Medición de nivel con técnica de radar

La medición de nivel es una parte esencial del control de calidad y proceso en muchas industrias. Existen varias técnicas de medición de nivel utilizadas a nivel mundial y la medición de nivel mediante tecnología de radar es una de ellas. Este artículo discutió más a fondo esta técnica en detalles.

¿Qué es la medición de nivel utilizando la técnica de medición de nivel por radar?

La premisa básica de trabajo de cualquier instrumento de radar es transmitir radiación electromagnética (en GHz) de alta frecuencia y luego sincronizar el tiempo de tránsito hacia y desde la superficie. En el caso de la medición de nivel, la tecnología del transmisor de nivel de radar se utiliza para determinar la nivelación de la superficie.
Los dispositivos de medición de nivel que utilizan la técnica de radar son similares en principio a los transmisores de nivel ultrasónicos que utilizan ondas de sonido. Pero, el medidor de nivel de radar tiene una ventaja sobre los equivalentes del medidor de nivel ultrasónico. Dado que las ondas sonoras son energía mecánica que utiliza moléculas atmosféricas para transmitir, incluso los cambios químicos más leves en la atmósfera circundante hacen que varíe la velocidad de transmisión. Un ejemplo clásico es cómo los vapores cambian la velocidad del sonido y resultan en lecturas erróneas.

Tipos de instrumentos de nivel de radar

Hay dos tipos de instrumentos de medición de nivel de radar que se enumeran a continuación.

a) Transmisor de nivel de radar sin contacto

En este tipo de instrumento, la señal electromagnética es emitida por una antena al aire. Alcanza la superficie del líquido y luego se refleja de nuevo en el instrumento, que luego lo lee.
Un problema con este tipo de medición de nivel de radar es que la salida de la antena es bastante débil, generalmente alrededor de 1 mW. Y después de transmitirse al aire, esta señal se debilita aún más. Además, la intensidad de la señal reflejada depende de la constante dieléctrica del fluido. En algunos casos, como el fluido de hidrocarburos (constantes dieléctricas muy bajas), la señal recibida por el transmisor puede ser tan baja como 1% en intensidad de la señal original. La señal del radar se puede disipar aún más si el fluido es turbulento o tiene espuma.

b) Transmisor de nivel de radar tipo onda guiada

El instrumento de nivel de radar de onda guiada funciona con la tecnología 'Reflectómetro de dominio de tiempo (TDR)'. Utiliza una sonda para transmitir los impulsos electromagnéticos a la superficie del líquido. La constante dieléctrica del líquido debe ser mayor que la del aire circundante para que la señal se refleje en el transmisor.
El tiempo de tránsito se mide electrónicamente utilizando un circuito de temporización preciso y de alta velocidad y el nivel de líquido se calcula a partir de eso. En el instrumento de nivel de tipo guiado, el tiempo de tránsito sigue siendo el mismo para fluidos con diferentes constantes dieléctricas. Lo que cambia es la intensidad de la señal recibida y al combinar ambos datos, se determina el nivel del líquido. Entonces, por ejemplo, el tiempo de tránsito para un líquido con hidrocarburo que tiene una constante dieléctrica de 2-3 será el mismo que el del agua con una constante dieléctrica de 80; solo la señal recibida será más débil.
Otro aspecto es que la salida de potencia de la sonda de radar es solo el 10 por ciento de la del tipo sin contacto. Esto se debe a que la sonda física asegura que la señal llegue a la superficie del líquido ht y se refleje con pérdidas mínimas. Esto permite que el dispositivo de tipo de onda guiada mida los niveles de líquidos con constantes dieléctricas tan bajas como 1.7. De hecho, los cambios en la constante dieléctrica tienen un impacto insignificante en el rendimiento del dispositivo.
Y finalmente, este dispositivo no requiere ninguna calibración porque la velocidad de la luz permanece constante. Solo requiere una configuración de campo que se realiza ingresando datos específicos para la aplicación de nivel particular para la que se está utilizando. Esto le permite configurar una serie de dispositivos en un corto período utilizando los detalles de los tanques de proceso individuales. Los dispositivos funcionan con una fuente de alimentación de 24 V CC.

Pros y contras

Las ventajas son las siguientes:
Los transmisores de nivel de radar no requieren contacto físico, la precisión es alta. Adecuado para tanques de plástico.
Un par de desventajas son:
Más costoso en comparación con otras técnicas. No se pueden medir niveles entre dos interfaces.