Intechonline.de

Pulsradar

FMCW Radar
 

Füllstand in der Chemie und Petrochemie: Lösungsmittel, Alkohole, Mineralöl, Aggressive Säuren, Laugen, Kuststoffe als Pellets, Pulver, Granulate, Düngemittel, Klebstoffe, Waschmittel fest und flüssig in Lager- Prozess- und Rührwerkstanks

Im Pharma und Lebensmittelbereich
Messung von Mehl, Getreide, Tierfutter, Kaffee, Trockenhefe, Milchpulver, Senf und Soja, Füllstandsmessungen in Molkereien, Brauereien, in der Weinproduktion, Pharmazie

Messprinzipien der Radarmesstechnik: Pulsradar
Das Pulsradargerät sendet über seine Antenne eine extrem kurze, hochfrequente, frei strahlende Mikrowelle aus. Das ausgesandte Signal mit einer Leistung von ca 5 mW wird an der Mediumsoberfläche refelektiert und als Empfangssignal in der Sensorelektronik ausgewertet. Algorithmen berechnen aus den Signalen die Laufzeit, den Abstand zur Oberfläche und damit den Füllstand des Mediums. Radarwellen sind elektromagnetische Wellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Daher sind die analysierten Laufzeiten von der Antenne zur Oberfläche und zurück sehr kurz; für 1 m etwa 7 ns. Das benutzte Frequenzspektrum liegt zwischen 5 und 80 GHz. Die Wellenlänge bei 5 Ghz beträgt 60 mm, die bei 80 GHz beträgt 3,75 mm. 

Messprinzipien der Radarmesstechnik: FMCW Radar
Das FMCW Radargerät sendet kontinuierlich eine linear im millisekundenbereich frequenzmodulierte Radarwelle mit konstanter Amplitude aus. Das empfangene Signalgemisch wird mit dem ausgesendeten Signal gemischt und es ergibt sich eine Zwischenfrequenz als Differenz. Diese Frequenzdifferenz im Bereich von einigen 10 kHz kommt durch die Signallaufzeit zustande und ist das Maß für den Abstand zwischen Antenne und Reflexionsfläche. Reflexionen von Einbauten und Störsignale werden aus dem Signalgemisch herausgerechnet. Da die Signallaufzeit über eine Frequenzmessung erfolgt, wird diese Technik als indirekte Laufzeitmessung bezeichnet.
Die Auflösung ist durch eine große Bandbreite sehr groß und die Geräte sind daher für einfache und schwierige Messaufgaben gleichermaßen geeignet.

Allgemein gilt
Die Hauptanwendungen liegen bei Messungen zwischen 0,3 m bis zu 120 m. Radar ist einsetzbar ab einer Dielektrizitätskonstanten ε_r von ≥ 1,2
Die zulässigen Temperaturen gehen von -200 ... + 400 °C und die Drücke von Vakuum bis zu 1000 bar.
Der Einsatz in geschlossenen metallischen Behältern ist funktechnisch unbedenklich; im Freien sind örtliche Vorschriften zu beachten. Die Messung ist weitgehend unabhängig von Druck und Temperatur. Zu beachten ist die Dielektrizitätszahl des Mediums und der Reflexionsfaktor, weil diese das Reflexionsverhalten und die Laufzeit beeinflussen. Beispiele für Eckwerte sind Wasser mit ε_r von 80 und Reflexion von 63 % der Radarenergie und Paraffinn mit ε_r von 1,6 und der Reflexion von nur 2 % der Energie. Die Dynamik der ausgesandten zu den empfangenen Signalen beträgt 100 dB, was einem Verhältnis von 1 zu 10000 entspricht. Die erzielbare Messgenauigkeit beträgt 1 mm