ไทย
เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับเรดาร์ FMCW 80GHz เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับถังเก็บน้ำมันพืชบริโภคที่มีความสูงถึง 30 เมตร เครื่องรุ่น SDRD82 จาก Silver Automation Instruments ที่มีเสาอากาศเลนส์ PTFE แบบฝังเรียบ สามารถรับมือกับไอน้ำ ไอระเหยของน้ำมัน และฟองได้โดยไม่ทำให้การสอบเทียบคลาดเคลื่อน เอาต์พุตเป็นแบบ 4-20mA/HART หรือ RS485 Modbus ใช้ไฟเลี้ยง 24V DC
ถังเก็บน้ำมันพืชดูเหมือนจะใช้งานง่ายบนกระดาษ แต่ลองถามวิศวกรเครื่องมือวัดคนใดก็ได้ที่เคยจัดการกับน้ำกลั่นตัวของน้ำมันปาล์มในโดมที่ไม่มีเครื่องทำความร้อนในเขตร้อน หรือไอน้ำของน้ำมันดอกทานตะวันทำให้เลนส์เซ็นเซอร์เป็นฝ้าข้ามคืน พวกเขาจะบอกคุณว่าการอ่านค่าระดับเป็นส่วนที่ทำให้พวกเขาทำงานต่อไปได้ ตัวน้ำมันเองไม่ได้มีฤทธิ์กัดกร่อน แต่สภาพแวดล้อมรอบข้างต่างหากที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
บทความนี้กล่าวถึงวิธีการเลือกและกำหนดค่าเครื่องส่งสัญญาณวัดระดับเรดาร์ 80GHz สำหรับการจัดเก็บน้ำมันพืชบริโภค วัสดุเสาอากาศและการเชื่อมต่อกระบวนการที่ควรระบุ และข้อผิดพลาดทั่วไปที่มักเกิดขึ้นระหว่างการติดตั้ง
ย่านความถี่ 80GHz ให้มุมลำแสงที่แคบกว่าเมื่อเทียบกับรุ่นเก่า 26GHz สำหรับถังเก็บแนวตั้งทั่วไปที่มีฝาปิดทรงโดมหรือทรงกรวยนั้น เรื่องนี้มีความสำคัญ ลำแสงครึ่งมุม 6 องศาบน SDRD82 ที่ใช้เลนส์ DN50 จะอยู่ห่างจากผนังด้านข้างได้ดีจนถึงระยะประมาณ 500 มม. แม้ในถังที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เมตร การรบกวนจากผนังถังน้อยลง และเสียงสะท้อนปลอมน้อยลง
น้ำมันมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 2.8 ถึง 3.2 ซึ่งถือว่าอยู่ในระดับต่ำ การสะท้อนของเรดาร์จึงอ่อนกว่าน้ำ แต่คลื่น FMCW (frequency modulated continuous wave) ที่ความถี่ 80GHz มีความไวเพียงพอที่จะรับสัญญาณสะท้อนกลับได้อย่างน่าเชื่อถือที่ค่าไดอิเล็กตริกต่ำเหล่านี้ แม้จะผ่านชั้นไอระเหยปานกลางก็ตาม
FMCW คือหลักการที่เหมาะสมในกรณีนี้ มันส่งสัญญาณแบบกวาดต่อเนื่องแทนที่จะเป็นแบบพัลส์ ซึ่งให้ค่าอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ดีกว่าในตัวกลางที่มีค่าไดอิเล็กตริกต่ำ SDRD82 ใช้หลักการนี้และสามารถวัดระดับสัญญาณได้ละเอียดถึง 2 มม. ตลอดช่วงความถี่ทั้งหมด
ในถังกลางแจ้งที่ไม่มีฉนวนกันความร้อน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะทำให้เกิดการควบแน่นบนพื้นผิวเสาอากาศ นอกจากนี้ ไอระเหยของน้ำมันจากพื้นผิวผลิตภัณฑ์ยังสามารถสะสมเป็นฟิล์มบาง ๆ บนเลนส์ได้เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ลดประสิทธิภาพการรับสัญญาณลง
เสาอากาศเลนส์ PTFE แบบเรียบของเซ็นเซอร์วัดระดับเรดาร์
เสาอากาศเลนส์ PTFE แบบเรียบช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้ได้เป็นส่วนใหญ่ พื้นผิว PTFE ไม่ติดและทำความสะอาดตัวเองได้ในระดับหนึ่ง: หยดน้ำมันจะไหลออกไปแทนที่จะขังอยู่ การสะสมของฟิล์มน้ำมันจะช้ากว่าเมื่อเทียบกับเสาอากาศโลหะเปล่าหรือ PP สำหรับ SDRD82 ตัวเลือกเสาอากาศ DQ หรือ EQ ใช้ตัวเรือนสแตนเลส 316L พร้อมเลนส์ PTFE ซึ่งทนอุณหภูมิกระบวนการได้ที่ 200°C และ 2.5MPa ซึ่งสูงกว่าความต้องการในการจัดเก็บน้ำมันพืชมาก ดังนั้นจึงมีพื้นที่เหลือเฟือทั้งในด้านอุณหภูมิและความดัน
สำหรับการติดตั้งในบริเวณที่มีไอระเหยหนาแน่น ควรใช้ท่อต่อ (หัวฉีด) ที่สั้น เอกสารข้อมูลจำเพาะของ SDRD82 ระบุความสูงสูงสุดของหัวฉีดไว้ที่ 150 มม. สำหรับเสาอากาศ DN50 และ 200 มม. สำหรับ DN80 การใช้ความสูงเกินกว่านี้จะทำให้เกิดผลกระทบแบบตัวนำคลื่น ซึ่งอาจดักจับเสียงสะท้อนและทำให้เกิดการอ่านค่าผิดพลาดที่ 0% หรือ 100% เราพบเห็นปัญหานี้ค่อนข้างบ่อยเมื่อมีการดัดแปลงถังเก็บสารเคมีโดยใช้คอท่อที่ยาวซึ่งเดิมออกแบบมาสำหรับเกจวัดระดับแบบลูกลอย
สำหรับถังเก็บน้ำมันพืชบริโภคขนาด 5.7 เมตร แนะนำให้ใช้เซ็นเซอร์ SDRD82 รุ่น DS หรือ DQ รุ่น DS ใช้หน้าแปลน DN50 พร้อมเลนส์เสาอากาศ 316L+PTFE ส่วนรุ่น DQ เหมือนกันแต่มีส่วนต่อขยายเสาอากาศที่ยาวกว่าและทนความร้อนได้ถึง 200°C สำหรับการใช้งานในอุณหภูมิสูง ทั้งสองรุ่นมีความแม่นยำ 2 มม. ในช่วงระยะ 0 ถึง 30 เมตร
| พารามิเตอร์ | ข้อมูลจำเพาะ SDRD82 DS/DQ |
| ช่วงการวัด | 0 ถึง 30 เมตร |
| ความแม่นยำ | ±2 มม. |
| การเชื่อมต่อกระบวนการ | หน้าแปลน DN50 / DN80 / DN100 (PN16) |
| วัสดุเสาอากาศ | สแตนเลสสตีล 316L + เลนส์ PTFE |
| อุณหภูมิกระบวนการ | สูงสุด 150°C (DS) / 200°C (DQ) |
| แรงดันกระบวนการ | -0.1 ถึง 2.5 MPa |
| สัญญาณเอาต์พุต | 4-20mA / HART หรือ RS485 Modbus |
| แหล่งจ่ายไฟ | 2 สาย 24V DC หรือ 4 สาย 10.8-26.4V DC |
| ระดับการป้องกัน | IP67 / IP66 |
| ความถี่ | 77-81GHz |
สำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับอาหารซึ่งต้องการการปิดผนึกหน้าสัมผัสอย่างถูกสุขอนามัย ซีรีส์ SDRD83 KW/KQ ที่มีข้อต่อแคลมป์แบบถูกสุขอนามัยขนาด 2 นิ้ว หรือ 3.5 นิ้ว เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง แต่สำหรับถังเก็บขนาดใหญ่ที่วัดผ่านหัวฉีดแบบหน้าแปลน ซีรีส์ SDRD82 คือตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงและเป็นรุ่นที่นิยมใช้มากที่สุดในแอฟริกาตะวันตก เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และตะวันออกกลาง สำหรับการใช้งานประเภทนี้โดยเฉพาะ
ฝาครอบโดมที่ไม่มีฉนวนกันความร้อนมีผลกระทบสองประการ ประการแรก อุปกรณ์จะรับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อม ตัวเรือน SDRD82 ได้รับการออกแบบให้ใช้งานได้ในอุณหภูมิแวดล้อมตั้งแต่ -40°C ถึง 80°C ซึ่งครอบคลุมการติดตั้งกลางแจ้งในลากอสหรือสภาพอากาศที่คล้ายคลึงกันได้อย่างสบาย ประการที่สอง หากโดมมีลักษณะโค้ง ควรหลีกเลี่ยงการติดตั้งที่ส่วนยอด เนื่องจากส่วนยอดที่โค้งจะทำให้เกิดการสะท้อนหลายครั้ง (เรดาร์จะมองเห็นพื้นผิวโดมเป็นเป้าหมายเพิ่มเติม) และลดความแม่นยำ ควรติดตั้งในตำแหน่งที่เยื้องจากจุดศูนย์กลาง โดยเว้นระยะห่างจากผนังภาชนะอย่างน้อย 200 มม.
