційних сигналів, що поширюються в повітрі, що призводить до сильніших і стабільніших відбитих сигналів.

II. Основні компоненти

1. Електронний блок: відповідає за генерацію, передачу, прийом та обробку мікрохвильових сигналів. Він містить вбудований мікропроцесор для обчислення та виведення даних (наприклад, сигнали 4-20 мА, HART, RS485).
2. Зонд (хвилевід): «канал передачі» для мікрохвильових сигналів, серед поширених типів якого:
   • Жорсткі стержневі зонди: підходять для рідин з низькою в'язкістю та нетурбулентних умов, забезпечуючи високу стійкість до вібрації.
   • Зонди зі сталевим тросом: ідеально підходять для глибоких резервуарів, середовищ з високою в'язкістю або тих, що містять зважені тверді речовини, забезпечуючи високу гнучкість.
   • Коаксіальні зонди: Сигнали передаються між внутрішнім та зовнішнім провідниками, підходять для середовищ з низькою діелектричною проникністю (наприклад, легких нафт, зріджених газів) з покращеною здатністю захисту від перешкод.
3. Монтажний фланець/інтерфейс: Закріплює прилад на верхній частині резервуара, використовуючи матеріали, вибрані на основі середньої корозійності (наприклад, нержавіюча сталь 316L, Хастеллой).

III. Ключові характеристики

1. Сильна стійкість до перешкод у складних умовах

• Мікрохвильові сигнали поширюються вздовж зонда, мінімізуючи вплив факторів навколишнього середовища, таких як пара, пил, піна або туман. Вони залишаються стабільними навіть у середовищах з високим вмістом піни (наприклад, у резервуарах для бродіння пива) або за умови інтенсивного перемішування.
• Нестійкість до перешкод від внутрішніх конструкцій резервуара (наприклад, мішалок, перегородок), оскільки сигнали поширюються вздовж зонда, що дозволяє уникнути хибних відлунь, поширених у безконтактних радарах.

2. Висока точність та стабільність вимірювань

• Точність вимірювання зазвичай коливається від ±0,05% FS до ±0,1% FS, з похибками повторюваності до ±0,02% FS, що перевершує деякі моделі безконтактних радарів.
• Сила відбитого сигналу залежить, головним чином, від контакту між зондом і середовищем, що робить його придатним для середовищ з низькою діелектричною проникністю (наприклад, бензину, зрідженого газу).

3. Адаптація до різноманітних середовищ та екстремальних умов

• Сумісність із середовищем: Здатний вимірювати рідини (включаючи високов'язкі, кристалізуючі середовища, такі як сироп та каустична сода), тверді частинки (наприклад, пластикові гранули, вугільний порошок), шлами (наприклад, буровий мул, фруктовий сік) та межі розділу (наприклад, межі розділу олія-вода).
• Стійкість до навколишнього середовища: Витримує високі температури (від -50℃ до 400℃), високий тиск (до 40 МПа) та високоагресивні середовища, підходить для хімічних реакторів, резервуарів високого тиску тощо.

4. Гнучка установка для обмежених просторів

• Зонди можна вставляти в невеликі резервуари, ємності неправильної форми або контейнери з внутрішніми перешкодами, не потребуючи відкритого верхнього простору. Вони особливо підходять для проектів модернізації або вузьких просторів.

IV. Сценарії застосування

• Хімічна промисловість: Вимірювання рівня в реакторах, резервуарах високого/низького тиску та виявлення межі розділу нафта-вода.
• Нафта та нафтохімічна промисловість: вимірювання рівня в резервуарах для сирої нафти, резервуарах для легкої нафти (бензин, дизельне паливо) та резервуарах для зберігання зрідженого газу.
• Харчові продукти та напої: Вимірювання рівня в резервуарах для ферментації з високим вмістом піни (наприклад, пиво, йогурт), резервуарах для сиропу та суспензіях фруктових соків (з використанням матеріалів для зондів харчового класу).
• Очищення води: Вимірювання рівня в резервуарах для очищення стічних вод та відстійниках, запобігання утворенню піни.
• Енергетична промисловість: Вимірювання рівня в силосах для вугільного порошку та зольних бункерах, а також моніторинг рівня у високотемпературних котлах.

V. Обмеження

1. Вимоги до технічного обслуговування контактних вимірювань: Зонди безпосередньо контактують із середовищем, схильні до забруднення або засмічення через в'язкість, що вимагає регулярного очищення. Висококорозійне середовище може спричинити знос зонда, що потребує спеціальних матеріалів (що збільшує витрати).
2. Обмежений діапазон вимірювання: максимальний діапазон визначається довжиною зонда, причому звичайні моделі мають довжину від 0,3 м до 30 м, що не підходить для надвеликих резервуарів (безконтактний радар може охоплювати до 100 м).
3. Обмеження в санітарних застосуваннях: У харчовій, фармацевтичній та інших сценаріях з високими санітарними вимогами процеси валідації очищення зондів є складними, що потенційно збільшує витрати на дотримання вимог (безконтактний радар є більш вигідним через відсутність контакту).
4. Ризик зносу зонда: У випадках перемішування або турбулентного потоку середовища необхідно встановити захисні гільзи зонда, щоб запобігти поломці внаслідок зіткнень.

VI. Основні відмінності від безконтактного радара

Висновок