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Radar por ráfaga de pulso

El radar por ráfaga de impulsos emite ráfagas cortas de energía a una superficie líquida. Un circuito de cronometrización de ultra alta velocidad mide el tiempo de la señal reflejada en la superficie del líquido.

Filtros sofisticados de procesamiento de señal filtran los reflejos falsos y otros ruidos de fondo. El nivel exacto se calcula factorizando la altura del tanque y otras informaciones de la configuración. Los circuitos son extremadamente eficientes en energía, por lo que no es necesario realizar ciclos de servicio como con otros dispositivos de radar. Esto permite que el dispositivo rastree altas tasas de cambios de nivel hasta de 4,5 mts/min (180 pulg/min).

De las dos tecnologías operativas de uso común en la actualidad, Magnetrol utiliza el radar por ráfagas de impulsos en lugar de la onda continua de frecuencia modulada (FMCW) para la medición del nivel. El radar por ráfaga de impulsos opera en el dominio del tiempo y no requiere el complejo y costoso proceso requerido para habilitar el FMCW.

Debido a que los ecos son discretos y separados en el tiempo, el radar por ráfaga de pulsos es más eficiente para clasificar los ecos extraños y seleccionar el reflejado por el nivel verdadero. El radar de ráfaga de impulsos también tiene excelentes características de promedio, importantes en aquellas aplicaciones en las que una señal de retorno se ve afectada por los factores que se describen a continuación como "Las Tres D del Radar".

A diferencia de los verdaderos dispositivos de pulso que transmiten una onda única y aguda (alza súbita) de energía de banda ancha, el radar por ráfaga de pulsos emite ráfagas cortas de energía de 6 GHz o 26 GHz y mide el tiempo de tránsito de la señal reflejada desde la superficie del líquido. La distancia se calcula utilizando la ecuación:

Distancia = C x Tiempo de Tránsito / 2, (donde C = velocidad de la luz)

El valor del nivel se desarrolla al factorizar la altura del tanque y otros datos de configuración. El punto de referencia exacto para los cálculos de distancia y nivel es el punto de referencia del sensor que son: o la parte inferior de una rosca NPT, la parte superior de una rosca BSP o la cara inferior de una brida de montaje.

 

Las tres 'D' del radar

Las aplicaciones de radar están influenciadas por tres condiciones básicas:

  1. (1) El Dieléctrico del fluído a ser medido;
  2. (2) La Distancia o rango de medición de la aplicación; y
  3. (3) Una variedad de Disturbios que pueden atenuar o distorsionar la señal del radar.

Los fluídos con dieléctricos bajos pueden debilitar la señal de retorno del radar y acortar el rango efectivo de medición. El radar por ráfaga de pulsos proporciona una medición precisa incluso para dieléctricos bajos; sin embargo, en casos donde el dieléctrico es extremadamente bajo, como es el caso de gases líquidos, combustibles y solventes, o donde puede existir ebullición y/o vaporización violenta (flash), el radar de onda guiada (GWR) puede ser una mejor opción en tecnología de radar que debe ser evaluada.

La distancia, o el rango de medición, del radar por ráfaga de pulsos depende del tipo de antena seleccionada, la constante dieléctrica del medio y la presencia de interferencias a la señal. Las perturbaciones causadas por turbulencia, espuma, niveles falsos (obstrucciones del tanque interior que causan ecos falsos), reflejos múltiples (reflejos del techo del tanque) o cambios bruscos de nivel pueden debilitar, dispersar o multiplicar señales de radar. Los niveles de líquidos muy altos y muy bajos también pueden ser problemáticos.

Procesamiento de la señal

La función de procesamiento de la señal del radar es críticamente importante porque el radar exhibe efectos de interferencia similares a los que afectan a la luz. Es la calidad del procesamiento de la señal de un dispositivo, de hecho, lo que separa a los transmisores de radar de vanguardia de los demás.

El radar por ráfaga de pulsos extrae el nivel verdadero de los objetivos falsos y otros ruidos de fondo a través de sus sofisticadas capacidades de procesamiento de señales. Los circuitos de Radar de Ráfaga de Pulso son extremadamente eficientes en energía; por lo que no es necesario realizar ciclos de trabajo para lograr una medición efectiva. Por esta razón, el radar de ráfaga de pulsos también puede rastrear cambios rápidos de nivel que han sido imposibles con otros transmisores de radar alimentados por corriente del lazo a 2-hilos. Aunque el radar por ráfaga de pulsos tiene una poderosa rutina de rechazo y reconocimiento de objetivos falsos, la instalación adecuada minimiza significativamente los ecos falsos de nivel.

 

Antenas

La antena del transmisor transmite y recibe la señal del radar. El rango de medición máximo de cada antena depende principalmente de las constantes dieléctricas del fluído y del grado de turbulencia. Las antenas tipo corneta son capaces de medir niveles de fluídos con constantes dieléctricas a partir de 1,4, mientras que empleando antenas tipo barra dieléctrica será a partir de 1,7.

 

Beneficios

El radar por ráfaga de pulsos mide con precisión y confiabilidad una amplia variedad de medios en una amplia gama de condiciones de proceso, desde productos con superficies muy tranquilas y medios basados ​​en agua hasta superficies turbulentas e hidrocarburos muy agresivos. Como dispositivo que no está en contacto directo con fluído a ser medido, el radar por ráfaga de pulsos no es susceptible a las complicaciones que puedan surgir como cuando una sonda sumergida directamente en el proceso, tal como recubrimiento por medios viscosos o un ataque corrosivo debido a productos químicos agresivos. Cuanto mayor sea el rango de medición, más se justifica el radar por aire como la solución más económica dado el costo de sondas con longitudes largas. El radar prácticamente no se ve afectado por las temperaturas, las presiones, la presencia de vapores o el movimiento del aire dentro del espacio libre de un recipiente. Los cambios en la gravedad específica, la conductividad o las constantes dieléctricas tampoco tienen ningún efecto en la precisión de la medición. Como instrumento 100% electrónico, la ausencia de partes móviles se traduce en bajos costos de mantenimiento y, al ser un dispositivo de dos hilos alimentado por corriente del lazo, los requisitos de potencia e instalación se simplifican enormemente.