Радарные уровнемеры «ЭМИС», волноводные и бесконтактные

Измерение и контроль уровня на промышленных объектах осуществляется с помощью уровнемеров и сигнализаторов с различными принципами действия. Внедрение того или иного решения зависит от особенностей технологического процесса. При этом сложные условия производства, такие как химически агрессивная среда, пыль, пена, конденсат, турбулентность, перепады давления и температуры требуют применения приборов последнего поколения, обеспечивающих надежное и точное измерение уровня.

Типы уровнемеров

Датчики уровня традиционно были буйковые, поплавковые, емкостные и тд. Однако они не отвечали в полной мере поставленным задачам, особенно коммерческим. На смену данным методам пришли более технологичные радарные уровнемеры (волноводные и бесконтактные) и вибрационные сигнализаторы уровня. Их отличает ряд технических преимуществ и функциональных возможностей, которые являются важным критерием при выборе средства измерения.

Радарные волноводные и бесконтактные радарные уровнемеры ЭМИС-ПУЛЬС появились в продуктовой линейке «ЭМИС» в 2024 году и уже запущены в серийное производство. Это позволило полностью закрыть потребности заказчиков в метрологическом обеспечении в нефтехимии, энергетике, пищевой индустрии, сельском хозяйстве и других производствах, где также успешно эксплуатируются датчики давления и счетчики-расходомеры торговой марки «ЭМИС».

Рассмотрим наиболее типовые применения уровнемеров ЭМИС-ПУЛЬС в различных отраслях промышленности.

На предприятиях нефтепереработки: дистилляционные колонны, емкости СУГ и ШФЛУ, промежуточные / буферные емкости, резервуары хранения химреагентов и готовой продукции (резервуарный парк), реакторы, сточные воды, градирни, скрубберы, дренажные системы, сепараторы/газоотделители.

На предприятиях нефтедобычи: дренажные емкости, технологические резервуары и парк готовой продукции (резервуарный парк), емкости химреагентов, нефтегазосепараторы.

На предприятиях химпрома: склад сыпучего сырья, резервуарный парк готовой продукции, емкости химреагентов, сточные воды, бассейн градирни, дренажные системы, дренажные емкости.

На предприятиях металлургии: барабан котла, бункеры с аглошихтой, бункеры с углем и пустой породой, емкости хранения химреагентов, дренажные емкости.

На предприятиях пищепрома: резервуары водоподготовки, дренажные емкости, бассейны для солода, емкости готовой продукции (пиво, молоко, растительное масло, йогурт, соки, спиртосодержащие), емкости хранения силоса, солода, комбикормов, сыпучих продуктов (мука, сахар, зерно), полуфабрикатов.

Выбор типа уровнемера зависит от конкретных технологических условий и задач.

Волноводный радарный уровнемер ЭМИС-ПУЛЬС 540, принцип работы и характеристики

Волноводный радарный уровнемер ЭМИС-ПУЛЬС 540 предназначен для непрерывного измерения и контроля уровня и границы раздела фаз жидкостей и сыпучих сред.

Принцип радарного уровнемера волноводного типа основан на технологии рефлектометрии с временным разрешением TDR (Time Domain Reflectometry).

Рис 1. Уровнемеры радарные волноводные ЭМИС-ПУЛЬС 540.

Когда радиоимпульс достигает среды с коэффициентом диэлектрической проницаемости, отличной от проницаемости газа над поверхностью среды, то из-за разности коэффициентов диэлектрической проницаемости происходит отражение микроволнового сигнала в обратном направлении. Временной интервал между моментом передачи зондирующего импульса и моментом приема эхосигнала пропорционален расстоянию до уровня контролируемой среды. Аналогичным образом измеряется расстояние между датчиком и границей раздела двух жидких сред с различными коэффициентами диэлектрической проницаемости.

Интенсивность отраженного сигнала зависит от диэлектрической проницаемости среды. Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем выше интенсивность отраженного сигнала. Микроволновые радиоимпульсы почти не восприимчивы к составу среды, атмосфере резервуара, температуре и давлению.

При данной технологии нет необходимости в коррекции при изменении плотности, диэлектрических свойств или электропроводности среды, что является важным преимуществом по сравнению с другими методами определения уровня. Кроме того, ЭМИС-ПУЛЬС 540 отличаются устойчивостью к турбулентности и вибрации, а перепады температуры и давления среды не влияют на точность измерения.

Отсутствие движущихся частей сводит к минимуму необходимость технического обслуживания, а простота установки позволяет использовать ЭМИС-ПУЛЬС 540 в резервуарах любых размеров и конфигураций. Однако, следует обратить внимание на выбор зонда волновода. К заказу доступно несколько типов волноводов: тросовый, двойной тросовый, стержневой и коаксиальный.

Таблица 1. Варианты исполнения волноводов уровнемера ЭМИС-ПУЛЬС 540

Выбор типа волновода зависит от характеристик среды, таких как наличие пены, осадка, вязкости, аэрации. Кроме того необходимо учитывать характеристики резервуара и технические условия измерения.

