در سال 1991 میلادی اولین دستگاه غیرتماسی تشخیص سطح مخازن حاوی مایعات توسط شرکت آلمانی وگا کریشابا تولید شد. این دستگاه بحدی مورد توجه کارخانجات صنعتی قرار گرفت که تا کنون مدل‌های مختلفی از این نوع تجهیزات با مشخصات فنی مختلف و قیمتهای اقتصادی روانه بازار گشته است.
در این مقاله جامع از وبسایت اقتصاد روز ایران، به بررسی عمیق‌تر اصول عملکرد، انواع، مزایا، کاربردها، و چالش‌های مرتبط با سطح سنج‌های راداری می‌پردازیم. همچنین به مدل‌های مختلف موجود در بازار و کاربردهای آن‌ها در صنایع گوناگون خواهیم پرداخت.
سطح سنج راداری چیست؟
سطح سنج راداری (Radar Level Transmitters) از جمله ابزارهای پیشرفته و دقیق برای اندازه‌گیری سطح مایعات و مواد جامد در صنایع مختلف به شمار می‌روند.
این دستگاه‌ها با استفاده از تکنولوژی امواج راداری، قادر به ارائه اندازه‌گیری‌های بسیار دقیق در شرایط محیطی گوناگون هستند.
اصول عملکرد سطح سنج‌های راداری
سطح سنج راداری بر اساس ارسال و دریافت امواج راداری عمل می‌کنند. این امواج با فرکانس بالا از دستگاه به سمت سطح ماده مورد نظر ارسال می‌شوند و پس از برخورد با سطح، بازتاب می‌شوند.
زمان بین ارسال و دریافت امواج، مستقیماً به فاصله سطح ماده و دستگاه بستگی دارد و این فاصله برای محاسبه سطح مایع یا ماده جامد در مخزن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
یکی از مزایای عمده این فناوری این است که برخلاف روش‌های مکانیکی یا تماس مستقیم، نیازی به تماس با ماده مورد نظر نیست و این امر باعث می‌شود تا سطح سنج‌های راداری در محیط‌های خورنده، سمی یا دماهای بالا به خوبی عمل کنند.
انواع سطح سنج راداری
سطح سنج‌های راداری در دو نوع کلی دسته‌بندی می‌شوند:
1. سطح سنج‌های راداری هدایت‌شده (Guided Wave Radar)
در این نوع، امواج راداری از طریق یک پروب یا سیم هدایت شده و به سطح ماده برخورد می‌کنند. این تکنولوژی به دلیل توانایی کنترل بیشتر امواج و کاهش تداخلات، دقت بالاتری در محیط‌های با شرایط پیچیده نظیر محیط‌های با مواد دارای کف یا حباب‌های گازی ارائه می‌دهد.
همچنین این نوع می‌تواند براحتی سطح دو مایع متفاوت (دوفازی) را تشخیص دهد.
2. سطح سنج‌های راداری بدون تماس (Non-Contact Radar)
در این نوع، امواج راداری به صورت مستقیم و بدون نیاز به هیچ گونه تماس فیزیکی با ماده، به سطح ارسال و بازتاب آن دریافت می‌شود.
این نوع دستگاه‌ها برای محیط‌هایی با مواد خورنده یا سمی که تماس با آن‌ها خطرناک است، مناسب هستند.
ویژگی‌ها و مزایای سطح سنج‌های راداری
1. دقت بالا
سطح سنج راداری به دلیل استفاده از امواج الکترومغناطیسی، از دقت بسیار بالایی برخوردارند و می‌توانند تغییرات بسیار کوچک در سطح مواد را نیز تشخیص دهند.
2. عدم تأثیرپذیری از شرایط محیطی
یکی از مهم‌ترین مزایای این دستگاه‌ها، عدم تأثیرپذیری آن‌ها از شرایط محیطی مانند دما، فشار، بخارات شیمیایی، و تغییرات چگالی ماده است. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که سطح سنج‌های راداری به گزینه‌ای ایده‌آل برای محیط‌های صنعتی پیچیده و دشوار تبدیل شوند.
3. مناسب برای مواد خورنده و سمی
به دلیل عدم نیاز به تماس مستقیم، سطح سنج‌های راداری می‌توانند در محیط‌های حاوی مواد خورنده یا سمی به کار گرفته شوند، بدون آنکه آسیبی به دستگاه یا اپراتور وارد شود.
کاربردهای سطح سنج‌های راداری
سطح سنج راداری به دلیل ویژگی‌ها و مزایای منحصر به فرد خود در صنایع مختلف کاربردهای وسیعی دارند. در زیر به برخی از این کاربردها اشاره می‌شود:
1. صنایع نفت و گاز
اندازه‌گیری سطح مواد در مخازن ذخیره‌سازی نفت خام، فرآورده‌های نفتی و مشتقات آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. سطح سنج‌های راداری با دقت بالا و عملکرد قابل اطمینان، می‌توانند نیازهای این صنایع را به خوبی برآورده کنند.
