Aktuální vydání

celé číslo

12

2020

Systémy DCS pro kontinuální a dávkové výrobní procesy

Provozní analytická technika

celé číslo

80GHz radarové hladinoměry – měřicí technika budoucnosti

Společnost Level Instruments CZ – Level Expert, s. r. o., dodává široký sortiment kontaktních i bezkontaktních hladinoměrů, limitních spínačů hladiny a snímačů tlaku pro měření v různých průmyslových odvětvích. Tento článek se zaměřuje na novinky v oboru radarových hladinoměrů pracujících v pásmu 80 GHz od společnosti Vega Grieshaber KG, která je považována za předního světového výrobce radarových hladinoměrů.

V letošním dubnovém vydání časopisu Automa byl zveřejněn článek popisující přístroj Vegapuls 64 – první 80GHz radarový hladinoměr pro měření polohy hladiny kapalin od firmy Vega Grieshaber (Automa, 2016, č. 4, str. 26–27). Tento hladinoměr navazuje na úspěšnou řadu hladinoměrů Vegapuls 69 (obr. 1), určených pro měření sypkých látek, jež jsou na trhu už dva roky (viz článek Vegapuls 69 – nový radarový hladinoměr pro spolehlivé měření sypkých materiálů. Automa, 2014, č. 12, str. 17–18).

Hladinoměry Vegapuls 64 a Vegapuls 69 pracují na frekvenci 79 GHz, což umožňuje podstatně lepší zaostření vysílaného signálu. V zásobnících a silech s mnoha vnitřními překážkami pomáhá lepší zaostřování snížit vliv falešných odrazů. Znamená to, že spolehlivé a přesné měření je možné i při složité vnitřní struktuře zásobníku.

Šířka paprsku

Vyzářená energie a vyzařovací úhel radaru jsou závislé na dvou faktorech: frekvenci a vyzařovací charakteristice antény. Anténa o stejné velikosti má při vyšší frekvenci menší vyzařovací úhel. Vyzařovaný paprsek hladinoměru Vegapuls 64 lze nasměrovat tak, aby se vyhnul veškeré vnitřní instalaci a nánosům na stěně zásobníku. Širší paprsek, který mají hladinoměry pracující na frekvenci 26 GHz, vytváří více falešných odrazů od vnitřních instalací v zásobníku a nánosů materiálu na stěně zásobníku. Zpracování naměřeného signálu je proto náročnější a méně spolehlivé.

Dynamický rozsah

Proč je dynamický rozsah radarových hladinoměrů důležitý? Protože udává rozdíl mezi největším a nejmenším signálem, který hladinoměr dokáže zpracovat, a tak určuje, kde může být hladinoměr použit.

Vzhledem k tomu, že dynamický rozsah radarového hladinoměru Vegapuls 64 je 120 dB, je možné měřit dokonce i slabé odražené signály, např. při měření kapalin s pěnou na hladině.

Využití hladinoměru Vegapuls 64

Hladinoměr Vegapuls 64 je díky svým vlastnostem vhodný pro použití v chemickém, farmaceutickém a potravinářském průmyslu. S nejmenší anténou svého druhu je ideální pro malé skladovací nebo provozní nádrže.

Hladinoměry Vegapuls 64 jsou dodávány s plastovou trychtýřovou anténou, se závitovým připojením, s přírubou nebo s připojením pro zvýšené požadavky na hygienu (tab. 1).

Tab. 1. Provedení hladinoměrů Vegapuls 64

Druh hladinoměru Velikost Vyzařovací úhel
s plastovou anténou přítlačná příruba DN80
přírubový adaptér od DN100  
upevňovací konzola
se závitem G 3/4“, NPT 3/4“ 14°
 G 1 1/2“, NPT 1 1/2“7° 
s přírubou DN50 až DN80 
 od DN80
hygienické provedení clamp od DN50 do 6°  
s korunovou maticí
s přírubou DRD
Neumo Biocontrol


Verze s plastovou trychtýřovou anténou je cenově výhodná varianta určená pro měření při běžném tlaku (100 až 200 kPa) a teplotě (–40 až +80 °C). Hladinoměr se závitovým připojením (obr. 2) je ideální pro nádrže malých a středních rozměrů, např. skladovací nádrže, čerpací systémy nebo malé provozní nádoby. Přírubové provedení je vhodné zejména pro velmi agresivní média, např. pro skladovací a výrobní nádrže v chemickém a petrochemickém průmyslu vybavené míchadly a dalšími vnitřními částmi, jako jsou vzpěry, topné spirály apod. Vegapuls 64 s hygienickým připojením (obr. 3) je určen pro potravinářský a farmaceutický průmysl, kde je nutné počítat i s čištěním a sanitací.

Příklad použití: reaktor s emulzí

Do reaktoru o výšce 4,4 m a průměru 2,1 m se napouští xylen a jiná organická rozpouštědla a voda. Tyto materiály se promíchají a horkou párou ohřejí na teplotu +150 °C. Tlak může dosáhnout 600 kPa. Výsledkem intenzivního promíchávání za horka je vznik xylenová emulze.

V reaktoru je míchadlo s lopatkami ve třech výškách, které je zdrojem falešných odrazů. Nad hladinou je nasycená pára s možností kondenzace.

Zde je spolehlivým řešením radarový hladinoměr Vegapuls 64 se zapouzdřenou anténou. Vzhledem k úzkému vyzařovacímu paprsku a vhodnému zaměření je eliminován vliv odrazů od lopatek míchadla a zapouzdřené provedení odolává syté páře i kondenzující vodě. Vzhledem k úzkému vyzařovacímu paprsku může Vegapuls 64 měřit hladinu až ke dnu.

Závěr

Radarové hladinoměry Vegapuls 69 a Vegapuls 64 a další produkty ze sortimentu německé společnosti Vega Grieshaber KG dodává na český a slovenský trh její výhradní zástupce pro Českou republiku a Slovensko, společnost Level Instruments CZ – Level Expert, s. r. o.

(Level Instruments CZ – Level Expert, s. r. o.)

 

 Obr. 1. Hladinoměr Vegapuls 69 se používá pro měření polohy hladiny sypkých látek

Obr. 2. Hladinoměr Vegapuls 64 se závitovým připojením

Obr. 3. Hladinoměr Vegapuls 64 s připojením pro zvýšené požadavky na hygienu