www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Seviye Ölçme Radarı

Çamur tabakası
Sıvı seviyesi

Resim 1: Radarla seviye ölçümü

Çamur tabakası
Sıvı seviyesi

Resim 1: Radarla seviye ölçümü

Seviye Ölçme Radarı

Seviye Ölçme Radar tekniği proses tanklarında, depolama tanklarında, üretim tesislerindeki açık ya da kapalı silolarda bulunan malzeme ile temas etmeden malzeme seviyesini ölçmek kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntemde ölçme aygıtı yukardan ölçülecek malzemeye doğru mikrodalga sinyallerini gönderir, sinyaller burada malzemenin üst kısmına çarparak yansır. Ölçüm aygıtı alınan yankı sinyalleri ile malzemenin üst yüzeyine olan mesafeyi hesaplar ve malzeme deposunun bilinen geometrisi de hesaba katılarak malzemenin seviyesi belirlenir. Bu ölçme yöntemi ile toz türü malzemenin, dökme malzemenin ve sıvı üzerinde oluşan tabakaların (örneğin yüzeyde toplanan çamur gibi) seviyesi ölçülebilir. Ölçülen süre malzemeye göre kalibre edilir, böylece bir yandan depoya akan malzemenin sebep olduğu yüzeydeki düzgünlüğünü bozan birikintilerden ölçümler etkilenmez. Bu kalibrasyonda elektromanyetik dalgaların ilgili ortamdaki yayılma hızları dikkate alınır.

Bu yöntemin üstünlükleri şöyle sıralanabilir:

  • milimetre bölgesine kadar bir ölçme hassasiyeti;
  • sıcaklık- ve basınç şartlarından etkilenmeme;
  • tozlu ortamlarda güvenle kullanım (örneğin çimento fabrikaları veya hububat depoları);
  • kemirici ya da aşındırıcı malzemelerde kullanma imkanı;
  • kullanım kolaylığı.

Burada değişik frekans bölgelerinde (6, 10, 24 ve 76 GHz) frekans modüleli Sürekli Dalga Radarı yöntemi kullanılmaktadır. Bununla beraber darbe radarı da kullanılmaktadır. Keza frekans arttıkça daha küçük ve etkin antenler yapmak mümkün olmaktadır. 25 GHz lik bir boynuz ışıyıcı demetinin açıklık açısı yaklaşık 10° kadardır. 76 GHz lik bir boynuz ışıyıcının boyutu küçülmekle kalmamakta, yaklaşık 3° lik bir açıklık açısına sahip bir demet elde etmek bile mümkün olmaktadır. Demetin bu kadar keskinleşmesi sayesinde malzeme tankının duvarlarından gelen hatalı yansımalar önlenmektedir.[1] Almanya’ da ki tesisler ancak Bundesnetzagentur kurumundan izin alınan frekansları kullanabilirler.[2]

Kılavuzlu Radar

Kılavuzlu radarda klasik radarda olduğu gibi Zaman Alanı Yansıma Ölçümü (Time-domain Reflectometry) sınıfında sayılan bir ölçme tekniği söz konusudur. Burada yüksek frekanslı enerji seviye ölçümü yapılacak tankın içine serbest olarak değil, tankın dibine kadar inen dalga kılavuzu gibi çalışan bir metal çubuk (sonda) üzerinden yollanır. Bu dalga kılavuzu yaklaşık bir eşeksenli kablodaki iç iletkenin işlevini üstlenir. Eğer bu dalga kılavuzunun çevresindeki ortamda bir değişiklik olursa (örneğin depodaki malzemenin üst kısmına gelindiğinde) dielektrik katsayısı εr değişir ve ardından empedans değişir. Bu empedans değişikliği o noktada bir uyumsuzluk yaratır ve gönderilen yüksek frekanslı enerjinin bir bölümü bu noktadan geriye yansır. Bu noktaya ulaşan darbenin gidiş-geliş süresi ölçülerek mesafe hesaplanır. Bu ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesi seviye ölçme radarına benzemesi nedeniyle bazı üretici firmalar bu ölçme yönteminin adına “radar” kelimesini eklemiştir.

Bu yöntem iç hacminde ısıtma serpantinleri, girişler ya da karıştırma bıçakları gibi elemanların bulunduğu homojen olmayan ortamların bulunduğu tanklar için çok uygundur. Aksi takdirde böyle eleman bulunan tanklarda serbest ortamda yollanan elektromanyetik dalgalar bu elemanlara çarparak dönen yankı sinyalleri binişir veya bir diğerini örterdi. Nispeten pahalı olan bu yöntemin üstünlüğü ölçüm sonuçlarının malzemenin yoğunluğundan, iletkenliğinden ve dielektrik katsayısından ya da basınç ve sıcaklık gibi ortam koşullarından hiçbir şekilde etkilenmemesidir. Keza tank içinde hareket eden parçalardan da etkilenmez.

Kaynaklar ve referanslar:

  1. Armin Scheuermann, „Neues Hochfrequenz-Radar zur Füllstandmessung in Flüssigkeiten“, in Chemietechnik Heft März 2016, Süddeutscher Verlag Hüthig, Heidelberg (online)
  2. Spezielle Funkanwendungen für bestimmte Benutzergruppen (Ortungsfunk)