Especificaciones clave de los sensores de nivel por radar: Constante dieléctrica, frecuencia, zona ciega, eco, ángulo del haz y alcance máximo

El medidor de nivel por radar puede realizar mediciones de nivel sin contacto en cualquier condición de proceso. Refleja señales de microondas desde arriba hacia el medio, y la superficie del medio la refleja de nuevo. Basándose en la señal recibida, el medidor de nivel puede medir la distancia entre el medio y calcular el nivel exacto.

Tanto si el medio que necesita medir es líquido, sólido, a alta temperatura, a baja temperatura o corrosivo, el medidor de nivel por radar puede satisfacer todas sus aplicaciones.

Este artículo le llevará a familiarizarse con los términos que suele encontrar para el sensor de nivel radar de silo de polvo, o el sensor de nivel de combustible con alcance de 0-30m.

1. Constante dieléctrica

La constante dieléctrica se refiere a la relación de la capacitancia cuando se utiliza la misma sustancia como dieléctrico y el vacío en el mismo recipiente, que se utiliza para medir la capacidad de la sustancia para mantener una carga.

La constante dieléctrica es crucial para medir el tipo y las propiedades del material. Los distintos materiales tienen constantes dieléctricas diferentes debido a las distintas estructuras moleculares y composiciones. En general, cuanto mayor es la constante dieléctrica, más fuerte es la respuesta del material al campo eléctrico, mientras que cuanto menor es la constante dieléctrica, más débil es la respuesta del material al campo eléctrico.

2. Frecuencia de trabajo

La frecuencia de trabajo del medidor de nivel de radar se refiere al rango de frecuencia de las ondas de radar que envía. Los medidores de nivel de radar pueden dividirse en radar de alta frecuencia y radar de baja frecuencia de acuerdo a la frecuencia de transmisión de la onda de radar. La frecuencia de transmisión del radar de baja frecuencia esta entre 100MHz y 8GHz, y los radares por encima de 8GHz se clasifican como medidores de nivel de radar de alta frecuencia.

En la ingeniería actual, los medidores de nivel por radar de baja frecuencia se utilizan principalmente para medir medios líquidos y entornos de pequeño alcance, mientras que los radares de alta frecuencia tienen un mayor alcance debido a su alta energía y otras ventajas, y pueden aplicarse a más condiciones de trabajo. Las ondas de radar de los medidores de nivel por radar de alta frecuencia son mejores que las de los radares de baja frecuencia para medir materiales de superficie irregular, como materiales sólidos, polvos y partículas.

La frecuencia de trabajo tiene un impacto importante en el rendimiento y la aplicación de los medidores de nivel radar, que se manifiesta específicamente de la siguiente manera:

• Capacidad de penetración:Cuanto mayor sea la frecuencia de trabajo, peor será la capacidad de penetración de las ondas de radar. Sin embargo, las ondas de radar de alta frecuencia se atenuarán mucho al atravesar líquidos o materiales sólidos. Por lo tanto, en algunos casos, los medidores de nivel por radar de baja frecuencia pueden ser más adecuados para medir materiales más densos.
• Precisión de medición:Las ondas de radar de alta frecuencia tienen longitudes de onda más cortas, por lo que pueden proporcionar una mayor precisión de medición. En cambio, las ondas de radar de baja frecuencia pueden ser más susceptibles a más interferencias, lo que afecta a la precisión de la medición.

3. Zona ciega

La zona ciega de un medidor de nivel por radar se refiere a un área en la que las ondas de radar no pueden medir con precisión, normalmente cerca de la antena del radar. La zona ciega se debe a la estructura física del radar y a las características de propagación de la señal. En concreto, es imposible detectar con precisión la posición del objetivo u objeto medido dentro de una distancia determinada. La precisión de los datos de medición sólo puede garantizarse una vez superada esta distancia.

