MEDIDORES DE NIVEL POR RADAR
CARACTERÍSTICAS
gracias a su elevada sensibilidad y a sus exclusivas
• Se adapta a las condiciones difíciles de los tanques
• Alta precisión
• Fácil instalación
• Máxima fiabilidad
• Sin mantenimiento
• Sin piezas móviles y sin contacto con el líquido
• Medidor de nivel por radar multiplicación
características de procesamiento de señal.
• Gran flexibilidad, con cabezas transmisoras y antenas intercambiables.
• Amplia gama de antenas y modelos para conseguir
el mejor rendimiento en todas las aplicaciones.
• Configuración interactiva con software para PC con
sistema operativo Windows ® o mediante la unidad de visualización.
• Salidas analógicas de 4 mA-20 mA superpuestas
con HART ®, y salidas digitales de bus de campo
Profibus ® DP, Foundation™ o TRL/2.
Principio de medición
El nivel del líquido (o sólido) se mide mediante señales de
radar transmitidas desde la antena en la parte superior del
tanque.
Una vez que que la señal de radar se refleja en la superficie líquida, el eco es captado por la antena. Dado que
la señal varía en frecuencia, el eco tiene una frecuencia
ligeramente diferente a la de la señal transmitida en ese
momento. La diferencia de frecuencia es proporcional a
la distancia al líquido, y se puede calcular con precisión.
Este método se denomina de Onda Continua de Frecuencia Modulada (FMCW, por sus siglas en inglés), y se utiliza en todos los medidores por radar de alto rendimiento.
TankRadar Pro utiliza la banda de frecuencia de 10 GHz
para conseguir la relación óptima entre la amplitud del haz
y la sensibilidad a la contaminación de la antena.
El método FMCW se basa en un barrido
de radar con cambios de frecuencia
continuos
Aplicaciones
TankRadar Pro emplea tecnología microondas de
vanguardia para conseguir la máxima fiabilidad y
precisión. Mide el nivel de líquidos, pastas y un gran
número de sólidos. El medidor funciona con una amplia
gama de temperaturas, presiones, mezclas de vapor y
gases y diferentes condiciones de proceso.
Entre sus aplicaciones se encuentran:
• Tanques de almacenamiento en refinerías
y terminales de tanques.
• Almacenamiento de GLP.
• Plantas de energía.
• Industrias química y petroquímica.
• Industria farmacéutica.
• Alimentos y bebidas
• Tratamiento de aguas limpias y residuales.
• Generación de energía hidroeléctrica y embalses.
• Cemento, polvo, virutas de madera y otras
aplicaciones de materiales sólidos
Tipos de antena
Antena de varilla
La antena de varilla es adecuada para tanques y boquillas
pequeños.
La parte superior (inactiva) de la antena está fabricada en
acero inoxidable, y la parte inferior (activa) es de PTFE.
Antena con sello de proceso
El reflector de PTFE o de cerámica aísla a la antena cónica de la atmósfera del tanque. Combina las ventajas del
uso de una antena cónica con la exposición únicamente
de material adecuado para aplicaciones sanitarias o corrosivas.
Sistema de antena para tubo
tranquilizador
El sistema de antena para tubo tranquilizador, con
su antena de pequeñas dimensiones, está diseñado
para montaje en tubos tranquilizadores existentes. Las
aplicaciones típicas son los tanques de crudo con techos
flotantes y tanques de gasolina u otros productos con o
sin techos flotantes internos.
Antena parabólica
La antena parabólica es adecuada tanto para aplicaciones
de líquidos como de sólidos. Al tener el diámetro más
amplio, forma el haz de radar más estrecho, y se puede
utilizar para medir distancias muy largas.
Antena cónica
La antena cónica es adecuada para aplicaciones de
líquidos Se puede utilizar tanto para instalaciones de
propagación libre como en tubos tranquilizadores. Su
solución de fijación en brida permite utilizar la brida del
tanque existente para el montaje en el tanque. El medidor
se puede suministrar también con brida incluida.
