Endress+Hauser: tutto quello che c’è da sapere sui trasmettitori di livello radar

I sensori di livello radar stanno diventando l’opzione principale per la misura del livello in molte industrie. Ma come funzionano? Dove si possono applicare? E che dire dei dispositivi radar IIoT?

di Fabricio Oliveira De Andrade, Digital Marketing Manager Endress+Hauser Digital Solutions

Avete un sensore di livello radar nel vostro impianto, giusto? Se no, questo articolo può informarvi su come la tecnologia radar può aiutarvi. Se sì, potreste comunque scoprire come si è evoluta la tecnologia e capire meglio i dispositivi radar IIoT. La misura del livello a volte può risultare difficile. Se non si sceglie il dispositivo giusto anche se lo si imposta correttamente, ci si ritrova con risultati di misura deludenti. Naturalmente, quando si sceglie la tecnologia giusta e la si configura correttamente, ci si dimentica praticamente di essa. La tecnologia radar garantisce moltissimi vantaggi e ha sostituito molte tecnologie in quasi tutte le applicazioni. La sua popolarità è aumentata man mano che il suo costo è diminuito, fornendo una misura precisa del livello a un prezzo decisamente inferiore.

Scopriamo di più su questa tecnologia e vediamo come i radar IIoT sono diventati il punto di svolta per il monitoraggio del livello sul mercato.

Come si misurano i livelli nei serbatoi?

Il mercato offre un’ampia lista di modelli che utilizzano diversi metodi per fornire la misura del livello. Come si fa a sapere quale funzionerà meglio per il vostro processo? Come sempre, dipende dalle caratteristiche e dai requisiti del tuo processo.

Quindi che tipo di sensore? Pressione, idrostatico, capacitivo, ad ultrasuoni, qualcos’altro? Si potrebbe usare uno qualsiasi di questi, ma il radar si adatta a molte applicazioni diverse in molti modi diversi. Abbinatelo a IIoT e avrete già fatto metà del lavoro!

Come funziona un trasmettitore di livello radar?

I trasmettitori di livello radar utilizzano tipicamente uno dei due principi di funzionamento, il time-of-flight (ToF) e l’onda continua modulata in frequenza (FMCW)!

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Time-of-flight

Con questo metodo, un dispositivo radar misura la distanza da se stesso alla superficie del prodotto, emettendo impulsi radar che vengono riflessi dalla superficie al dispositivo.

La sua antenna riceve il segnale e lo invia all’elettronica, dove avviene tutta la magia. Il microprocessore identifica l’eco e calcola il tempo impiegato dal segnale per tornare al ricevitore.

La distanza (D) dalla superficie è proporzionale al tempo di volo (t) dell’impulso del radar. Ecco la formula utilizzata dal microprocessore:

D = c · t/2

Qui, “c” rappresenta la velocità della luce.

Dopo che il dispositivo trova la distanza (D), può calcolare il livello (L) in base alla distanza vuota (E):

L = E-D

Molto semplice!

Onda continua modulata in frequenza (FMCW)
Per questo metodo, il sensore radar emette un segnale ad alta frequenza. Questa frequenza aumenta nel tempo e crea ciò che chiamiamo una variazione di frequenza o variazione del segnale. Questo segnale si rifletterà dalla superficie del prodotto per essere ricevuto dall’antenna e trasmesso all’elettronica con un ritardo (t).

La frequenza ricevuta differisce da quella emessa, e la differenza (Δf) è proporzionale alla curva dell’eco. Si applica la curva di Fourier, come mostrato nel grafico 2. Il dispositivo trova quindi il livello calcolando la differenza tra l’altezza del serbatoio e la distanza misurata. Questo metodo è un po’ più complesso del metodo ToF, ma non dovete preoccuparvi di questo perché il dispositivo fa tutti i calcoli per voi.

Quale banda di frequenza è quella giusta?

È necessario capire le bande di frequenza o chiedere l’aiuto di un esperto per determinare quali possono adattarsi meglio alla vostra applicazione. È possibile trovare sul mercato sensori di livello senza contatto con quattro bande diverse. La maggior parte usa 6 GHz, 10 GHz o 26 GHz.

Oggi sono arrivati sul mercato nuovi sensori radar con 80 GHz. Questi portano molti vantaggi, poiché si adattano bene alle applicazioni in cui i trasmettitori radar tradizionali hanno bisogno di più spazio a disposizione per il raggio di emissione del segnale. Quindi, qual è la migliore frequenza per voi? Poiché dipende da molti fattori, dovrete fare molte ricerche o dare le vostre informazioni di processo a un esperto.

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Il trasmettitore radar IIoT Micropilot FWR30 di Endress+Hauser si installa facilmente in piccoli serbatoi e può spostarsi con loro se necessario. È possibile trasportare un serbatoio ovunque esista un accesso a Internet e continuare a ricevere i dati costantemente

Monitoraggio del livello IIoT

Mai sentito parlare dei sensori radar IIoT? I trasmettitori radar IIoT, come il Micropilot FWR30 di Endress+Hauser, sono il più innovativo sensore di livello compatto sul mercato.

Questo dispositivo si installa facilmente in piccoli serbatoi e può spostarsi con loro se necessario. Si ottiene questa portabilità perché il radar utilizza l’alimentazione a batteria e la comunicazione wireless. Ciò significa che è possibile trasportare un serbatoio ovunque esista un accesso a Internet e continuare a ricevere i dati costantemente.

Potete anche seguire questo dispositivo localmente, impostare soglie minime e massime e ricevere avvisi in caso di scostamento dalle soglie. E poiché utilizza la frequenza di 80 Ghz, è possibile installarlo facilmente in piccoli contenitori per misure più affidabili.

I radar IIoT basati su cloud come FWR30 permettono di impostare il dispositivo con pochi semplici passi. Poi si può accedere a tutti i dati utilizzando il telefono, il computer portatile o il tablet. Oltre a questo, servizi come Netilion Value hanno caratteristiche eccellenti come una dashboard, la cronologia, la mappa, le notifiche e altro ancora! 

Per ulteriori informazioni: www.it.endress.com