หากถังมีโครงสร้างภายใน เช่น ท่อดูดหรือขดลวดทำความร้อน ให้ทำการเรียนรู้สัญญาณสะท้อนเสมือนหลังจากติดตั้งเสร็จ ขั้นตอนนี้จะระบุเป้าหมายปลอมที่คงที่และลบออกจากการวัด เครื่อง SDRD82 ทำเช่นนี้ผ่านโมดูลแสดงผล ViewPoint หรือผ่านโปรแกรมเมอร์แบบพกพา HART ที่เชื่อมต่อกับตัวต้านทาน 250 โอห์มในวงจร
ต้องใช้ต่อสายเคเบิลแบบ M20x1.5 สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร ให้เดินสายเคเบิลโดยมีห่วงกันน้ำหยดอยู่ใต้ต่อสายเคเบิลเพื่อป้องกันน้ำเข้า ต่อสายเคเบิลต้องมีระดับการป้องกัน IP66 หรือสูงกว่า ตัวเรือนของ SDRD82 เองมีระดับการป้องกัน IP67
การเดินสายไฟของเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์ 80G
วงจร 4-20mA/HART แบบสองสาย เป็นการกำหนดค่าที่พบได้บ่อยที่สุดในฟาร์มถังเก็บน้ำมันพืช อุปกรณ์จะรับพลังงานจากวงจรที่ 24V DC และส่งสัญญาณ 4-20mA กลับมาทางสายคู่เดียวกัน ความต้านทานรวมของวงจรสามารถสูงถึงประมาณ 1000 โอห์ม ที่แรงดันไฟ 24V การสื่อสาร HART ทำงานอยู่บนสัญญาณ 4-20mA ดังนั้นคุณสามารถใช้อุปกรณ์สื่อสาร HART หรือเชื่อมต่อกับตัวแปลง COMWAY สำหรับการกำหนดค่าผ่านพีซีโดยไม่ต้องตัดวงจร
RS485 Modbus RTU สามารถใช้เป็นอีกทางเลือกหนึ่งได้หากไซต์งานนั้นใช้ระบบ PLC หรือ SCADA ที่ต้องการฟิลด์บัสแบบดิจิทัล ในกรณีนั้น จะใช้การกำหนดค่าแบบ 4 สาย: คู่สายไฟ (24V DC) และคู่สัญญาณ RS485 แยกกัน อัตราการส่งข้อมูลและที่อยู่ของอุปกรณ์รองสามารถกำหนดค่าได้ผ่านโมดูลแสดงผล
สำหรับข้อกำหนดด้านการป้องกันการระเบิด SDRD82 รองรับการรับรองความปลอดภัยโดยธรรมชาติ (Ex ia IIC T6 Ga) พร้อมด้วยแผงกั้นความปลอดภัย FBS-2 โดยทั่วไปแล้วไอระเหยของน้ำมันพืชไม่ได้จัดพื้นที่ดังกล่าวเป็นโซน 0 แต่บางพื้นที่ใกล้สถานีเติมน้ำมันอาจต้องจัดเป็นโซน 1 โปรดตรวจสอบการจัดประเภทพื้นที่กับเอกสารพื้นที่อันตรายของสถานที่นั้นก่อนที่จะสรุปคำสั่งซื้อ
เกจวัดระดับน้ำมันแบบลูกลอยใช้งานได้ แต่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้สัมผัสกับน้ำมัน ซึ่งต้องทำความสะอาดเป็นระยะ และอาจติดขัดได้หากน้ำมันแข็งตัวในสภาพอากาศหนาวเย็น จึงไม่เหมาะสำหรับคลังน้ำมันที่อยู่ห่างไกลและไม่มีผู้ดูแล
