انواع سطح سنج راداری؛ کاربردها، مزایا و معایب (2022)

انواع سطح سنج راداری؛ کاربردها، مزایا و معایب (2023)

لول سنج راداری چیست

سطح سنج راداری که با نام‌های دیگری مانند لول سنج راداری، ارتفاع سنج راداری و نیز ترانسمیتر سطح راداری شناخته می‌شود، نوعی سنسور سطح هستند که برای نظارت پیوسته بر سطح مواد موجود در مخازن و یا چاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. 

مانند هر ابزار دقیق دیگری، لول ترانسمیترهای راداری بسته به شرایط، محیط و ماده مورد هدف به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. حسگرهای سطح راداری همانطور که از نامشان پیداست، برپایه تکنولوژی امواج الکترومغناطیسی کار می‌کنند؛ بنابراین می‌توانند بدون تماس با ماده درون مخزن و یا چاه، ارتفاع آن را اندازه‌گیری کنند. 

در این مطلب از وبلاگ آداک فرآیند سپهر به رادار لول ترانسمیترها پرداخته و به شما کمک خواهیم کرد تا انواع آن‌ها و بهترین برندها در این زمینه را بشناسید تا بتوانید به راحتی تجهیز موردنظر خود را تهیه کنید. با ما همراه باشید!

اساس کار لول سنج راداری

قبل از صحبت در مورد انواع سطح سنج‌های راداری، ابتدا باید به طور خلاصه نحوه عملکرد آن‌ها را بدانیم. اساس کار لول ترانسمیترهای راداری، بر مبنای اندازه‌گیری زمان ارسال امواج مایکروویو تا بازخورد این امواج از سطح مواد میباشد. 

اجزای سطح سنج راداری

در وهله اول، پالس امواج از سنسور به داخل مخزن منعکس می‌شوند. این امواج با برخورد با سطح مواد، بازتاب پیدا کرده و دوباره توسط تجهیز دریافت می‌شوند. سپس با کسر فاصله زمانی قسمت خالی مخزن مقدار دقیق مواد داخل مخزن بدست می آید و آن را بصورت سیگنال‌های ابزار دقیق از قبیل 4 الی 20 میلی آمپر به کنترلر ارسال می‌کنند.

انواع سطح سنج‌ های راداری

لول ترانسمیترهای راداری به دودسته تقسیم می‌شوند: معمولی با گسترش آزاد امواج (Air Firing) و موج هدایت شونده (Guided Wave). در ادامه در مورد هرکدام از این انواع و نیز تفاوت‌های این دو نوع از ترانسمیترها صحبت خواهیم نمود.

1.سطح سنج راداری گسترش موج آزاد

در این نوع از سطح سنج‌های راداری، امواج سنسور به طور آزاد درون مخزن یا چاه منتشر می‌شوند و پس از برخورد با سطح ماده موجود، منعکس می‌شود. این نوع از تجهیزات اندازه گیری سطح به شدت در صنعت استفاده شده و برای مخازن استاندارد، یکی از بهترین گزینه‌های موجود برای پایش سطح هستند. 

انواع مختلفی از این ترانسمیترهای سطح وجود دارند که با توجه به نیاز کاربر می‌توانند انتخاب شوند. مثلا اگر قطر مخزن کمی کوچکتر باشد، میتوان برای متمرکز کردن امواج از فرستنده هورن (Horn) استفاده نمود. یا مثلا در مدل‌های مختلف، فرکانس امواج منتشر شده نیز می‌توانند متفاوت باشند. هرچه فرکانس بیشتر باشد، اندازه‌گیری دقیق تر بوده و گازها و بخارات مزاحم تأثیر مخرب کمتری خواهند داشت. 

