Основы радиолокации

Радиолокационный уровнемер

Радиолокационные уровнемеры (Level Probing Radar, LPR) представляют собой радиолокационные приемопередатчики ближнего действия, широко используемые при промышленных измерениях для бесконтактного измерения уровней различных веществ, в основном, жидких или гранулированных, находящихся в резервуарах. Эти устройства могут применяться в открытом пространстве или внутри резервуара (камеры), содержащей вещество, уровень которого необходимо оценить. Передатчик такого уровнемера излучает высокочастотную энергию из верхней части резервуара в сторону заполняющего его вещества. Часть энергии отражается от верхней поверхности этого вещества. Путем измерения времени запаздывания зондирующих сигналов оценивается расстояние от верхней границы резервуара до поверхности наполняющего его вещества. На основе этой информации, зная геометрические параметры резервуара, можно рассчитать уровень его заполнения.

Радиолокационные уровнемеры используются в различных отраслях промышленности при решении задач управления технологическими процессами для измерения количества различных веществ (в основном, жидкостей или сыпучих веществ). К числу таких задач относятся: измерение расхода различных веществ (государственная метрологическая экспертиза), мониторинг уровня воды и других жидкостей, предотвращение разливов и другие промышленные задачи.

Применяются две основных технологии обработки сигнала: бесконтактный радиолокатор и волноводный радиолокатор. Первая заключается в наблюдении высокочастотного сигнала, который излучается в направлении оцениваемой поверхности через свободное пространство, и отражается от нее в обратном направлении. Вторая технология, называемая еще «радиолокация по проводу» («radar on a wire»), основана на принципе рефлектометрии во временной области. В отличие от первой технологии, в данном случае высокочастотная энергия не излучается в свободное пространство, а распространяется вдоль металлического стержня (провода), который достигает дна контейнера.

Бесконтактный радиолокатор

Высокочастотный сигнал, подаваемый в резервуар, отражается от поверхности заполняющего вещества. Уровень заполнения резервуара веществом определяется на основе разницы (по времени или по частоте) между излученным и принятым сигналами. Особенности технологии:

• применима для жидкого или твердого заполнения резервуара при жестких требованиях к диапазонам температуры и давления внутри него
• верхнее расположение датчика, может изолироваться клапанами
• результат не подвержен влиянию плотности среды, вязкости, загрязнения покрытий и коррозии.

Волноводный радиолокатор

Оценка уровня основана на измерении разницы между временем излучения высокочастотного импульса вдоль направляющего провода (зонда) и временем приема отраженного от поверхности среды импульса. Особенности технологии:

• применима для измерений уровня поверхности или уровней сопряжения поверхностей жидкого и твердого заполнения резервуара
• соответствует жестким требованиям по температуре и давлению
• верхнее расположение датчика
• результат не зависит от плотности среды, ее вязкости, проводимости, турбулентности, наличия пены и пыли.