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TECNOLOGÍA TIPO RADAR PARA MEDICIÓN DE NIVEL

Suiler Altamirano

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Existen en el mercado tecnologías de muchos niveles, todas con ventajas y limitaciones. Ninguna tecnología es buena para todas las aplicaciones, pero hay aplicaciones en las que muchas tecnologías podrían funcionar. A continuación, se brindará una descripción general de la mayoría de las tecnologías disponibles, cómo funcionan y sus ventajas y limitaciones.

1. TIPO RADAR DE ONDA GUIADA

El radar de onda guiada (GWR) también se denomina reflectometría en el dominio del tiempo (TDR). En una instalación de radar de onda guiada, el GWR se monta en la parte superior del tanque o cámara y la sonda generalmente se extiende hasta toda la profundidad del recipiente. Un pulso de microondas de baja energía, que viaja a la velocidad de la luz, se envía por la sonda. En el punto del nivel de líquido (interfaz aire/agua) en la sonda, una proporción significativa de la energía de microondas se refleja de regreso a la sonda hasta el transmisor. El transmisor mide el retardo de tiempo entre la señal de eco transmitida y recibida, y el microprocesador a bordo calcula la distancia a la superficie del líquido mediante la fórmula:

Una vez que el transmisor está programado con la altura del medidor de referencia de la aplicación (generalmente el fondo del tanque o cámara), el microprocesador calcula el nivel de líquido.

GWR puede manejar objetos perturbados y condiciones de proceso difíciles. Se puede instalar directamente en el tanque o en una cámara de derivación tal como se muestra en la siguiente figura.

Una vez que el transmisor está programado con la altura del medidor de referencia de la aplicación (generalmente el fondo del tanque o cámara), el microprocesador calcula el nivel de líquido.

GWR puede manejar objetos perturbados y condiciones de proceso difíciles. Se puede instalar directamente en el tanque o en una cámara de derivación tal como se muestra en la siguiente figura.

• VENTAJAS

  • El radar de onda guiada (GWR) proporciona una medición precisa y confiable tanto para el nivel como para la interfaz, y puede usarse en una amplia variedad de aplicaciones.
  • Es una medición directa de arriba hacia abajo, ya que mide la distancia a la superficie. GWR se puede utilizar con líquidos, lodos, lodos y algunos sólidos.
  • Una ventaja clave del radar es que no es necesaria ninguna compensación por los cambios en la densidad, el dieléctrico o la conductividad del fluido. Los cambios de presión, temperatura y la mayoría de las condiciones espaciales de vapor no tienen impacto en la precisión de las mediciones del radar.
  • Además, los dispositivos de radar no tienen partes móviles por lo que el mantenimiento es mínimo. GWR es fácil de instalar y puede reemplazar fácilmente otras tecnologías, como el desplazador y la capacitancia, incluso cuando hay líquido en el tanque.

• LIMITACIONES

  • Si bien el radar de onda guiada funciona en muchas condiciones, es necesario tomar algunas precauciones con respecto a la elección de la sonda.
  • Hay varios estilos de sonda disponibles y las restricciones de aplicación, longitud y montaje influyen en la elección.
  • A menos que se utilice una sonda de tipo coaxial, las sondas no deben estar en contacto directo con un objeto metálico, ya que eso afectará la señal.
  • Si la aplicación tiende a ser pegajosa o capa, entonces solo se deben usar sondas de un solo cable.
  • Algunos GWR avanzados del mercado tienen diagnósticos avanzados, con la capacidad de detectar acumulaciones en la sonda. Las cámaras con un diámetro inferior a 3 pulgadas (75 mm) pueden causar problemas de acumulación y pueden dificultar evitar el contacto entre la pared de la cámara y la sonda.

2. TIPO RADAR SIN CONTACTO (NO GUIADA)

Para la medición de nivel por radar sin contacto existen dos técnicas de modulación principales, el radar de pulsos y las técnicas de radar FMCW (onda continúa modulada en frecuencia). El radar de pulso sin contacto envía una señal de microondas que rebota en la superficie del producto y regresa al medidor. El transmisor mide el retardo de tiempo entre la señal de eco transmitida y recibida y el microprocesador a bordo calcula la distancia a la superficie del líquido usando la fórmula:

Una vez que el transmisor está programado con la altura del medidor de referencia de la aplicación (generalmente el fondo del tanque o cámara), el microprocesador calcula el nivel de líquido.

El radar FMCW también transmite microondas hacia la superficie del producto, pero la señal transmitida varía continuamente en frecuencia. Cuando la señal ha viajado hasta la superficie del líquido y regresa a la antena, se mezcla con la señal que se está transmitiendo en ese momento. La diferencia de frecuencia entre la señal recibida y transmitida es directamente proporcional a la distancia al líquido con alta precisión.

En la siguiente imagen se pueden ver radares sin contacto con diferentes antenas para adaptarse a diferentes aplicaciones.

• VENTAJAS

  • El radar sin contacto proporciona una medición directa de arriba hacia abajo, ya que mide la distancia a la superficie.
  • Puede usarse con líquidos, lodos, lodos y algunos sólidos.
  • Una ventaja clave del radar es que no es necesaria compensación por los cambios en la densidad, el dieléctrico o la conductividad del fluido. Los cambios de presión, temperatura y la mayoría de las condiciones espaciales de vapor no tienen impacto en la precisión de las mediciones del radar.
  • Además, los dispositivos de radar no tienen partes móviles por lo que el mantenimiento es mínimo. Los dispositivos de radar sin contacto se pueden aislar del proceso mediante el uso de barreras como sellos o válvulas de PTFE.

Como no está en contacto con el medio medido, también es bueno para aplicaciones corrosivas y sucias

• LIMITACIONES

  • Para los radares sin contacto, una buena instalación es la clave del éxito. El medidor necesita una visión clara de la superficie con una boquilla de montaje lisa, sin obstrucciones y sin restricciones.
  • Las obstrucciones en el tanque, como tuberías, barras de refuerzo y agitadores, pueden causar ecos falsos, pero la mayoría de los transmisores tienen algoritmos de software sofisticados que permiten enmascarar o ignorar estos ecos.
  • Los medidores de radar sin contacto pueden manejar la agitación, pero su éxito dependerá de una combinación de las propiedades del fluido y la cantidad de turbulencia.
  • La constante dieléctrica (DK) del medio y las condiciones de la superficie afectarán la medición. La medición puede verse influenciada por la presencia de espuma.
  • La energía tiende a no reflejarse en la espuma ligera y aireada, mientras que una espuma densa y pesada suele reflejar la energía.
  • Con fluidos de proceso de bajo dieléctrico, gran parte de la energía radiada se pierde en el fluido, dejando muy poca energía para reflejarse de regreso al medidor. El agua y la mayoría de las soluciones químicas tienen un alto DK; El fueloil, el aceite lubricante y algunos sólidos, como la cal, tienen un DK bajo.
  • Si la superficie está turbulenta, ya sea por agitación, mezcla de productos o salpicaduras, se pierde una mayor parte de la señal. Por lo tanto, una combinación de un fluido con bajo dieléctrico y turbulencia puede limitar la señal de retorno a un medidor de radar sin contacto. Para evitar esto, se pueden utilizar tuberías de derivación o pozos tranquilizadores para aislar la superficie de la turbulencia.

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