Aktuální vydání

celé číslo

02

2024

Amper 2024

celé číslo

Radarový hladinoměr typu Kobold NGM s vedenou vlnou

Celosvětově působící společnost Kobold Messring GmbH nabízí mnoho přístrojů pro měření průtoku, tlaku, výšky hladiny a teploty. Tento článek se věnuje hladinoměrům NGM s vedenou vlnou.

 
Hladinoměr NGM je radarový hladinoměr s vedenou vlnou, který pracuje na principu TDR (Time Domain Reflectometry). Nízkoenergetické vysokofrekvenční elektromagnetické impulzy generované senzorem se šíří podél sondy ponořené do měřeného média. Část energie impulzů se od povrchu média, kterým může být kapalná nebo sypká látka, odráží zpět k senzoru a z doby mezi vysláním a přijetím impulzů se vypočítá poloha hladiny. Vypočtená poloha hladiny se převede na analogový signál 4 až 20 mA. Limitní hodnoty lze sledovat volně nastavitelným spínacím výstupem.
 

Oblast použití

Radarové hladinoměry na principu TDR umožňují přímé, přesné a vysoce spolehlivé nepřetržité měření, jakož i detekci mezní úrovně v téměř každé kapalině a lehce sypkých materiálech nezávisle na měnících se provozních podmínkách, jimiž jsou např. hustota, vodivost, teplota, tlak nebo vlhkost média i prostředí nad médiem. Přístroje lze instalovat v malých nádržích, vysokých a úzkých trubkách a rovněž velmi přesně měří i v nádržích s nepravidelnou geometrií. Hladinoměr NGM je vhodný zejména pro použití v obtokových komorách a uklidňujících nádržích. Dobře měří i v médiích s malou dielektrickou konstantou, jako jsou oleje a uhlovodíky.
 
Snímač je plně modulární a jednotlivé jeho části jsou zaměnitelné bez použití speciálních nástrojů nebo svařování. Elektronika snímače je plně galvanicky oddělena od vstupů a výstupů i od nádrže (nemá problémy s elektrochemickou korozí). Připojení snímače je čtyřvodičové. Díky analýze měřeného signálu je snímač velmi odolný proti poruchám.
 

Konstrukční uspořádání

Hladinoměr NGM se skládá ze tří hlavních částí (obr. 1): pouzdra s elektronikou, průchodky a sondy. Jedinými prvky, které jsou vystaveny atmosféře uvnitř nádrže, jsou sonda a průchodka. Elektronika a svorkovnice pro vstupy a výstupy umístěné v pouzdře nemají žádný kontakt s médiem ani atmosférou v nádrži. Průchodka se nachází ve spodní části pouzdra a má dva hlavní účely: její vnější závitová kovová objímka pevně spojí snímač s nádrží a vnitřní součásti vedou vysokofrekvenční měřicí signál z elektroniky přes stěnu do nádrže a zpět. Sonda je upevněna k průchodce a noří se do média uvnitř nádrže; vysokofrekvenční signál se šíří podél sondy, která plní funkci vlnovodu.
 

Typy sond

Hladinoměr NGM má tři různé typy sond: tyčovou, lanovou a koaxiální.
 
Tyčová sonda (max. 3 m) je vhodná pro velmi široké spektrum úloh. Určitou její nevýhodou je, že poloměr detekce kolem sondy je poměrně velký, a proto je hladinoměr citlivý na vnější rušení. To však lze ve většině případů odstranit drobnými úpravami v instalaci a konfigurací elektroniky.
 
Hladinoměr s tyčovou sondou je vhodný pro kapaliny v obtocích a uklidňujících nádržích, které s tímto typem sondy v podstatě fungují jako velká koaxiální sonda.
 
Lanová sonda (max. 20 m) je doporučována pro instalaci v lehkých sypkých materiálech a v kapalinách. Hladinoměr s lanovou sondou je dobré zvolit pro velmi vysoké nádrže a tam, kde je k dispozici omezený prostor. Lanová sonda je vhodná pro mnoho úloh, ale stejně jako tyčová sonda má velký poloměr detekce kolem lana, a proto je citlivá na rušení signálu.
 
Koaxiální sonda se používá do délky 6 m. Vysokofrekvenční signál se šíří uvnitř vnější trubky, a proto je koaxiální sonda odolná proti všem vnějším rušivým objektům, které by jinak způsobily poruchu měřicího signálu. Rovněž je vhodné ji zvolit do obtížných podmínek. Spolehlivě měří polohu hladiny kapalin s malou odrazivostí (tedy malou dielektrickou konstantou), jako jsou oleje a uhlovodíky. Použít koaxiální sondu je doporučeno k měření čistých kapalin, nelze ji použít pro látky pevné, viskózní, krystalizující, lepidla, nátěry nebo lepkavé tekutiny, vláknité kapaliny, kaly, kejdu, vlákninu a pro kapaliny obsahující pevné částice. Takové látky mohou způsobit přemostění nebo ucpání vnitřního prostoru koaxiální sondy.
 
Přehled použití jednotlivých sond je v tab. 1.
 
 
Obr. 1. Konstrukční uspořádání hladinoměru
 
Tab. 1. Přehled použití sond