قدرت سیگنال برگشت رادار به عوامل مختلفی بستگی دارد:

  • سطح محصول
  • فاصله بین سطح محصول و حسگر
  • بازتاب محصول 

عوامل مرتبط با سطح محصول:

یک سطح محصول آشفته و متلاطم به احتمال زیاد سیگنال رادار را در جهات دیگر دور از آنتن رادار منعکس می کند همچنین از دست دادن حتی جزئی از سیگنال نیز می تواند در فاصله های طولانی تر رخ دهد، و این مساله مهم بایستی در مخازن و سیلو های با ارتفاع بالا در نظر گرفته شود. و در نهایت باید این را نیز در نظر داشت که همه مواد و محصولات، امواج ارسالی توسط رادار را به یک اندازه منعکس نمی کنند.

ثابت دی الکتریک ارتباط مستقیمی با بازتابش امواج راداری:

لازم به ذکر است قدرت سیگنال لول ترانسمیتر راداری نیز در مواجهه با محصول داخل مخزن فرق خواهد کرد. مثلا: محصولات رسانا تقریباً تمام انرژی امواج ماکروویو را منعکس می کنند در حالی که محصولات نارسانا فقط بخشی از انرژی امواج رادار را منعکس می کنند. این خاصیت بازتابی به عنوان ثابت دی الکتریک محصول نامیده می شود. محصولات با بازتاب بالا مانند آب دارای ثابت دی الکتریک بالا هستند در حالی که محصولات با بازتاب ضعیف مانند روغن دارای ثابت دی الکتریک پایین هستند.

رابطه فاصله بین مواد درون مخزن با سنسور راداری :

محدوده سیگنال هایی که حسگر رادار می تواند تشخیص دهد، محدوده دینامیکی آن نامیده می شود. حسگرهایی با دامنه دینامیکی بزرگ به اندازه کافی حساس هستند تا سیگنال های ضعیف و همچنین سیگنال های قوی را ثبت کنند. حساسیت رادار از سازنده ای به سازنده دیگر و حتی از سنسوری به سنسور دیگر در خط ابزار سازنده متفاوت است. 

لول ترانسمیترهای راداری تنها دسته کوچکی از سطح سنج ها هستند. اگر میخواهید با همه انواع این سنسورها آشنا شوید، حتما مطلب را بخوانید:

همه چیز در مورد سنسورهای سطح ؛ قیمت، انواع و کاربرد

2.سطح سنج راداری موج هدایت شونده

در حسگرهای راداری نوع موج هدایت شونده، پالس امواج به جای اینکه به طور آزاد منتشر شوند، از طریق یک پروب به درون مخزن و یا چاه هدایت می‌شوند. سپس این امواج از سطح مواد موجود منعکس شده و سنسور با دریافت و تفسیر این امواج، ارتفاع مواد موجود را تشخیص می‌دهد. در این روش، ارتفاع مخزن و یا عمق چاه اهمیت بسیار زیادی دارد؛ چراکه طول پروب بایستی نسبت به آن انتخاب شود. 

بایستی در نظر گرفت که علیرغم استفاده از تکنولوژی رادار، این دسته از لول سنج‌های راداری با مواد درون مخزن به طور مستقیم در تماس هستند. بنابراین قبل از هر اقدامی در زمینه تهیه تجهیز، بایستی نوع مواد، دما و فشار مخزن را نیز در نظر گرفت؛ زیرا تجهیز در تماس مستقیم با این ماده خواهد بود. 

تفاوت ترانسمیترهای سطح Air Firing و Guided Wave

هرکدام از انواع رادار لول ترانسمیترها، برای کاربردهای خاصی استفاده می‌شوند. هنگامی که میخواهید تجهیز مناسب برای نیاز خود را انتخاب کنید، بایستی چند مورد را در نظر بگیرید. قطر مخزن، نوع ماده درون مخزن و نیز بهداشتی بودن یا نبودن روش اندازه‌گیری از جمله این موارد هستند. به خواندن ادامه دهید تا یک بار برای همیشه، تفاوت‌های این دو نوع از لول ترانسمیترها را فرا بگیرید! 