Integración del sistema
Sistemas del bus de campo Foundation
El bus de campo Foundation™ ofrece un enlace de
comunicación digital de alta velocidad, bidireccional,
multipunto, entre dispositivos de campo y sistemas de
automatización inteligentes.
La interoperabilidad del dispositivo permite crear circuitos
de control inteligentes.
Sistemas de bus de campo TRL/2
Cuando se utilizan las salidas digitales de bus de campo
TRL/2 se pueden conectar hasta 12-15 medidores a cada
bus de campo de dos hilos, manteniendo una elevada
velocidad de actualización de datos. Cada bus de campo
se conecta a una unidad de comunicación de campo
Sistemas HART® de 4 mA-20 mA
Las salidas analógicas de 4 mA-20 mA HART® pueden
ser pasivas, para conexión a cables de alimentación,
o activas, proporcionando alimentación de señal para
unidades de visualización externas u otros dispositivos.
En función de las especificaciones, las salidas analógicas
pueden ser también intrínsecamente seguras. La
configuración se puede llevar a cabo también desde un
sistema Rosemount AMS™ o un comunicador portátil
Rosemount 275/375.
El sistema TankRadar Pro puede equiparse con diferentes alternativas de salida, como la salida analógica de 4
mA-20 mA HART®, bus de campo Foundation™, Profibus®
DP o el Modbus de Rosemount basado en bus de campo
TRL/2. A la salida de señal se le puede asignar cualquiera
de los valores calculados, como nivel, volumen temperatura media o intensidad de señal, o varios de ellos.
Montaje mecánico El medidor TankRadar Pro se transporta hasta la parte
superior del tanque y se monta en una boquilla o en un
tubo con facilidad.
Especificaciones
Designación del producto TankRadar Pro: Lite, Standard, Gold o Platinum
Principio de funcionamiento Radar de onda continua de frecuencia modulada (FMCW) de 10 GHz
Ángulo del haz Véase la página 17
Potencia de salida de microondas Máximo 1,0 mW.
Calibración interna Referencia digital integrada para compensación automática de barrido de radar.
Procesamiento de señal Procesamiento de señal mediante FFT, FHAST™, MET™ y Echofixer
Medición de temperatura Elementos de 1-3 puntos, PT100 o CU100, o elementos de 6 puntos con retorno común.
Precisión de entrada ± 0,5 °C ( ± 0,9 °F).
Conexiones eléctricas
Las salidas pueden ser activas o pasivas dependiendo de
las opciones solicitadas.
Los cables son pares trenzados y apantallados, con
una sección mínima de 0,5 mm2 (AWG 20), ½ pulgada
NPT (roscado) para prensaestopas o acoplamientos de
conexión macho.
Si necesita instrucciones de instalación completas
consulte el Manual de Referencia de TankRadar Pro
(306010E).
La cabeza transmisora tiene dos cajas de conexiones
independientes. Una es para una salida principal de
señal no intrínsecamente segura y para los cables
de alimentación. La otra se utiliza normalmente para
salidas HART®/analógicas intrínsecamente seguras
(IS) u, ocasionalmente, para una salida analógica no
intrínsecamente segura.
Patentes
Los productos de esta descripción pueden estar
protegidos por las siguientes patentes:
Propagación libre El medidor se deberá instalar como se indica a continuación
• Antena en posición perpendicular a una superficie
horizontal.
• El medidor se deberá montar con el mínimo número
de objetos perturbadores posible dentro del ángulo
del haz.
• Preferiblemente, deberá alejarse de las bocas de
llenado que creen turbulencias.
• Seleccione el diámetro de antena más grande
que sea posible. Cuanto más amplia sea el área
de recepción, más se concentra el haz de radar,
garantizando la máxima ganancia de antena. Un
aumento de la ganancia de antena implica un mayor
margen de ecos de la superficie débiles.
• La antena cónica se puede inclinar de 1 a 2º hacia el
centro del tanque para aumentar la precisión (válido
para tanques con una altura superior a 10 m).
