لول ترانسمیتر راداری یک دستگاهی است که برای اندازه‌گیری سطح ماده ی موجود در یک مخزن استفاده می‌شود. این دستگاه با استفاده از اصول فیزیکی رادار، فاصله بین دستگاه و ماده ی مخزن را تعیین می‌کند. لول ترانسمیتر راداری از یک فرستنده و یک گیرنده تشکیل شده است. فرستنده امواج راداری را تولید می‌کند و این امواج به سمت ماده ی مخزن ارسال می‌شوند. این امواج راداری از طریق فضا (معمولاً هوا یا گاز) حرکت می‌کنند تا به سطح مخزن برسند.
وقتی امواج راداری به سطح ماده ی مخزن برخورد می‌کنند، بخشی از این امواج توسط ماده ی مخزن جذب می‌شود و بخشی دیگر از امواج از سطح ماده مخزن بازتاب می‌شوند. این امواج بازتابی به سمت گیرنده در لول ترانسمیتر بازتاب می‌شوند. گیرنده امواج راداری را دریافت کرده و بر اساس زمانی که طول می‌کشد تا امواج بازتابی به گیرنده برسند، فاصله بین دستگاه و سطح ماده ی مخزن را محاسبه می‌کند. با توجه به سرعت شناخته شده امواج راداری (که معمولاً نزدیک به سرعت نور است) و زمان بازتاب امواج، لول ترانسمیتر می‌تواند سطح ماده ی موجود در مخزن را با دقت تعیین کند.
انواع لول ترانسمیتر راداری
1. اندازه گیری سطح به روش رادار یا غیر تماسی (Radar Level Measurement):
در این روش از امواج راداری برای اندازه‌گیری سطح ماده ی مخزن استفاده می‌کند. فرستنده سیگنال‌های راداری را تولید کرده و آنها را به طور مستقیم به سطح ماده ی مخزن ارسال می‌کند. امواج راداری با سطح ماده ی مخزن برخورد کرده و بخشی از این امواج بازتاب می‌شود و به سمت گیرنده در لول ترانسمیتر بازتاب می‌شود. با محاسبه زمانی که طول می‌کشد تا امواج بازتابی به گیرنده برسند، فاصله بین دستگاه و سطح ماده ی مخزن تعیین می‌شود. این فاصله سپس به سطح ماده ی مخزن تبدیل می‌شود و می‌تواند به صورت عددی یا در قالب نمایشگر دیجیتال نمایش داده شود.
2. اندازه گیری سطح به روش رادار هدایت شده یا تماسی (Guided Wave Radar/TDR):
در این روش، لول ترانسمیتر راداری از امواج راداری هدایت شده برای اندازه‌گیری سطح ماده ی مخزن استفاده می‌کند. امواج راداری از طریق یک موج بر راهنما (guide wave) انتشار می‌یابند که در نزدیکی سطح ماده ی مخزن قرار دارد. این موجبر راهنما معمولاً یک سیم یا یک لوله فلزی است که امواج را هدایت می‌کند. امواج راداری با سطح ماده ی مخزن برخورد کرده و بخشی از این امواج بازتاب می‌شود و به سمت گیرنده در لول ترانسمیتر بازتاب می‌شود. با تحلیل زمانی که طول می‌کشد تا امواج بازتابی به گیرنده برسند و همچنین شدت امواج بازتابی، میتوان سطح ماده ی مخزن را تعیین کرد. این اطلاعات سطح ماده ی مخزن نیز می‌تواند به صورت عددی یا در قالب نمایشگر دیجیتال نمایش داده شود.
هر دو روش اندازه گیری سطح به روش رادار و رادار هدایت شده دقیق و قابل اطمینان هستند و بسته به نیازهای کاربردی و شرایط محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
تفاوت بین لول ترانسمیتر راداری با التراسونیک
تفاوت اساسی بین لول ترانسمیتر راداری و التراسونیک در نوع موجی استفاده شده برای اندازه‌گیری سطح است. لول ترانسمیتر راداری از موج‌های رادیویی استفاده می‌کند که از طبیعت الکترومغناطیسی هستند. این موج‌ها با فرکانس بالا (به طور معمول در حد گیگاهرتز) و با استفاده از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی متناوب تشکیل می‌شوند. سنسور رادار با ارسال این موج‌ها به سطح مورد نظر و دریافت بازتاب آنها، میزان فاصله تا سطح را اندازه‌گیری می‌کند.
در مقابل، سنسور التراسونیک از موج‌های صوتی استفاده می‌کند که ارتعاشات مکانیکی هستند. این موج‌ها با فرکانس پایین‌تر (معمولاً در حد ده‌ها یا صد‌ها کیلوهرتز) و از طریق انتقال ارتعاشات مولکول به مولکول در ماده جامد یا مایع، انتشار می‌یابند. سنسور التراسونیک با ارسال این موج‌ها و دریافت ارتعاشات برگشتی، میزان فاصله تا سطح را اندازه‌گیری می‌کند.
بنابراین، تفاوت اساسی بین لول ترانسمیتر راداری و سنسور التراسونیک در نوع موج استفاده شده برای اندازه‌گیری سطح است. سنسور رادار از موج‌های رادیویی و سنسور التراسونیک از موج‌های صوتی استفاده می‌کند.