حداقل قطر مخزن قابل استفاده

همانطور که میدانید، امواج الکترومغناطیسی هرچه از محل سنسور یا همان محل تابش دورتر می‌شوند، سطح مقطع آن‌ها افزایش می یابد. 

اگر مخزن مدنظر ما دارای قطر کمی باشد، در نقطه ای خاص این امواج با دیواره مخزن برخورد کرده و انعکاس داده می‌شوند. سنسور سطح این انعکاس را دریافت کرده و به اشتباه، به عنوان سطح مواد درون مخزن به ما گزارش می‌دهد. یعنی ما نه تنها نمی‌توانیم پایین تر از ان نقطه خاص بر سطح نظارت داشته باشیم، بلکه حتی نمی‌توانیم صحت داده‌های گزارش شده توسط سنسور را نیز تایید کنیم! در چنین شرایطی، استفاده از لول ترانسمیتر راداری با آنتن کپسولی و یا آنتن با فوکوس عالی، برای تشخیص بهترین گزینه ممکن است. البته اگر روش غیر تماسی مد نظر شما باشد.

سطح سنج راداری جدید وگا با فوکوس بسیار بالا

جدیدترین فناوری پیشرفته از بهترین طراح و مخترع رادار (VEGA) در جهان : در این لول سنج راداری دارای تمرکز بی‌نظیر امواج، شما را قادر میسازد تا سطح مواد درون مخازن را با دقت فوق العاده بالا مورد تشخیص قرار دهید. این نسل جدید از سنسورهای سطح دارای کوچکترین آنتن در نوع خود هستند.

توانایی تشخیص سطح بین فازها در مایعات چندفازی

گاهی ممکن است درون یک مخزن مایعی باشد که خود مخلوطی از دو ماده متفاوت است. مثلا در مخازن نفت خام، مایع درون مخزن مخلوطی از آب نمک و نفت خام است. در این مخازن، باید به قدری نفت در مخزن وجود داشته باشد که آب نمک وارد لوله برداشت (که در قسمت فوقانی مخزن است) نشود. اما چگونه می‌توانیم بفهمیم که از مایع درون این مخزن، چه مقدار نفت خام و چه مقداری آب نمک است؟

سطح سنج راداری موج هدایت شونده وگا فلکس

یکی از قابلیت‌های اختصاصی لول ترانسمیترهای هدایت شونده، قابلیت تشخیص این نوع از مایعات مخلوط است که به مایعات چندفازی مشهورند. اگر در مخزن مدنظر شما هم مایعات چندفازی وجود دارد که بایستی سطح هرکدام به صورت جداگانه تشخیص داده شود، از همان ابتدا فکر ترانسمیترهای راداری گسترش موج آزاد را از فکرتان بیرون کنید و فقط نوع موج هدایت شونده را در نظر داشته باشید!

تماسی و یا غیرتماسی بودن روش اندازه‌گیری

همانطور که گفته شد، در سنسورهای راداری موج هدایت شونده به دلیل انتقال امواج از طریق پروب، روش اندازه‌گیری به صورت تماسی است. همین مورد باعث می‌شود که استهلاک در این دسته از تجهیزات اندکی بالاتر از نوع گسترش موج آزاد باشد. به علاوه، از سنسورهای راداری معمولی برای پایش سطح به صورت بهداشتی در صنایع غذایی میتوان استفاده نمود؛ در حالی که در سنسورهای موج هدایت شونده به علت تماسی بودن، روش اندازه‌گیری بهداشتی نیست.

نکاتی که هنگام خرید سطح سنج راداری باید در نظر بگیرید!

