誘電率の定数(相対的な能力、ε)r)媒体はレーダー信号のどの位がアンテナに反映されるかを決定します。 メディアと εr > 3.6は強く反映し、容易なターゲットです;低εr 炭化水素(典型的に1.4〜4.0)は、信号の小さな分数だけを反映し、要求します ガイドウェーブレーダー または 高周波数(80 GHz)非接触レーダー 「低誘電率の液体がレーダーによって測定できない」という信頼性の高い測定の一般的なクレームは、したがって、部分的に当てはまります。つまり、どのような変化が指定するレーダーです。
誘電率に慣れていない場合は、基本を理解するためにこのビデオをご覧ください。
https://www.youtube.com/watch?v=4hpLxJYEBHA&t
誘電率(ε)とはr)?
誘電率、より正確に 相対的な許認可、材料が適用された電気分野にいかに反応するかを記述して下さい:それが真空と比較される単位の電圧ごとの貯える量。 レーダーレベルの測定のために、それは1つの理由のために重要である - 中面での反射の大きさは、 許認可の対照 上記中空と空(または蒸気)の間。 大きいコントラストは強いエコーを生成します。小さなコントラストは弱いものを生成します。
実用的なスケールの2つの端:
- 高い εr (極性、伝導性): 水および水性の解決、酸および基盤。 ツイートr 水は室温で約80なので、表面はレーダー鏡のように振る舞います。
- 低い εr (非極性): 炭化水素、溶剤、液化ガス。 Benzene は 1.9 のまわりで 2.3 および n ヘキサンです、従ってほとんどの脈拍は戻りの代りに媒体に渡します。
業界は、仕様書を読んだときに便利なショートカットである3つのバンドにメディアをグループ化します。 非極性 (注)r < 2.8), 弱い極極 (2.8 ≤ ε)r ≤ 3.6)および ポーラー (注)r > 3.6).
誘電率および推薦されたレーダーのタイプ
典型的な ε を組む下のテーブルr 各媒体を確実に測定するレーダー技術での価値。 値は、約20 °Cで相対的な許認可です。
| 中 | ツイートr (典型的な) | 推奨測定方法 |
|---|---|---|
| 水 | ≈ 80 | 非接触レーダー — 強いエコー、最も簡単なケース |
| 酸/苛性解決(導電性) | ≈ 40～80 | 腐食性アンテナ(PTFE/フランジ)が付いている非接触レーダー |
| エタノール、エタノール、アセトン | ≈ 20–33 | 非接触レーダー、標準的な80 GHz |
| アルコール・溶剤 | ≈ 15–25 | 非接触レーダー;アジテーションまたは狭いノズルがビームを制限するガイドされた波 |
| 酢酸酸 | レート 6.2 | 非接触レーダー(80 GHz推奨) |
| 油、食用油、加工油 | ≈ 2–5 | 80 GHz非接触レーダー、または静止井戸が利用可能であるガイド付きウェーブレーダー |
| 炭化水素/ガソリン/ベンゼン | ≈ 1.8–2.3 | ガイド付き波レーダー(最高の信号)、または80 GHz非接触レーダー |
| 液化石油ガス、第4溶剤 | ≈1.4～1.8 | ガイド付き波レーダーのみ |
| 粉および固体(企業) | 大きく変化する | 80 GHz非接触レーダー;プローブのビルドアップが許容できる場合のガイド付き波 |
一般的な液体とその相対的な透過率
参照作業では、以下の長いリストは、最もレベル測定の問い合わせを生成する溶媒をカバーしています。 値は室温の相対的な許認可です。
| 液体液体 | ツイートr |
|---|---|
| 水(水) フリガナ2ツイート | 78.5 |
| フォルム酸(HCOOH) | 58.5 |
| N、Nジメチルホルムアミド(DMF) | 36.7 |
| メタノール(CH)3OH) | 32.7 |
| エタノール(C)2H5OH) | 24.5 |
| アセトン(CH)3コー チ3) | 20.7 |
| n-ヘキサノール | 13.3 |
| 酢酸酸 | 6.15 |
| ベンゼン(C)6H6) | 2.28 |
| カーボン塩化物(CCl)4) | 2.24 |
| n-ヘキサン(C)6H14) | 1.88 |
| 第4溶剤 | 1.78 |
ε の使い方r 欠陥 ガイド付きウェーブレーダー
ガイド付き波レーダーは、プローブ(スチールケーブルまたはロッド)の低エネルギーパルスを送ります。 プローブ/金属境界線では、誘電率の変化は、パルスバックの一部を反映しています。残りの部分はプローブを続けます。 脈拍が放射されるのではなく導かれているので、エコーは平坦な表面か広いビームに依存しません。そのため、ガイド付き波は濁り、傾斜面、そして非常に低いεに対処しますr 非接触ユニットを倒すメディア。
ガイド付き波の選択のための実用的なバンド:
- 石油製品および石油化学サービスの炭化水素:1.4の≤ εr ≤ 4.0の
- アルコール、有機溶剤および油水混合物: 4.0 ≤ εr ≤ 10.0
- 水性溶液、希釈酸および基質などの導電性液体: εr > 10.0
ガイド付き波レーダーは、ガス/液体、ガス/固体、または液体/液体インターフェイスを測定することもできます。これは、分離器および要約の油水境界検出のための標準的なソリューションです。
ε の使い方r 欠陥 非接触レーダー
非接触レーダーは、アンテナから放射し、製品表面からの反射に依存します。 誘電率が高いほど、反射が強くなり、他のすべてが等しく、達成できる範囲が長くなります。 更に標的は、より多くの信号がビームスプレッドと減衰に失われるので、低εr 媒体は同じ信頼性のためのアンテナに近くなければなりません。