Rango de medición
c: Líquidos conductores, como soluciones
acuosas, ácidos diluidos y álcalis (ε r> 10).
b: Alcoholes, ácidos concentrados, disolventes
orgánicos, mezclas de aceite y agua y acetona
(ε r =4,0-10).
a: Petróleo, productos petroquímicos, gasolina y
otros hidrocarburos (ε r
=1,9-4,0).
Los siguientes diagramas muestran cómo influyen el tipo
de antena, la constante dieléctrica del líquido (εr) y las
condiciones del proceso en el rango de medición. Para
conseguir un rendimiento óptimo, la distancia de medición
máxima deberá mantenerse dentro del rango indicado
en color más oscuro en los diagramas. Para aumentar
el rango de medición en tanques turbulentos se puede
utilizar un tubo tranquilizador
Selección del medidor Pro
adecuado
Los medidores TankRadar Pro están compuestos por una
cabeza transmisora y una conexión al tanque con su antena.
La cabeza transmisora, con sus componentes electrónicos
internos, se puede cambiar sin abrir el tanque.
Módulos de software
Las diferentes opciones permiten optimizar el medidor
para diferentes aplicaciones:
• Multiple Echo Tracking (MET™)
Aumenta la resolución y la precisión en regiones
perturbadas por el eco y próximas al fondo del tanque.
La medición continua con ecos perturbadores múltiples
facilita la identificación del eco de la superficie real.
• Fast High Accuracy Signal Technology (FHAST™)
Un módulo que aumenta la eficacia del procesamiento
de la señal limitando la región que se analiza de la
superficie. Con ello se consigue un aumento de la
precisión de ± 5 mm (± 0,2 pulgadas)
• Echofixer
Un módulo de software que permite medir en la
superficie, a pesar de los fuertes ecos perturbadores
producidos por las estructuras mecánicas, como los
agitadores y los deflectores.
• Transformación rápida de Fourier (FFT, por sus
siglas en inglés)
La Transformación rápida de Fourier es una técnica de
procesamiento de señal que se utiliza para trazar la
estructura de eco del tanque.
• Platinum
Platinum es la mejor opción de TankRadar Pro para
aplicaciones de medición de alta precisión en tanques. Incluye el software FHAST™ junto con elementos de hardware seleccionados para conseguir el
máximo rendimiento. La precisión del instrumento es
de ± 3 mm (± 0,12 pulgadas) con antenas parabólicas,
sistemas de antena para tubo tranquilizador y antenas
cónicas de 8 pulgadas.
• Gold
Gold es la versión más avanzada para aplicaciones
difíciles en tanques con agitadores, bobinas térmicas
y otras perturbaciones. Incluye las aplicaciones de
software Echofixer y FHAST™ para aumentar la
precisión y MET™ para mejorar el tratamiento de los
ecos perturbadores. La precisión del instrumento es
de ± 5 mm (± 0,2 pulgadas).
• Standard
Para aplicaciones peligrosas en la mayoría de los
tanques (también en tanques esféricos u ojivales
y tanques con estructuras internas). La versión
Standard incluye el software Echofixer, que consigue
trazados de todas las fuentes de interferencia de
microondas más precisos que los cálculos FFT
estándar. La precisión del instrumento Standard es de
± 10 mm (± 0,4 pulgadas), que puede ampliarse hasta
± 5 mm (± 0,2 pulgadas) con el módulo de software
FHAST™.
• Lite
Para aplicaciones en zonas sin riesgo exclusivamente.
Apropiada para tanques sin estructuras internas
ni agitadores; por ejemplo, para determinados
tanques de almacenamiento, aplicaciones de aguas,
embalses, etc. La versión Lite incluye cálculos FFT
que consiguen una precisión del instrumento de
± 10 mm (± 0,4 pulgadas). Como opción se pueden
incluir los programas Echofixer, FHAST™ y MET™.
Tipos de cabeza transmisora
Existen cuatro tipos básicos de cabeza transmisora:
