High definition radar VEGA na meranie výšky hladiny

High definition radar VEGA na meranie výšky hladiny

HLADINA  Radarové meranie hladiny

V posledných desiatich rokoch sa stalo meranie výšky hladiny pomocou dvojvdičových radarových snímačov uznávanou a spoľahlivou štandardne používanou technológiou. Vďaka svojej univerzálnosti pri meraní hladiny kvapalín a sypkých materiálov sú radarové snímače ideálnym pomocníkom v akomkoľvek priemyslovom odvetví a v ľubovoľných prevádzkových podmienkach. Spoločnosť VEGA Grieshaber KG (MaRweb.sk) sa už od roku 1991 postupne stala popredným výrobcom v uvedenom odbore.

MaRweb.sk – VEGA hladinomery

HLADINA

V roku 2009 spoločnosť VEGA predstavila pokračovanie osvedčeného vývoja modulárnej koncepcie svojich snímačov pod označením plics®plus. Ako uvádza VEGA, tak nové produkty sú vyvinuté na základe skúsenosti z viac ako 200,000 inštalácii radarových snímačov vo svete.

Radarový snímač hladiny

Obr. č. 1 “High definition” radar na meranie výšky hladiny

Ponorné sondy hydrostatické
Uvedením poslednej generácie ultra rýchlych mikroprocesorov do radarových snímačov dostalo meranie výšky hladiny nový impulz. Rýchlejšie procesory priniesli väčší výpočtový výkon do analýzy signálu, čo umožňuje použiť oveľa komplexnejšie algoritmy vyhodnotenia signálu. Vďaka tomu sa meranie stáva jednoduchším a oveľa spoľahlivejším.Posledná generácia radarových snímačov má vyhodnotenie signálov a analýzu odrazov v oveľa vyššom rozlíšení. Prístroje sa teraz vyznačujú oveľa jasnejšími detailmi odrazov akoby boli “päť krát bližšie” ku meraným povrchom.
Stupeň tohto zlepšenia sa dá porovnať s HD televíziou, ktorá má rozlíšenie viac ako 2 krát lepšie než konvenčné TV prijímače. Vďaka oveľa detailnejšiemu vyhodnoteniu radarových signálov získali prístroje lepšie vyhodnotenie a sledovanie výšky hladiny skutočných meraných materiálov v zásobníkoch. Toto dáva možnosť nasadzovať radarové snímače v súlade s trendmi na trhu, t.j. do menších zásobníkov s krátkymi cyklami plnenia a vyprázdňovania. Podstatne rýchlejšie spracovanie signálu dovoľuje snímačom rýchlejšie sledovať zmeny výšky hladiny. Teraz prístroje dokážu namiesto jedného obrazu za sekundu spracovať až štyri obrazy za sekundu. Presnosť senzorov sa rovnako zlepšila o asi 30 % pri meraní výšky kvapalín a asi o 15 % pri sypkých materiáloch. Ďalšou prednosťou novej generácie radarových snímačov série plics®plus je, že spotrebúvajú dokonca menej energie. Minimálne prevádzkové napätie je 9.6V pri štandardnom 2 vodičovom snímači, čo ponúka väčšiu kompatibilitu so systémami SCADA, DCS systémami, ATEX predpismi, bezdrôtovým prenosom, GPRS, prevádzkou na batériu či solárne napájanie, dokonca aj v meracom rozsahu do 70 m.