現代の80 GHz (ミリメートル波) レーダーは、歴史的制限を大幅解決します: はるかに大きな動的信号範囲とより狭い、より濃縮されたビーム平均低εrメディアは、より安定して、より古い26 GHzの機器よりも測定することができます。 80 GHz レーダーレベル センサーの範囲は正確にこの義務のために指定されます。例えば、KLD804 レーダーレベル センサーは 0.05 m の最低の盲目の地帯の ±2 mm の正確さに達し、低誘電率の定数媒体、付着および凝縮の測定を握るために明示的に設計されています。
測定 低εr メディア(ε)r < 2.5): 80 GHz対ガイド波
大文字以下r = 2.5は、楽器の選択が優先され、制約になるほど、反射が弱いです。 2つの実行可能なオプションには異なる境界があります。
| コンテンツ | 選択してください | なぜ? |
|---|---|---|
| ツイートr 1.8–2.5、きれいな液体、大きいノズル、調査の蓄積無し | 80 GHz非接触レーダー | Millimetre-waveダイナミックレンジは、弱いエコーを回復します。製品に接触しない |
| ツイートr 1.4–1.8、または静止した井戸/バイパス部屋は利用できます | ガイドウェーブレーダー | パルスはプローブに沿って導かれているので、パスロスは最小限であり、弱い反射はまだ検出可能です |
| 防水面、泡または強く傾斜した液体レベル | ガイドウェーブレーダー | echoは平たい箱、横の表面に依存しません |
| 積極的なメディア、衛生サービス、またはプローブを強制するビルドアップ | 80 GHz非接触レーダー | きれいか腐食するぬれた調査無し |
| 液体/液体インターフェイス(オイル水) | ガイドウェーブレーダー | インターフェイス反射を、ちょうど最上の表面解決しません解決して下さい |
| ほこりの固体、非常に長い範囲が付いている背の高いサイロ | 80 GHz非接触レーダー | 狭いビームおよび高い動的範囲、塵および凝縮によってunaffected |
タンクが80 に適したノズルがない場合。 GHz非接触レーダーやプローブの静止井戸、実用的な代替手段は、信頼性の低いレーダー読み取りを受け入れるのではなく、測定原理を完全に変更することです。 容量性または流体静力学的機器は、正しい工学的回答であるかもしれません。
インターフェイス測定: どの εr リクエスト
ガイド付き波と非接触レーダーは、上面に反映されていないパルスの部分を下面に追従することにより、インターフェイスを測定することができます。 条件は簡単なレベルのためのより厳密です:
- ガイド付き波レーダー: 上部の媒体は、通常、少なくとも10〜20センチメートル厚である必要があるため、2つのエコーは解決することができます。 上部のミディアム εr 約3以下で、約20未満の差は10よりも大きいはずです。
- 非接触レーダー: 両製品の誘電率は、既知で安定したものでなければなりません。それらの違いは、約6よりも大きくなければなりません。
- どちらの場合も、上部の層が乳化されている場合、その厚さが急速に変化するか、または泡が境界線に座っている場合の測定は劣化します。
あなたの液体のための右のレーダーを選ぶ
短い選択要約:水と水溶液は簡単なケースです。標準非接触レーダーはそれらを処理します。 溶媒と軽油は、中央帯域に座って、一般的に80 GHzを望む。 炭化水素および液化ガスは堅い場合であり、通常ガイドされた波を望みます。 あなたのタンクがリモートであり、ケーブル配線が媒体ではなく制約である場合、ワイヤレスレーダースキームはインストール経済を変化させます。 433 Mワイヤレスレーダー技術ソリューション、および読み込まれる2つの技術間のヘッドツーヘッド比較のため 80 GHzレーダー対ガイド波レーダー. 完全なカタログは下に置かれます レーダー式レベルセンサー、ガイド付き波のモデルと 専用カテゴリ.
よくあるご質問
Q:最低の誘電率は非接触レーダー測定できますか。
A: メーカーは通常、 ε の最小値を指定します。r 非接触レーダー用1.5～2 以下では、ガイド付き波レーダーは、空気を通したよりもむしろプローブに沿って導かれるので、推奨技術です。
Q:オイル水インターフェイスの測定のためにどのような誘電率の相違は必要ですか。
A: ガイド付き波レーダーは、通常、以下の上媒体を ε について必要とするr 3 と 20 の上の下、差が 10 よりも大きい; 非接触レーダーは 6 よりも大きい差を必要とします。 どちらのメディアも知られ、安定した誘電率を持っている必要があります。
Q: フォームは、低い εr 液体のレーダー レベルの測定に影響を与えますか?
A: はい。 フォームは、レイヤーを反映し、実際の表面に到達する前に信号を減衰させる2秒、拡散を追加します。 低い εr メディア、マージンは既に薄く、ガイド付き波レーダーです。そのエコーは平坦な表面に依存しないため、通常はより安全な選択です。
Q:水の誘電率は何ですか。
A: 水は室温で約80の相対的な許認可率が非常に強いレーダーの echo を与え、測定する最も簡単な共通の媒体をします。
参考文献
- ベガ, レーダーレベル測定 — 非接触およびガイド付き波レーダーの技術ノート。
- Endress+Hauserの レーダーレベル測定 —誘電率の一定した条件およびインターフェイス測定。
- エマーソン, レベル測定の器械使用 — アプリケーションガイダンス。
- 化学と物理のCRCハンドブック — 上記の相対的な許認可値のソース。
- カシーズ, KLD804 80GHzレーダーレベルセンサー データシート