Например, одно-тросовый и стержневой волновод оптимально подходят для измерения уровня сыпучих сред и сред с высокой вязкостью. При этом необходимо избегать установок рядом с внутренними конструкциями.

Коаксиальный волновод применяется при низкой диэлектрике, турбулентности и наличии внутренних конструкций в резервуаре. Это идеальный вариант для чистых сред.

Двух-тросовый менее требователен к чистоте продукта, по сравнению с коаксиальным, но при его использовании следует избегать образования перемычек из сгустков от налипающих сред.

По своим техническим характеристикам ЭМИС-ПУЛЬС 540 соответствует мировым стандартам, как по точности измерения, так и наличию промышленных протоколов связи, обеспечивающих интеграцию в системы автоматизации.

Таблица 2. Технические характеристики уровнемера ЭМИС-ПУЛЬС 540

Радарный бесконтактный уровнемер ЭМИС-ПУЛЬС 530, принцип работы и характеристики

Как и волноводные, бесконтактные радарные уровнемеры обеспечивают непрерывное измерение уровня, но при этом не контактируют с рабочей средой. Радарный уровнемер с частотой излучения ~26 ГГц использует импульсную модуляцию, т.е. уровнемеры излучают сигнал в импульсном (кратковременное излучение через равный промежуток времени) режиме. Прием отраженного сигнала в этом случае осуществляется в промежутках между испускаемыми импульсами. Импульсный радиолокационный уровнемер измеряет время прохождения сигнала до среды и обратно.

Радарный уровнемер с частотой излучения ~80 ГГц работает за счёт принципа непрерывного частотно-импульсного модулирования (FMCW).

Принцип работы радарного бесконтактного уровнемера заключается в использовании высокочастотного сигнала, частота излучения которого во время измерения линейно возрастает. Излучаемый сигнал отражается от поверхности измеряемой среды и принимается с небольшой временной задержкой. Разница частот прямо пропорциональна дистанции до измеряемого продукта. Разница частот трансформируется в частотный спектр с помощью быстрого преобразования Фурье, на основании которого рассчитывается дистанция.

Рис 2. Уровнемеры радарные бесконтактные ЭМИС-ПУЛЬС 530

Бесконтактная радарная технология обеспечивает высокоточные и надежные измерения уровня жидкой или сыпучей среды в широком диапазоне температуры и давления. Если необходимо установить прибор в верхней части резервуара и легко и быстро ввести его в эксплуатацию, то бесконтактный радарный уровнемер – лучшее решение. Результаты его измерений не зависят от таких условий технологического процесса, как плотность, вязкость и проводимость, поэтому его чаще всего используют для измерения уровня грязных, налипающих и агрессивных сред. За счет отсутствия контакта с измеряемой средой и движущихся частей, такой тип уровнемеров требует минимального техобслуживания.

Следует отметить, что от рабочей частоты устройства зависят его эксплуатационные качества. Более низкая частота снижает чувствительность к парам, пене и загрязнению антенны, в то время как более высокая частота делает радарный луч узким, что сводит к минимуму влияние стенок резервуара и внутренних конструкций. При этом допускается установка нескольких уровнемеров на одном резервуаре.

Таблица 3. Варианты исполнения антенн радарных бесконтактных уровнемеров ЭМИС-ПУЛЬС 530.

Низкая частота (~6…10 GHz) соответствует задачам измерения уровня в условиях конденсации и пара. Однако, широкий угол луча слишком легко захватывает ложные эхо-сигналы.

Средняя частота (~26 GHz) является оптимальным выбором при таких условиях процесса, как конденсация, турбулентность, вспенивание, мешалки и т.д.

Высокая частота (~80 GHz) подходит для небольших технологических присоединений. Имеет чувствительность к неровным поверхностям, конденсации и пене, а также повышенные требования к наличию препятствий в резервуаре.

Технические характеристики уровнемеров позволяют осуществлять измерение уровня с требуемой точностью, в том числе для коммерческого учета.

Таблица 4. Технические характеристики уровнемеров ЭМИС-ПУЛЬС 530

Для решения задач контроля уровня среды в различных отраслях промышленности применяются вибрационные сигнализаторы уровня ЭМИС-СИГНАЛ. Они способны работать как на жидких, так и сыпучих средах в технологических и аварийных системах сигнализации и автоматического контроля.

В заключении отметим, что функциональные возможности современных технологий измерения и контроля уровня помогают справиться с такими сложными условиями, как широкий диапазон температур и давлений, наличие пара, пыли, пены, турбулентности и конденсации и обеспечивают безопасность и эффективность производства.

Купить радарные уровнемеры волноводного и бесконтактного типа торговой марки «ЭМИС» возможно после заполнения опросного листа на нашем сайте, в котором необходимо указать условия техпроцесса, необходимость взрывозащиты, тип присоединения и прочие параметры. Опросный лист следует направить на адрес электронной почты, после чего специалисты подготовят технико-коммерческое предложение.

Цена радарного уровнемера будет зависеть от типа прибора и особенностей его комплектации.