Aktuální vydání

celé číslo

03

2024

Automatizační technika v energetice a teplárenství, úspory energie

Snímače teploty

celé číslo

Nové typy radarových hladinoměrů značky Siemens-Milltronics

Regionální zastoupení společnosti Siemens je již druhým rokem plně zodpovědné za prodej a servis výrobků kanadského výrobního závodu Siemens-Milltronics Process Instruments. Tyto produkty zapadají do komplexní nabídky rozsáhlého spektra výrobků průmyslové měřicí techniky, do níž patří přístroje pro měření hladin, průtoku, tlaku, teploty, pro analýzu plynů a kapalin, dynamické a statické vážení a průtok sypkých látek.
 

Nové radarové hladinoměry Siemens-Milltronics

V letošním roce byly představeny dva nové typy bezkontaktních radarových hladinoměrů Siemens-Milltronics. První novinkou je bezkontaktní radarový hladinoměr Sitrans LR460 s technikou FMCW, určený pro kontinuální měření hladiny sypkých látek (obr. 1) s rozsahem až sto metrů. Druhou novinkou je bezkontaktní pulzní vysokofrekvenční hladinoměr Sitrans LR250, určený pro měření hladin látek s nízkou dielektrickou konstantou nebo pro velmi přesné měření v malých zásobnících (obr. 2).
 

Sitrans LR460

Jde o nový bezkontaktní radarový přístroj pro měření hladiny sypkých látek. Tento čtyřvodičový radarový hladinoměr pracuje s frekvencí 24 GHz a využívá techniku frekvenčně modulované kontinuální vlny – FMCW a systém Process Intelligence pro zpracování echa. Uvedené techniky zaručují spolehlivou funkci i v náročných provozních podmínkách při měření hladiny sypkých látek. Nový radarový hladinoměr je postaven na platformě velmi úspěšné a oblíbené modelové řady bezkontaktních radarových hladinoměrů Sitrans LR400, které jsou ideálním řešením pro měření sypkých látek v extrémně prašném provozním prostředí s vysokou provozní teplotou a pro velké rozsahy měření až 100 m. Tento bezkontaktní hladinoměr je ideální např. pro měření výšky hladiny cementu, popílku, uhlí a uhelného prachu, sádry, mouky, obilí, kameniva a plastů.
Nový anténní systém je konstruován tak, aby měl minimální ztráty a co nejkvalitnější příjem signálu echa. Současně byl oproti předchozímu hladinoměru typu Sitrans LR400 zvětšen poměr platného signálu k rušivému šumu o dalších 20 dB. Tato inovace umožňuje získat platný signál u materiálů s nízkou dielektrickou konstantou a ve vysokých zásobnících s velkým dosahem. Takto lze měřit i při použití velmi malé zvonové antény o průměru pouhých 100 mm, aniž by bylo nutné použít různé parabolické antény velkých průměrů.
Sitrans LR460 je standardně osazen kloubovou směrovací přírubou EasyAimer, která usnadňuje instalaci a správné nasměrování vyzařovaného paprsku. Bezkontaktní radarový hladinoměr je možné snadno nasměrovat přímo proti povrchu sypkého materiálu, což vede ke zlepšení kvality odraženého signálu, eliminaci vlivu násypných (plnění) a výsypných (vyprazdňování) kuželů. Prostorná a snadno přístupná hlavice přístroje urychluje a usnadňuje montáž napájecích a signálních kabelů. Přístroj je opatřen certifikátem ATEX, takže jej lze použít i v prostředí s nebezpečím výbuchu.
 

Sitrans LR250

Nový dvouvodičový vysokofrekvenční radarový hladinoměr pro kontinuální měření hladiny kapalin a kalů Sitrans LR250 (obr. 2) pracuje na frekvenci 25 GHz. Tato vysoká frekvence umožňuje použít antény s velmi malým rozměrem: 40, 48, 75, popř. 95 mm. Ve spojení s velmi malým vyzařovacím úhlem 8° předurčuje tento přístroj především pro měření médií s nízkou dielektrickou konstantou nebo pro použití při velmi přesném měření v malých zásobnících. Přístroj může být instalován téměř kdekoliv na zásobníku. Rozsah měření je velmi široký: od 50 mm (měřeno od antény) až po velké zásobníky
o velikosti 20 m.
Pro vyhodnocení echa využívá přístroj osvědčený systém Process Inteligence, do něhož byl integrován nový prvek Quick Start Wizard (průvodce rychlým nastavením), umožňující rychlé a jednoduché nastavení (obr. 3). Sitrans LR250 je osazen zcela novým grafickým displejem LUI (Local User Interface) s možností zobrazit aktuální profil vysílaného signálu přímo na displeji (obr. 4). Díky zmíněným přednostem je v současnosti Sitrans LR250 hladinoměrem s nejsnazší instalací a nejrychlejším uvedením do provozu.
Elektronika je v hlavici pevně zapouzdřena, takže přístroj spolehlivě odolává vibracím a rázům. Přístroj je konstruován pro provoz v náročných podmínkách s teplotou až do 150 °C, tlakem až do 4 MPa a je v krytí IP68.
Konstrukce radaru je řešena modulárně, jednotlivé části (elektroniku, procesní připojení, anténu) lze oddělit. Sitrans LR250 je vybaven speciálním těsněním z borosilikátového skla, které zcela vylučuje průnik média mimo zásobník. Přístroj tak uživatelům nabízí vysokou provozní bezpečnost. Tato vlastnost též umožňuje demontáž kompletní elektroniky bez porušení těsnosti zásobníku.
Pro měření médií s nízkou dielektrickou konstantou je přístroj vybaven novým algoritmem CLEF, jenž zajišťuje spolehlivou funkci přístroje i při velmi nízké hladině média s nízkou dielektrickou konstantou. Algoritmus CLEF tak eliminuje rušivý odraz od dna zásobníku. Radarový hladinoměr lze vzhledem k certifikátu ATEX použít i v prostředí s nebezpečím výbuchu.
 

