Qual a diferença entre o princípio de funcionamento e a seleção de um medidor de nível por radar e um medidor de nível ultrassônico?

O medidor de nível por radar e o medidor de nível ultrassônico são dois instrumentos importantes para medição de nível, amplamente utilizados na medição contínua de nível em diversos tanques, silos e reservatórios em indústrias químicas, alimentícias, de materiais de construção, de matérias-primas e outras, para monitorar processos industriais. Devido às suas funções semelhantes, muitas vezes são usados ​​como substitutos um do outro. Na prática, a distinção entre os dois não é clara. Para auxiliar os usuários a diferenciá-los, este artigo apresenta os princípios e as opções de uso do transmissor de nível por radar e do medidor de nível ultrassônico.

A. Os diferentes princípios de funcionamento de dois tipos de medidores de nível.

1. Medidor de nível por radar

De acordo com o modo de funcionamento, medidor de nível por radar é dividido principalmente em dois tipos: tipo pulso e tipo modulação de frequência contínua.

O medidor de nível por radar de pulso adota o princípio das micro-ondas (emissão → reflexão → recepção), em que o sinal de onda eletromagnética é emitido pela antena e reflete na superfície do material medido. O sinal de eco refletido é recebido pelo medidor de nível por radar, que então calcula o tempo de percurso desde a emissão até a recepção.

O princípio de funcionamento do medidor de nível por radar de modulação de frequência contínua difere do tipo pulsado. O sinal de onda eletromagnética é refletido pela superfície do líquido e recebido pela mesma antena. Em seguida, com base no princípio técnico da Transformada Rápida de Fourier (FFT), os sinais de diferentes frequências no domínio do tempo são transformados em um espectro de frequência no domínio da frequência. A distância da antena até a superfície do material é calculada de acordo com a diferença de frequência entre o sinal emitido e o sinal de retorno, proporcional à distância até a superfície do meio.

2. Medidor de nível ultrassônico

Semelhante ao medidor de nível por radar pulsado, o indicador de nível ultrassônico também utiliza o princípio da reflexão do eco para medir a altura do nível. A única diferença entre os dois é que a medição de nível por radar utiliza ondas eletromagnéticas, sem a necessidade de um meio de propagação, enquanto o medidor de nível ultrassônico utiliza ondas mecânicas, que precisam ser propagadas com a ajuda de um meio específico. A velocidade de propagação é constante.

Em segundo lugar, a seleção de dois tipos de aplicações de medidores de nível.

　　 Medidor de nível ultrassônico Geralmente, utiliza-se o radar para medição de nível em condições mais estáveis, pois a velocidade de propagação de suas ondas sonoras está intimamente relacionada à temperatura e pressão do meio de propagação e às características do meio medido; já a seleção do medidor de nível por radar deve levar em consideração a constante dielétrica do meio, a altura do silo, a forma e a estabilidade do material, entre outros fatores, para determinar sua frequência de micro-ondas, ângulo de feixe e tipo de antena.

(1) Constante dielétrica

Como o coeficiente de atenuação das ondas eletromagnéticas é inversamente proporcional à raiz quadrada da constante dielétrica do meio, quanto maior a constante dielétrica do meio medido, menor a atenuação das ondas eletromagnéticas, mais forte o sinal refletido recebido pelo medidor de nível e, nesse caso, a medição de nível é mais adequada para sensores de nível por radar .

(2) Faixa de medição

Em comparação com o medidor de nível por radar, o alcance de medição do medidor de nível ultrassônico é menor, geralmente não superior a 15 m. Portanto, em tanques de armazenamento de grande ou supergrande porte, torres e reservatórios, caldeiras e outras aplicações em equipamentos, o medidor de nível por radar é mais adequado.

(3) Características do produto

Como a temperatura e a pressão têm um impacto maior na medição do nível por sensores ultrassônicos , eles geralmente não podem ser usados ​​em alta pressão ou pressão negativa, sendo, portanto, utilizados principalmente em recipientes à pressão atmosférica. Já os medidores de nível por radar não são afetados pela temperatura e pressão, podendo ser utilizados em aplicações de alta temperatura e alta pressão. Isso ocorre porque as ondas mecânicas são suscetíveis à influência do meio de propagação, apresentando uma atenuação de energia relativamente grande e um desempenho mais notável em meios gasosos ou não homogêneos.

A propagação de ondas eletromagnéticas é mais forte que a do ultrassom, portanto o alcance do indicador de nível por radar também é maior que o do ultrassom, especialmente agora que se utiliza tecnologia de modulação de alta frequência e frequência contínua, o que aumenta ainda mais seu alcance.

O medidor de nível por radar, ao analisar o ambiente e o próprio meio, apresenta maior capacidade de distinguir perturbações e eliminar interferências, garantindo assim uma melhor precisão de medição. Além disso, devido ao seu alcance de medição mais amplo, maior precisão, tecnologia de medição e estrutura de instrumento mais sofisticada, o medidor de nível por radar é mais caro que o medidor de nível ultrassônico. Muitos usuários, considerando o custo, optam pelo medidor ultrassônico em vez do medidor de nível por radar.

(4) Forma e estabilidade do material

Quando o material está no estado sólido ou em pó, devido à refração, dispersão difusa e outras influências, o eco efetivo é reduzido e a interferência de ruído aumenta. Nesse caso, a escolha de um transmissor de nível ultrassônico não é recomendada. No entanto, quando a superfície de medição apresenta flutuações, a escolha de um indicador de nível por radar também apresenta dificuldades na detecção efetiva do eco.