¿Cuál es la diferencia entre el principio de funcionamiento y la selección de un medidor de nivel por radar y un medidor de nivel ultrasónico?

El medidor de nivel por radar y el medidor de nivel ultrasónico son dos instrumentos importantes para la medición de nivel, ampliamente utilizados en la medición continua de nivel en diversos tanques, silos y piscinas en plantas químicas, plantas procesadoras de alimentos, fábricas de materiales de construcción, plantas de materias primas y otras fábricas para monitorear procesos industriales. Debido a sus funciones similares, a menudo se utilizan indistintamente. De hecho, la distinción entre ambos no está clara en la práctica. Para ayudar a los usuarios a diferenciarlos mejor, este artículo presenta los principios y las opciones de transmisores de nivel por radar y medidores de nivel ultrasónicos, como se describe a continuación.

A. Los diferentes principios de dos tipos de medidores de nivel

1. Medidor de nivel por radar

Según el modo de funcionamiento, medidor de nivel de radar Se divide principalmente en dos tipos: tipo de pulso y tipo de modulación de frecuencia continua.

El medidor de nivel por radar de tipo pulso adopta el principio de microondas (emisión → reflexión → recepción). La señal de onda electromagnética emitida por la antena se refleja en la superficie del material medido, la señal de eco reflejada es recibida por el medidor de nivel por radar, que luego calcula el tiempo de viaje desde la emisión hasta la recepción.

El principio de funcionamiento del medidor de nivel por radar de modulación de frecuencia continua es diferente al del tipo pulsado. La señal de onda electromagnética se refleja en la superficie del líquido y es recibida por la misma antena. Luego, basándose en el principio técnico de la transformada rápida de Fourier (FFT), las señales de diferentes frecuencias en el dominio del tiempo se transforman en el espectro de frecuencia en el dominio de la frecuencia, y la distancia desde la antena hasta la superficie del material se calcula según la diferencia de frecuencia entre la señal emitida y la señal de retorno, proporcional a la distancia a la superficie del medio.

2. Medidor de nivel ultrasónico

De forma similar al medidor de nivel de radar pulsado, el indicador de nivel ultrasónico también utiliza el principio de reflexión del eco para medir la altura del nivel. La única diferencia entre ambos es que la medición de nivel por radar utiliza ondas electromagnéticas, sin medio de propagación, mientras que el medidor de nivel ultrasónico utiliza ondas mecánicas, que deben propagarse con la ayuda de un medio determinado. La velocidad de propagación es constante.

En segundo lugar, la selección de dos tipos de aplicaciones de medidores de nivel.

　　 Medidor de nivel ultrasónico Generalmente se utiliza para la medición de nivel en condiciones más estables porque la velocidad de propagación de sus ondas sonoras está estrechamente relacionada con la temperatura y la presión del medio de propagación y las características del medio medido; mientras que la selección del medidor de nivel por radar debe tener en cuenta la constante dieléctrica del medio, la altura del silo, la forma y la estabilidad del material y otros factores, para determinar su frecuencia de microondas, ángulo del haz y tipo de antena.

(1) Constante dieléctrica

Como el coeficiente de atenuación de las ondas electromagnéticas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la constante dieléctrica del medio, cuanto mayor sea la constante dieléctrica del medio medido, menor será la atenuación de las ondas electromagnéticas, más fuerte será la señal reflejada recibida por el medidor de nivel y, en este caso, la medición de nivel es más adecuada para un sensor de nivel de radar .

(2) Rango de medición

En comparación con el medidor de nivel por radar, el rango de medición del medidor de nivel ultrasónico es más corto, generalmente no supera los 15 m. Por lo tanto, en tanques de almacenamiento grandes o extragrandes, torres y depósitos, calderas y otras aplicaciones de equipos, el medidor de nivel por radar es más adecuado.

(3) Características del producto

Dado que la temperatura y la presión influyen significativamente en la medición del nivel mediante sensores ultrasónicos , estos generalmente no pueden utilizarse en entornos de alta presión o presión negativa. Por ello, el medidor de nivel ultrasónico se emplea principalmente en recipientes a presión atmosférica. El medidor de nivel por radar, en cambio, no se ve afectado por la temperatura ni la presión, y puede utilizarse en aplicaciones de alta temperatura y alta presión. Esto se debe a que las ondas mecánicas son susceptibles a la influencia del medio de propagación, y la atenuación de la energía es relativamente grande, por lo que su rendimiento es más notable en medios gaseosos o heterogéneos.

La propagación de ondas electromagnéticas es más fuerte que la de los ultrasonidos, por lo que el alcance del indicador de nivel de radar también es mayor que el de los ultrasonidos, especialmente ahora que se utiliza tecnología de modulación de frecuencia continua y de alta frecuencia, lo que hace que su alcance aumente aún más.

El medidor de nivel por radar, al analizar el entorno y el medio en sí, tiene una mayor capacidad para distinguir las perturbaciones y eliminar las interferencias, lo que garantiza una mayor precisión en la medición. Sin embargo, debido a su mayor rango de medición, mayor precisión, tecnología de medición avanzada y estructura más compleja, su precio es superior al del medidor de nivel ultrasónico. Por ello, muchos usuarios, considerando el costo, prefieren el medidor de nivel ultrasónico al de radar.

(4) Forma y estabilidad del material

Cuando el material se encuentra en estado sólido o en polvo, debido a la refracción, la dispersión difusa y otras influencias, el eco efectivo se reduce y la interferencia aumenta. En este caso, no se recomienda el uso de un transmisor de nivel ultrasónico. Sin embargo, cuando la superficie de medición fluctúa, el uso de un indicador de nivel por radar también presenta dificultades para la detección efectiva del eco.