نکات بسیاری هستند که در هنگام انتخاب هرنوع ابزار اندازه گیری سطح بایستی به آن ها توجه نمایید: نوع مواد هدف، دما و فشار محیط و مخزن، شبکه نظارتی که سیستم شما بر اساس آن طراحی شده، نوع خروجی تجهیز (که برحسب سیستم کنترلی شما بایستی انتخاب شود)، ضد انفجاری بودن تجهیز (ATEX) و… از جمله این موارد هستند. 

از آنجایی که تمامی این موارد را نمیتوان در یک بخش کوچک گنجاند، تصمیم گرفتیم در یک مطلب دیگر به طور کامل این موضوع را به طور رایگان در اختیار شما کاربر محترم آداک فرآیند سپهر قرار دهیم! توصیه میکنیم مطلب زیر را حتما مطالعه کنید تا در زمینه این معیارهای حیاتی نیز کاملا حرفه ای شوید!

هنگام تهیه سطح سنج به چه مواردی باید توجه کنیم؟

بهترین برندها و مدل‌های لول ترانسمیتر راداری

برند وگا (VEGA) آلمان از شناخته‌شده‌ترین برندهای فعال در زمینه تولید انواع سطح سنج راداری از قبیل: لول سنج راداری گسترش موج آزاد (VEGAPULS) و موج هدایت شونده (VEGAFLEX) است. لازم به ذکر است برخلاف بسیاری از برندهای دیگر، حتی کوچک‌ترین جزء تمامی تجهیزات وگا نیز در شرکت مادر در آلمان تولید شده و از بالاترین سطح کیفیت برخوردار هستند. 

یکی از ابتکارات جالب شرکت وگا، ارائه مدل جدیدی از سطح سنج راداری است که یونیورسال بوده و می‌تواند نسبت به هر مخزنی و هر ماده ای شخصی سازی شود. این مدل که تحت عنوان VEGAPULS 6X شناخته می‌شود، از انواع فرکانس های 6، 26 و نیز 80 گیگاهرتزی پشتیبانی می‌کند و میتوان هر نوع قابلیتی، از آنتن هایی با اشکال مختلف گرفته تا قابلیت جنس های مختلف هاوزینگ و آنتن را سفارش داد. در حال حاضر، این مدل از حسگرهای راداری، بهترین نوع موجود در سطح جهان به شمار می‌رود و دارای آخرین تکنولوژی در این زمینه می‌باشد. 

برای استعلام قیمت و خرید سطح سنج های راداری، همین الان کلیک کنید!

سطح سنج راداری

علاوه بر موارد گفته شده، برخی از بهترین ویژگی‌های سطح سنج‌ های راداری وگا عبارتند از:

  • دقت و برد بسیار بالا تا 120 متر!
  • امکان انتخاب انواع تکنولوژی امواج 6، 26 و 80 گیگاهرتزی
  • طول عمر بسیار بالا به علت آلیاژها و کیفیت ساخت بسیار بالای آلمانی
  • امکان انتخاب انواع آنتن میله ای، کپسولی، شیپوری و … نسبت به شرایط مخزن
  • تنوع بسیار بالا در محصولات 
  • امکان نصب در انواع مخزن‌ها از دمای -196 تا 450 درجه و فشار 1- تا 160 بار
  • قابلیت استعلام تمامی اطلاعات تجهیز از وبسایت وگا، از جمله تاریخ تست نهایی محصول برای اطمینان از اصالت
  • و بسیاری از امکانات دیگر!

سوالات متداول

انواع سطح سنج های راداری کدامند؟

لول ترانسمیتر راداری یا همان سطح سنج راداری در دو نوع: گسترش موج آزاد (غیر تماسی) و موج هدایت شونده یا TDR (تماسی) ساخته می‌شوند. رادار موج هدایت شونده دارای لوله یا سیم بکسل است که با نام های رادار فلکسی معروف می‌باشد. در این نوع سطح سنج راداری امواج الکترومغناطیسی توسط میله یا لوله رادار به سطح مواد منتقل می‌شوند و بیشتر در صنایع استخراج نفت برای جداسازی نفت خام از آب نمک کاربرد دارند.