Nové mechanické doplnky

Z hľadiska mechanického sa nové radarové snímače VEGAPULS 60 vyznačujú vylepšenou konštrukciou antén so skleným tesnením na zlepšenie možnosti integrity do procesov. Aj rozšíreným rozsah prevádzkových teplôt od -200 °C až do 450 °C pomocou keramicko-grafitovému vlnovodu v anténe je dnes dostupné tak pre vysoko, ako aj pre nízko frekvenčné verzie radarových snímačov VEGAPULS.
Pre zlepšenie vyššej chemickej odolnosti kovových antén sú v ponuke aj verzie s tantalovým a titánovým povrchom.
U snímačov VEGAPULS 63 je možné s rovinnou PTFE anténou pracovať od vákua až po 16 bar a v rozsahu teplôt od -175 °C až do 200 °C. Nová generácia krytov s dvoma komorami ponúka väčšie spektrum aplikácií, napr. pre
použitie vo vodárenstve či chemickom a petrochemickom priemysle alebo pre potravinárstvo a farmáciu.
Do snímačov je možné implementovať moderné spôsoby prenosu meraného signálu a nastavovania pomocou prenosov GPRS/GSM na diaľku, ako výsledok malej spotreby a dvojkomorových krytov z plastu. Takto je možné jednoducho inštalovať „držiak SIM karty”‘ do druhej komory bez potreby externých boxov a jednotiek.
VEGA počas vývoja novej generácie snímačov plics®plus sledovala aj kompletnú spätnú kompatibility nových nastavovacích jednotiek so staršími snímačmi.
“Všetko je navzájom kompatibilné: nové snímače a existujúci program pre nastavovanie a naopak nové elektroniky radarov a existujúce kryty a antény.”
Aj pre existujúce snímače VEGA je možné použiť na telefónne spojenie so snímačmi špeciálne samostatné boxy. So snímačmi je tak možné vytvoriť spojenie na príjem meraných údajov alebo alarmov.
Tieto snímače s GPRS/GSM SIM kartou je možné nastavovať a servisovať aj vzdialene pomocou programu PACTware.
Naviac, pre meranie na odľahlých miestach je možné použiť nabíjateľnú batériu a vyhodnotenie stavu v zásobníkoch sa tak stáva dostupným aj pre skutočne „samostatne stojace” snímače na vzdialených miestach.
VEGA má v ponuke niekoľko typov radarových snímačov VEGAPULS 60, ktoré pracujú pri frekvenciách 26 GHz, ako aj pri frekvencii 5,6 GHz.
Radarové snímače VEGAPULS 60 sú jedinečné na meranie vo všetkých odvetviach, ako sú: chemický, petrochemický, voda a odpadová voda, papier a celulóza, plasty, práškové materiály a potravinárstvo, výroba piva, cement, asfalt, pri stavbe lodí, v oceliarstve, baníctve a mnohých ďalších.
Koncepcia plics®plus je ideálnou pre ďalší vývoj nových produktov. VEGA využíva svoju radarovú technológiu v nových mikrovlnných spínačoch hladiny VEGAMIP. Tieto spínače s meracím dosahom do 100 m a širokým sortimentom antén sa stávajú perspektívnym produktom pre bezdotykové spínanie medzných stavov materiálov.

Nové mikrovlne spínače medzných hladín

Novinkou v ponuke VEGA Grieshaber KG je nová séria mikrovlnných spínačov medzného stavu výšky materiálov s označením VEGAMIP 61. Jedná sa o mikrovlnnú bariéru, ktorá sa využíva najmä ako univerzálny spínač sypkých materiálov. Ale prístroj má jasné výhody aj pre merania kvapalín a na detekciu objektov.
Mikrovlnná bariéra pozostáva z jedného vysielača mikrovlnného žiarenia VEGAMIP R61 a jedného alebo viacerých prijímačov VEGAMIP T61, sústava vytvára spínací impulz, ak nastane útlm signálu. Merací rozsah je od 0,1 m do 100 m so štandardnou anténou.
Jednotky sú určené pre procesné teploty -40…+80 °C/250 °C alebo až + 450 °C pri montáži cez vysokoteplotný adaptér.

MaRweb.sk -Ultrazvukový snímač hladiny

Ultrazvukové meranie hladiny

Obr. č. 2 Vzdialená kontrola stavu zásobníkov pomocou GPRS/GSM

MaRweb.sk kapacitný hladinomer

Obr. č. 3 Batéria VEGAMIP 61 pozostáva z vysielača MEGAMIP 61 a prijímača VEGAMIP R61

MaRweb.sk radarový snímač výšky hladiny

Vibračné meranie hladiny

VEGA radarové technológie umožňujú meranie výšky hladiny sypkých hmôt prakticky nezávisle od podmienok procesu

Procesné tlaky môžu byť v rozsahu od -1 do 4 barov. Napájanie jednotiek je od 20…72 V DC/20…250V AC. Krytie IP66/67.
VEGAMIP R61 má na výstupe 2 krát relé s nastaviteľný oneskorením od 100 ms do 20 s. Vysielač a prijímač sa môže pripojiť na montážne miesto pomocou závitu G 11/2A alebo použitej antény:

