Perché i misuratori di livello radar non dovrebbero essere installati vicino alla parete del serbatoio: cause e soluzioni

I misuratori di livello radar sono ampiamente utilizzati per la misurazione di livello senza contatto in serbatoi di stoccaggio nei settori chimico, trattamento delle acque, petrolifero e del gas e alimentare. Sono precisi e richiedono poca manutenzione, tuttavia le loro prestazioni dipendono da un dettaglio facilmente trascurato: la posizione di installazione. Molti problemi in loco, come letture che fluttuano a bassi livelli, salti improvvisi di valore e falsi echi, possono essere ricondotti a un radar montato troppo vicino alla parete del serbatoio.

Perché la posizione di installazione è importante

Un misuratore di livello radar emette un fascio elettromagnetico verso la superficie del mezzo e calcola il livello dal tempo di eco. Poiché il fascio ha un angolo di fascio, la sua copertura si allarga all'aumentare della distanza di misurazione. Il raggio del fascio è approssimativamente r = H × tan(θ/2), dove H è la distanza dall'antenna alla superficie e θ è l'angolo del fascio. L'intero percorso del fascio, dall'antenna fino alla zona di basso livello, deve quindi essere considerato nel suo complesso.

Riflessioni dalla parete del serbatoio e dalle strutture interne

L'onda radar viene riflessa non solo dalla superficie del liquido, ma anche dalla parete del serbatoio, saldature, nervature, tubi e scale, e le superfici metalliche riflettono fortemente. Quando il radar è troppo vicino alla parete, parte del fascio colpisce la parete, quindi il segnale di ritorno contiene echi della parete e della struttura oltre all'eco del liquido vero, apparendo come diversi picchi sulla curva dell'eco. Con mezzi a bassa costante dielettrica, schiuma, vapore, agitazione o una superficie in movimento, l'identificazione del livello diventa molto più difficile, che è l'origine di molti cosiddetti "falsi echi".

Perché i bassi livelli sono più instabili

A livello alto l'antenna è vicina alla superficie e il fascio è ancora concentrato. Man mano che il livello scende, la distanza di propagazione aumenta e il fascio si allarga; una volta che raggiunge la parete, le nervature, le bobine o altri elementi interni, la curva dell'eco cambia. Questo spiega perché alcuni serbatoi leggono stabilmente a livello alto ma iniziano a saltare al di sotto di un certo punto, con fluttuazioni crescenti man mano che il livello scende ulteriormente. La zona di basso livello deve quindi essere inclusa nella scelta del punto di montaggio.

Riflessioni multipath

Le onde radar viaggiano lungo più di un percorso all'interno di un serbatoio. Alcuni segnali colpiscono la superficie direttamente, mentre altri si riflettono sulla parete o sulle strutture interne più volte prima di tornare. Poiché i percorsi differiscono in lunghezza, tornano in tempi diversi e producono picchi multipli.

Quanto lontano dalla parete dovrebbe essere montato un radar?

Valori come 300 mm, 500 mm o 1 m sono spesso citati in loco, ma la distanza corretta dipende dall'attrezzatura e dal serbatoio. I fattori principali sono:

Più pulito è il percorso del fascio principale, migliore è l'eco e più stabile è la lettura.

Radar da 80 GHz per spazi ristretti

Il radar da 80 GHz offre un fascio più stretto e focalizzato. Alla stessa distanza copre un'area più piccola, rendendo più facile evitare pareti, serpentine e agitatori. Questo è il motivo per cui il radar da 80 GHz viene sempre più scelto per serbatoi piccoli, recipienti con interni densi e luoghi con spazio limitato. Allineare l'antenna in modo che il fascio viaggi dritto lungo il serbatoio di solito produce un eco più chiaro.

Altri fattori che influenzano l'eco

• Vicino all'ingresso di alimentazione: schizzi, schiuma e turbolenza disturbano il fascio; decentrare il sensore dall'ingresso migliora la stabilità.
• Vicino all'agitatore: le pale rotanti creano riflessioni periodiche; allontanare il radar dalla zona di agitazione fornisce un segnale più pulito.
• Scale, serpentine e nervature: queste parti metalliche riflettono fortemente, quindi mantenere il fascio principale in un'area aperta.
• Ugelli lunghi: un ugello troppo lungo o stretto causa riflessioni aggiuntive.

Controllo dello stato del radar dopo l'installazione

Iniziare con la curva dell'eco: verificare dove si trova l'eco della superficie, quanto è forte, se compaiono picchi di interferenza chiari in posizioni fisse e quale eco sta tracciando lo strumento.

Riepilogo

Quando si installa un misuratore di livello radar, lasciare un percorso di propagazione relativamente pulito per il fascio. Se il misuratore è troppo vicino alla parete del serbatoio, la parete, le saldature, le nervature e altre strutture metalliche entrano nel fascio, e gli echi aggiuntivi rendono più difficile l'identificazione del livello. Questo articolo si riferisce principalmente ai misuratori di livello radar senza contatto. Se hai bisogno di aiuto per selezionare il misuratore di livello radar giusto, contattaci per una consulenza professionale e un preventivo personalizzato.