Process Inteligence

Oba nové radarové přístroje, stejně jako ostatní hladinoměry z produkce Siemens-Milltronics, využívají osvědčený software Process Inteligence. Je to propracovaný systém pro zpracování signálů odražených od média a jejich správné vyhodnocení. Na základě známého poměru mezi rušivými odrazy a správným echem lze určit skutečný signál hladiny, což je velmi důležité pro provozní spolehlivost hladinoměrů. Při vyhodnocování signálů se produkty Siemens-Milltronics opírají o patentovanou metodu Sonic Intelligence (využívá se u produktů Siemens pro ultrazvukové měření hladiny), která byla využita v praxi již ve více než 500 000 případech.
Oba nové radarové hladinoměry jsou rovněž osazeny systémem Quick Start Wizard, který umožňuje rychlé uvedení do provozu. Přístroje je možné nastavit lokálně nebo prostřednictvím komunikačního rozhraní HART či Profibus.
K lokálnímu nastavení se používá ruční infračervený programátor Hand Programmer. Výhodou tohoto osvědčeného řešení je, že hladinoměr lze nastavit, aniž by bylo nutné otevírat jakoukoliv část přístroje. To je velmi důležité zejména pro bezpečné nastavení hladinoměrů, např. v zóně s nebezpečím výbuchu nebo za nepříznivých povětrnostních podmínek, protože při nastavování nejsou porušeny podmínky ATEX ani krytí IP68. K nastavení prostřednictvím rozhraní HART nebo Profibus je možné využít dodávaný software Simatic PDM společnosti Siemens.
 

Přehled radarových hladinoměrů Siemens-Milltronics

Po doplnění sortimentu značky Siemens Milltronics zmíněnými novinkami má Siemens v současné době nejširší ucelenou řadu bezkontaktních radarových hladinoměrů na trhu. V nabídce uvedené v tab. 1 jsou přístroje s širokým spektrem různých parametrů:
  • různé frekvence (5,8, 24, 25 GHz),
  • pulzní technika nebo technika FMCW (frekvenčně modulovaná kontinuální vlna),
  • komunikační rozhraní HART, Profibus, Modbus (RS-485),
  • různé typy antén (tyčové, zvonové, vlnovody, na přání je možné dodat i speciální tvary).

Závěrem

Specialisté oddělení procesní instrumentace společnosti Siemens jsou připraveni zákazníkům nabídnout optimální řešení přímo pro konkrétní plánované použití v souladu s jednotnou koncepcí plně integrované automatizace (Totally Integrated Automation – TIA) společnosti Siemens. V oblasti měření hladin a dynamického vážení (pásové váhy, průtokoměry sypkých látek apod.) je možné využít přímo služby Centra pro měření výšky hladiny společnosti Siemens, které zodpoví všechny dotazy spojené s návrhem vhodného řešení měřicích úloh. Pracovníci tohoto střediska zpracovávají technické a cenové nabídky a zajišťují technickou podporu, včetně koordinace servisních služeb. V případě složité úlohy lze dohodnout bezplatné zapůjčení přístroje pro jeho vyzkoušení.
 
Filip Tůma, Siemens, s. r. o.
 
Obr. 1. Radarový hladinoměr LR460 pro měření hladiny sypkých látek
Obr. 2. Radarový hladinoměr Sitrans LR250 pro kontinuální měření hladiny kapalin a kalů
Obr. 3. Systém Quick Start Wizard umožňuje rychlé a jednoduché nastavení
Obr. 4. Grafický displej LUI
 
Tab. 1. Přehled bezkontaktních radarových hladinoměrů Siemens-Milltronics