مفهوم وخصائص مقياس مستوى الرادار ذي الموجة المستمرة FM

لقد أصبح مقياس مستوى الرادار ذو الموجة المستمرة المعدلة التردد (FMCW) يستخدم على نطاق واسع في الصناعات البلدية والطاقة الكهربائية والكيميائية والبتروكيميائية والتعدينية وتجهيز الأغذية وغيرها من الصناعات نظرًا لدقته العالية وسهولة تركيبه وصيانته وعدم تلامسه وغيرها من المزايا.

يتميز جهاز قياس مستوى الرادار بتقنية FMCW بتردد إرسال قابل للتعديل متساوي السعة. ومن خلال قياس فرق التردد بين الموجة المرسلة والموجة المنعكسة، يمكن تحويل فرق التردد إلى إشارة كهربائية تتناسب مع المستوى المقاس. مقياس مستوى الرادار يبث الجهاز إشارة ميكروويف مستمرة عبر هوائي عدسة، ويتم تعديل تردد هذه الإشارة المرسلة خطيًا بواسطة موجة سن المنشار. عندما تصطدم إشارة الميكروويف المنبعثة باستمرار بسطح الوسط المراد قياسه، ينعكس جزء من طاقة إشارة الميكروويف باستمرار نتيجة لتغير مفاجئ في ثابت العزل الكهربائي، ويتم استقباله بواسطة نظام هوائي العدسة.

يوجد دائمًا فرق بين تردد الإشارة المستقبلة وتردد الإشارة المرسلة، وهذا الفرق يتناسب مع المسافة من هوائي الرادار إلى سطح الوسط المقاس، حيث يمثل فرق التردد الأكبر مسافة أكبر إلى مستوى السائل.

باستخدام الصيغة D = 1/2 × c × (F/R)، حيث D هي المسافة من سطح القياس المرجعي إلى الوسط المقاس؛ و c هي سرعة انتشار الضوء (الموجة الكهرومغناطيسية) في الفراغ؛ و F هو فرق التردد بين الإشارة المستقبلة والإشارة المنبعثة؛ و R هو معدل تغير تردد الإشارة المنبعثة مع الزمن. وبناءً على موضع مستوى السائل الفارغ الذي يحدده المستخدم، يمكن حساب ارتفاع مستوى السائل باستخدام الصيغة L = ED، حيث E هي المسافة من سطح القياس المرجعي إلى موضع مستوى السائل الفارغ الذي يحدده المستخدم؛ و D هي المسافة من سطح القياس المرجعي إلى الوسط المقاس؛ و L هو ارتفاع مستوى السائل.

تتضمن ميزات مقياس مستوى الرادار ذي الموجة المستمرة FM FMCW ما يلي:

(1) تقنية عالية الدقة بأربعة أسلاك، بديل للضغط التفاضلي، والمغناطيسية الانفعالية، والتوصيلية بترددات الراديو، والرفرف المغناطيسي، وغيرها من أدوات قياس المستوى.

(2) أقل تأثراً بتغير الضغط، والفراغ، وتغير درجة الحرارة، والغاز الخامل، والدخان، والبخار، وغيرها من التأثيرات البيئية، مما ينتج عنه نتائج قياس مستقرة وموثوقة.

(3) سهولة التركيب، متينة وقوية، لا تحتاج إلى صيانة.

(4) قياس حساس، سرعة تحديث سريعة.

(5) تدعم شاشة LCD الرسومية ذات المصفوفة النقطية للجهاز عمليات معقدة مثل عرض شكل الموجة في الموقع وإنشاء أصداء زائفة، مما يقلل من صعوبة تشغيل الجهاز وعبء الصيانة.

(6) تم ضبط الجهاز مسبقًا بقوائم باللغتين الصينية والإنجليزية، مما يقلل من صعوبة تصحيح أخطاء الجهاز.