Las zonas ciegas pueden deberse a muchas razones, como las condiciones geográficas, las características de propagación de las ondas electromagnéticas, la velocidad del blanco y el propio radar. Las zonas ciegas tienen un impacto significativo en la precisión de medición de los medidores de nivel por radar. Por lo tanto, es muy importante elegir productos con zonas ciegas más pequeñas a la hora de seleccionar.

Las principales razones de la existencia de zonas ciegas son:

• Efecto de campo cercano:En la zona de campo cercano a la antena de radar, las características de propagación de la señal son diferentes de las de la zona de campo lejano, lo que puede provocar una atenuación de la señal o una reflexión poco clara, dando lugar a zonas ciegas.
• Diseño de la antena:El diseño y la disposición de la antena de radar afectarán a la formación de zonas ciegas. Por ejemplo, algunas estructuras de antena pueden tener un haz de radiación mayor en una dirección específica, lo que se traduce en una mayor zona ciega en esa dirección.
• Ángulo del haz:El ángulo del haz del radar también afectará al tamaño de la zona ciega. Cuanto menor sea el ángulo del haz, mayor será normalmente la zona ciega, porque la onda del radar es más susceptible a los obstáculos o a las interferencias y no puede alcanzar la zona objetivo.
• Interferencia medioambiental:El entorno de instalación y uso también influye en cierta medida en la zona ciega del medidor de nivel por radar. Por ejemplo, las estructuras metálicas u otros obstáculos pueden provocar reflexiones o atenuaciones en la trayectoria de propagación de la onda de radar, lo que da lugar a zonas ciegas en estas áreas.

4. Eco

El principio de funcionamiento del medidor de nivel por radar es que la señal enviada por el medidor de nivel por radar de alcance por eco es reflejada por la superficie del material para formar una señal. La diferencia de tiempo entre la onda transmitida y la onda recibida es proporcional a la distancia entre la superficie del material y la antena. El tiempo de propagación puede medirse para determinar la posición y la altura del material.

5. Ángulo del haz

El ángulo del haz es un parámetro clave para medir la directividad y el alcance de exploración del haz del radar. El ángulo del haz del medidor de nivel de radar, también conocido como anchura del haz de la antena, se refiere al rango del ángulo de radiación principal del haz electromagnético emitido por la antena del radar, que determina el alcance y la directividad del sistema de radar en el espacio. Cuando el ángulo del haz es pequeño, la directividad del radar es más precisa, y el rango de direcciones de recepción o transmisión es relativamente estrecho; por el contrario, cuando el ángulo del haz es grande, la directividad del radar es más dispersa, y el rango de direcciones de recepción o transmisión es más amplio.

6. Distancias lejanas y cercanas

Las distancias lejana y cercana del medidor de nivel de radar se refieren a los rangos de distancia máxima y mínima que puede medir eficazmente.

• Lejos: se refiere a la distancia máxima que puede medir el medidor de nivel de radar. Por lo general, la distancia lejana depende de factores como la potencia, la frecuencia, el diseño de la antena y las condiciones ambientales de la onda de radar. Los medidores de nivel de radar con mayor potencia y frecuencia suelen cubrir un mayor rango de distancia.
• A corta distancia:se refiere a la distancia mínima que puede medir el medidor de nivel por radar. Dentro del rango de medición del medidor de nivel por radar, suele haber una zona ciega de corto alcance, en la que el sistema de radar no puede medir con precisión la distancia o la altura del objeto. La distancia cercana depende de factores como el diseño de la antena, el ángulo del haz y la capacidad de procesamiento de señales del medidor de nivel por radar.

La determinación de las distancias largas y cortas es crucial para la aplicación de los medidores de nivel por radar. Al seleccionar y desplegar el sensor de nivel de radar con visualización local, es necesario determinar los rangos de distancia larga y corta adecuados en función de los requisitos de aplicación reales y las características de la escena para garantizar que el sistema de radar pueda cumplir eficazmente los requisitos de medición y supervisión.