نحوه کار سطح سنج راداری به چه صورت است؟

امواج الکترومغناطیسی از سنسور به داخل مخزن و به سمت مواد منتشر می‌شوند. این امواج با برخورد با سطح مواد، بازتاب پیدا کرده و دوباره توسط تجهیز دریافت می‌شوند. سپس با محاسبه زمان ارسال و دریافت پالس ها که به زمان پرواز Time of flight معروف است، مقدار دقیق مواد داخل مخزن بدست می آید و آن را بصورت سیگنال‌های ابزار دقیق از قبیل 4 الی 20 میلی آمپر در خروجی تجهیز قرار می‌دهد.

سطح سنج راداری چیست و در کجا کاربرد دارد؟

لول ترانسمیتر های راداری سطح مایعات و انواع جامدات را با دقت بسیار بالا اندازه‌گیری می‌کنند. هرزمان نیاز باشد تا مقدار مواد درون مخازن بصورت پیوسته و مداوم اندازه گیری شود از این تجهیزات استفاده می‌شود. بدلیل غیر تماسی بودن نحوه تشخیص، این نوع سطح سنج ها را اغلب در مخازن حاوی اسیدها، بازها، مخازن حاوی مواد پتروشیمی و نفتی، مواد شیمیایی و دارویی نصب و راه‌اندازی می‌کنند. حتی در مخازن حاوی جامدات و گرانول ها به علت دقت بسیار بالا نصب می‌شوند.

4 دیدگاه ها

  1. رضا اکبرعلی زاده

    سلام ممنون از مطلب خوبتان. امکان دارد بنده را راهنمایی کنید که کدام مدل لول ترانسمیتر راداری برای مخزنی که دمای حدود 300 درجه دارد مناسب است؟ تجهیزی از برند وگا برای این شرایط وجود دارد؟ ترجیحا مایل هستم از بین ترانسمیترهای راداری مدلی را پیشنهاد کنید چون شرایط اندازه گیری باید غیرتماسی باشد. پیشنهاد شما چیست؟

    پاسخ
    • آداک فرایند سپهر

      سلام!
      ممنون از لطفتون در مورد محتوا. با اینکه بخش مشاوره فنی با شما تماس خواهد گرفت، ولی به صورت خلاصه عرض کنم برای شرایطی که فرمودید، به نظر میرسه لول ترانسمیتر راداری وگا پالس 62 بهترین انتخاب باشه. البته در صورتی که میکسر باشه درون مخزن، سطح سنج یونیورسال جدید VEGAPULS 6X رو توصیه میکنیم.

      پاسخ
  2. نادر جوهری

    سلام مقاله خوبی بود اما به خیلی از چیزها به طور کلی اشاره شده. چجوری میتونم بفهمم دقیقا کدوم لول ترانسمیتر راداری برای مخزن مدنظرم مناسبه؟ تو سایتتون نگاه کردم مطلب خاصی پیدا نکردم

    پاسخ
    • آداک فرایند سپهر

      سلام و وقت بخیر کاربر عزیز!
      با توجه به تنوع بسیار بالا در انواع قابلیت ها، امکانات، آلیاژها و اتصالات ممکن در هر تجهیز، تنها زمانی میتوان یک پیشنهاد کاملا مناسب و تخصصی برای مخزن موردنظر شما ارائه داد به اطلاعات کاملی از مخزن در دسترس باشه. برای این منظور میتونین به ما پیام بدین، تماس بگیرین و یا به سادگی فرم کوتاه درخواست مشاوره فوق تخصصی برای سطح سنج رو تکمیل کنین تا در ساعت و تاریخ مدنظر خودتون با شما تماس گرفته شه. لازم به ذکر هست که ارائه مشاوره 100% رایگان خواهد بود.

      پاسخ
یک دیدگاه بنویسید