MaRweb.sk vibračný snímač hladiny

Radarové meranie hladiny

Obr. 4 Verzie antén pre VEGAMIP T61/R61
1 Zapuzdrená kužeľová anténa s PTFE oknom
2 Zapuzdrená anténa s PP krytom
3 Kužeľová anténa
4 Kužeľová anténa s predlžovacím driekom

Princíp merania

Vysielač VEGAMIP T61 vyžaruje mikrovlnný signál vo frekvenčnom pásme K ( 24,085 GHz ) vyžaruje mikrovlny cez anténu smerom ku prijímaču VEGAMIP R61 na druhej strane zásobníka. Ak je medzi jednotkami prekážka dochádza ku útlmu signálu, čo sa vyhodnotí elektronikou a zopne sa spínací impulz. Zmenou citlivosti v prijímači sa dá optimalizovať sústava na pracovné podmienky a vlastnosti meraného materiálu.
Prijímač sa nastaví na vyššiu citlivosť v prípade materiálu, ktorý má menší útlm (napr. plastový granulát, cereálie), v takomto prípade VEGAMIP 61 spína veľmi citlivo aj pri relatívne malom zakrytí produktom.
Ako iste vieme, tak mikrovlnné žiarenie preniká aj cez steny nevodivých zásobníkov, potom je možné detegovať dosiahnutú úroveň materiálu cez steny plastových zásobníkov. V prípade kovových zásobníkov, sa musí snímač inštalovať cez vhodné pripojenie na zásobník alebo sa inštaluje pred okno z plastu, skla alebo keramiky. Okno zároveň zaisťuje dostatočnú mechanickú ochranu snímaču voči namáhaniu a vysokým teplotám. Mikrovlnná bariéra môže byť teda úplne bez dotyku s meraným materiálom alebo procesom.
Hlavné výhody mikrovlnnej bariéry:
- necitlivosť voči nalepovaniu a kontaminácii
- ideálne pre náročné procesné podmienky
- necitlivý na tvorbu prachu
- necitlivý na zmeny vlastnosti materiálov
- jednoduchá obsluha a nastavenie
- necitlivý na zmeny teploty materiálu
- bezkontaktné meranie
- kompaktný prístroj bez potreby ďalšieho vyhodnocovacieho prístroja

Použitie

Mikrovlnná bariéra VEGAMIP 61 je ideálna pre detekciu sypkých materiálov, ale uplatnenie nájde aj v prípade kvapalín, napr. cez plastové alebo sklenené steny nádrží, či steny potrubí bez nutnosti zasahovať do stien zásobníkov.Bezdotykové usporiadanie bariéry je ideálne pri náročných meraniach v uhoľných bunkroch, ako je zobrazené na obrázku. (obr. 5).

Inou aplikáciou pre bariéru je detekcia polohy a prítomnosti predmetov. Keďže spínače sú necitlivé na zaprášenie, nalepovanie, dážď, hmlu sú ideálne aj pre použitie v náročných podmienkach pri strážení cisterien, vagónov v kameňolomoch pre zabránenie kolízií. Veľkou prednosťou je merací rozsah, ktorý dosahuje až 100 m pri štandardnej anténe.
Mikrovlnná bariéra VEGAMIP 61 je plne integrovaná do VEGA konceptu plics® a ponúka užívateľovi všetky prednosti a výhody tohto modulárneho systému.

MaRweb.sk plavákový snímač hladiny

Kapacitné meranie hladiny

Obr. č. 5 Príklad použitie pri meraní množstva kamaniva

Užívateľ môže použiť, napr. okrem plastového krytu aj kryt z AL, ocele a podobne rozličné anténne systémy a procesné pripojenia. Každý si môže konfigurovať svoj systém podľa špecifických požiadaviek aplikácie.

Radarový hladinomer VEGA

Plavákové spínače hladiny

Obr. č. 6 Detekcia polohy cisterny ako aj samotného materiálu v zásobníku cisterny
Montáž systému je jednoduchá s nízkymi nárokmi na kabeláž a obsluha je bez údržbová. Navštívte nás tu:          http://marweb.sk

MaRweb.sk – Meranie a Regulácia
 web.: http://marweb.sk