เรดาร์คลื่นนำ (Guided Wave Radar หรือ GWR) เป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับของเหลวที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำ แต่หัววัดจะต้องห้อยเข้าไปในถัง ในถังเก็บขนาดใหญ่ (50,000 ลิตรขึ้นไป) หัววัดยาว 5-6 เมตรนั้นมีราคาแพงและทำให้เกิดปัญหาในการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา นอกจากนี้ GWR ยังไม่สามารถใช้งานได้หากถังมีเครื่องกวนภายใน
เซ็นเซอร์วัดระดับแบบอัลตราโซนิคมีความไวต่อไอน้ำและฟอง ถังบรรจุน้ำมันพืชส่วนใหญ่มักมีชั้นฟองบางๆ ในระหว่างการเติม และลำแสงอัลตราโซนิคจะตรวจจับพื้นผิวนั้นไม่ได้ชั่วคราว การแจ้งเตือนระดับต่ำผิดพลาดในระหว่างการบรรจุเป็นข้อร้องเรียนที่พบบ่อยจากผู้ใช้งานที่ลองใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิคเป็นครั้งแรก
เรดาร์ FMCW 80GHz หลีกเลี่ยงปัญหาทั้งสามประการนี้ได้ ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ ไม่มีหัววัด และสัญญาณสามารถทะลุผ่านโฟมบางๆ ได้อย่างน่าเชื่อถือเพียงพอสำหรับการใช้งานจัดเก็บส่วนใหญ่
| ข้อกำหนด | เมตริก | อิมพีเรียล |
| ความสูงของถัง (ในแอปพลิเคชันนี้) | 5.7 ม. | 18.7 ฟุต |
| ช่วงการวัดสูงสุด (SDRD82) | 30 เมตร | 98.4 ฟุต |
| ความแม่นยำ | ±2 มม. | ±0.08 นิ้ว |
| มุมลำแสง (เลนส์ DN50) | 6° | 6° |
| มุมลำแสง (เลนส์ DN80) | 3° | 3° |
| ช่วงอุณหภูมิของกระบวนการ | -40°C ถึง 200°C | -40°F ถึง 392°F |
| ช่วงแรงดันกระบวนการ | -0.1 ถึง 2.5 MPa | -14.5 ถึง 362.6 psi |
| แหล่งจ่ายไฟ (2 สาย) | 24V DC | 24V DC |
| เอาต์พุต | 4-20mA / HART / RS485 | 4-20mA / HART / RS485 |
| ความสูงสูงสุดของหัวฉีด (DN50) | 150 มม. | 5.9 นิ้ว |
| ระยะห่างขั้นต่ำจากผนัง | 200 มม. | 7.9 นิ้ว |
| อุณหภูมิแวดล้อม | -40°C ถึง 80°C | -40°F ถึง 176°F |
| น้ำหนัก (SDRD82) | ประมาณ 8.0 กก. | ประมาณ 17.6 ปอนด์ |
บริษัท Silver Automation Instruments จัดจำหน่ายเครื่องส่งสัญญาณวัดระดับเรดาร์ SDRD82 80GHz สำหรับรุ่นมาตรฐานพร้อมส่ง สำหรับรุ่นที่มีหน้าแปลนและเสาอากาศเลนส์ PTFE ระยะเวลารอสินค้าโดยทั่วไปอยู่ที่ 3 ถึง 5 สัปดาห์สำหรับ 6 ยูนิต
เพื่อจัดทำใบเสนอราคา โปรดส่งรายละเอียดต่อไปนี้ไปที่ sales@silverinstruments.com :
ดูเครื่องวัดระดับเรดาร์ 80G รุ่นต่างๆ ของเราทั้งหมดได้ที่ silverinstruments.com สำหรับคู่มือการเลือกแบบ ภาพวาดแสดงขนาด และรหัสการสั่งซื้อ