عملکرد لول ترانسمیتر راداری
لول ترانسمیتر راداری برای اندازه‌گیری سطح ماده ی مخزن در یک مخزن استفاده می‌شود. عملکرد دقیق این دستگاه به شکل زیر است:
1. تولید امواج راداری: لول ترانسمیتر دارای یک فرستنده است که امواج راداری را تولید می‌کند. این امواج معمولاً در باندهای فرکانسی مایکروویو (مانند فرکانس X یا فرکانس K) قرار دارند. فرستنده سیگنال‌های الکترومغناطیسی را تولید کرده و آنها را به آنتن ارسال می‌کند.
2. ارسال امواج راداری: امواج راداری از طریق آنتن فرستنده به سمت ماده ی مخزن (معمولاً سطح ماده ی مخزن) ارسال می‌شوند. این امواج از طریق فضا (معمولاً هوا یا گاز) حرکت می‌کنند تا به سطح ماده ی مخزن برسند.
3. بازتاب امواج راداری: وقتی امواج راداری به سطح ماده ی مخزن برخورد می‌کنند، بخشی از این امواج توسط ماده ی مخزن جذب می‌شود و بخشی دیگر از امواج از سطح ماده ی مخزن بازتاب می‌شوند. امواج بازتابی به سمت گیرنده در لول ترانسمیتر بازتاب می‌شوند.
4. دریافت امواج راداری: گیرنده لول ترانسمیتر امواج بازتابی را دریافت می‌کند. این امواج با استفاده از آنتن گیرنده به گیرنده منتقل می‌شوند.
5. محاسبه زمان بازتاب: گیرنده زمانی که طول می‌کشد تا امواج بازتابی به آن برسند را محاسبه می‌کند. با توجه به سرعت شناخته شده امواج راداری (که معمولاً نزدیک به سرعت نور است) و زمان بازتاب امواج، فاصله بین دستگاه و سطح ماده ی مخزن قابل تعیین است.
6. نمایش سطح ماده ی مخزن: با توجه به زمان بازتاب امواج راداری و سرعت انتشار آنها، لول ترانسمیتر می‌تواند سطح ماده ی مخزن را با دقت تعیین کند. این اطلاعات سطح ماده ی مخزن معمولاً در قالب یک نمایشگر دیجیتال یا خروجی الکتریکی قابل استفاده برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی است.
برند های مطرح لول ترانسمیتر راداری
چندین برند مطرح در صنعت تولید لول ترانسمیتر راداری وجود دارد. برخی از این برندها عبارتند از:
- 1. Endress+Hauser
- 2. Emerson
- 3. Siemens
- 4. Vega
- 5. ABB
مزایای لول ترانسمیتر راداری
به طور خلاصه، مزایای سنسورهای سطح رادار عبارتند از:
1. اندازه‌گیری دقیق و پیوسته:
سنسورهای سطح رادار قادر به اندازه‌گیری دقیق و پیوسته سطح مواد می‌باشند. آنها قادرند به‌طور دقیق سطح مختلفی از مواد از جمله مایعات، جامدات، پودرها و لجن‌ها را تعیین کنند. این امکان را فراهم می‌کند که فرآیندها به صورت لحظه‌ای نظارت و کنترل شوند.
2. اندازه‌گیری بی‌تماس:
سنسورهای سطح رادار اندازه‌گیری بی‌تماس را فراهم می‌کنند، به این معنی که نیازی به تماس مستقیم با ماده مورد اندازه‌گیری ندارند. این امر منجر به کاهش خطر آلودگی یا آسیب به سنسور در اثر تماس با مواد خورنده یا خطرناک می‌شود.
3. مقاومت در برابر عوامل محیطی:
سنسورهای سطح رادار مقاوم در برابر عوامل محیطی مانند دما، فشار، رطوبت و گرد و غبار هستند. آنها قادرند به صورت موثر در شرایط سخت و چالشی از جمله دماهای بالا، فشارهای بالا و محیط‌های گرد و غباری عمل کنند.
4. سرکوب بازتاب‌های تداخلی:
سنسورهای سطح رادار دارای قابلیت سرکوب بازتاب‌های تداخلی هستند. آنها قادرند سیگنال‌ها یا بازتاب‌های ناخواسته ناشی از موانع، کف‌های بالا، تفوج‌ها و راه‌اندازها را فیلتر کنند و نتایج اندازه‌گیری را دقیق نگه دارند.
5. دامنه کاربرد گسترده:
سنسورهای سطح رادار قابل استفاده در طیف گسترده‌ای از صنایع و کاربردها هستند از جمله فرآیندهای شیمیایی، نفت و گاز، آب و فاضلاب، صنایع غذایی و نوشیدنی، داروسازی و معدن. آنها چند منظوره هستند و می‌توانند در انواع مخازن، مخازن، سیلوها و لوله‌ها نصب شوند.
6. اندازه‌گیری سطح جامدات پودری:
برخلاف برخی از تکنولوژی‌های اندازه‌گیری سطح دیگر، سنسورهای سطح رادار قادر به اندازه گیری سطح جامدات نیز می باشند.
نتیجه گیری
بطور کلی میتوان گفت لول ترانسمیتر راداری از موج‌های رادیویی برای اندازه‌گیری سطح استفاده می‌کند. این موج‌ها با فرکانس بالا (گیگاهرتز) و با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی تولید می‌شوند. از طریق ارسال و دریافت بازتاب موج‌ها، لول ترانسمیتر راداری میزان فاصله تا سطح را اندازه‌گیری می‌کند.