2. صنایع شیمیایی
در صنایع شیمیایی، اندازه‌گیری دقیق سطح مواد شیمیایی خورنده و خطرناک بسیار حائز اهمیت است. سطح سنج‌های راداری با مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و قابلیت اندازه‌گیری دقیق، انتخاب مناسبی برای این صنایع محسوب می‌شوند.
3. صنایع غذایی و داروسازی
در این صنایع، جلوگیری از آلودگی و کنترل دقیق سطح مواد اولیه و محصولات نهایی از اهمیت بسیاری برخوردار است. سطح سنج‌های راداری با دقت و قابلیت اطمینان بالا، به تحقق این اهداف کمک می‌کنند.
4. نیروگاه‌ها
کنترل سطح آب، بخار، و سایر مایعات در بویلرها و مخازن تغذیه نیروگاه‌ها از کاربردهای دیگر این دستگاه‌هاست. سطح سنج‌های راداری با توانایی تحمل دما و فشار بالا، به عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در نیروگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
5. فولاد و ذوب آهن
در کارخانه های تولید فولاد و ذوب آهن اغلب از سطح سنج راداری VEGAPULS 68 و VEGAPULS SR68 بوفور استفاده می‌شود.
6. خوراک دام و طیور
رادارهای سری بیسیک وگا مانند VEGAPULS 11 الی VEGAPULS 31 نیز با توجه به قیمت مقرون بصرفه در این صنعت مورد توجه قرار گرفته است.
7. سیمان
در صنعت سیمانی از رادار وگا پالس 69 که مجهزترین ترانسمیتر حال حاظر دنیا می‌باشد نصب می‌گردد.
بررسی برندهای مطرح در زمینه سطح سنج راداری
سطح سنج‌های راداری که توسط شرکت اندرس هاوزر Endress+Hauser تولید شده است، برای اندازه‌گیری سطح مایعات و مواد جامد در مخازن با شرایط سخت طراحی شده است. این دستگاه ها با استفاده از فرکانس بالا و تکنولوژی پیشرفته، قادر به ارائه دقت بالا در اندازه‌گیری و تحمل شرایط محیطی سخت است. پوشش‌های محافظتی این دستگاه، آن را برای استفاده در محیط‌های شیمیایی خورنده مناسب کرده است.
کپانی وگا VEGA مخترع انواع رادار می‌باشد. ترانسمیترهای راداری بروز با فرکانس 80 گیگا هرتز و انواع مختلفی از سطح سنج‌های راداری عرضه شده که هر یک برای کاربردهای خاصی مناسب هستند. از جمله ویژگی‌های این دستگاه‌ها می‌توان به دقت بالا، مقاومت در برابر شرایط محیطی سخت و قابلیت تنظیم برای کاربردهای مختلف اشاره کرد.
قابل ذکر است شرکت آداک فرایند سپهر سال‌هاست به عنوان نمایندگی وگا آلمان در ایران فعالیت دارد. این شرکت بیش از یک و نیم قرن است که با کادر فنی با‌تجربه خود در زمینه سطح سنج‌های راداری کمپانی وگا به ارائه مشاوره های ویژه برای صنعت ایران می‌پردازد.
چالش‌ها و راهکارهای استفاده از سطح سنج‌های راداری
استفاده از سطح سنج راداری با چالش‌هایی نیز همراه است. یکی از مهم‌ترین چالش‌ها، تأثیر تداخلات الکترومغناطیسی یا موانع داخلی در مخازن بر دقت اندازه‌گیری است.
برای حل این مشکل استفاده از ترانسمیتر راداری 80 گیگا هرتز پیشنهاد می‌گردد. که بخوبی امحتان خود را در این موارد پس داده‌اند.
همچنین، تنظیمات نادرست دستگاه می‌تواند باعث بروز خطا در اندازه‌گیری‌ها شود. برای مقابله با این چالش‌ها، انتخاب صحیح نوع سطح سنج و تنظیمات دقیق آن اهمیت بسیاری دارد. استفاده از دستگاه‌های با کیفیت و انجام کالیبراسیون دوره‌ای نیز از جمله راهکارهای موثر در بهبود عملکرد و دقت سطح سنج‌های راداری است.
نتیجه‌گیری
سطح سنج‌های راداری به دلیل دقت بالا، قابلیت اطمینان در شرایط سخت محیطی و تنوع در کاربردها، نقش مهمی در بهبود فرآیندهای صنعتی دارند. با پیشرفت تکنولوژی و افزایش قابلیت‌های این دستگاه‌ها، انتظار می‌رود که سطح سنج‌های راداری با ویژگی‌ها و قابلیت‌های بیشتری به بازار عرضه شوند و در صنایع مختلف کاربردهای بیشتری پیدا کنند.
با توجه به مطالب گفته شده، می‌توان نتیجه گرفت که سطح سنج‌های راداری ابزارهای کلیدی در اندازه‌گیری سطح مواد در محیط‌های صنعتی هستند و با توجه به ویژگی‌ها و کاربردهای متنوع آن‌ها، انتخاب مناسبی برای استفاده در صنایع مختلف محسوب می‌شوند.
