レーダーレベル計をタンク壁の近くに設置すべきでない理由：原因と対策

レーダーレベル計は、化学、水処理、石油・ガス、食品業界の貯蔵タンクにおける非接触レベル測定に広く使用されています。精度が高くメンテナンスも容易ですが、その性能は、見落とされがちな一つの詳細、すなわち取り付け位置に依存します。低レベルでの測定値の変動、突然の値のジャンプ、誤ったエコーなど、現場で発生する多くの問題は、タンク壁に近すぎる位置に取り付けられたレーダーに起因することがあります。

取り付け位置が重要な理由

レーダーレベル計は、電磁ビームを媒体の表面に向けて放射し、エコー時間からレベルを計算します。ビームにはビーム角があるため、測定距離が増加するにつれてその範囲は広がります。ビーム半径は約r = H × tan(θ/2)であり、Hはアンテナから表面までの距離、θはビーム角です。したがって、アンテナから低レベルゾーンまでのビーム経路全体を一緒に考慮する必要があります。

タンク壁や内部構造からの反射

レーダー波は、液面だけでなく、タンク壁、溶接部、リブ、パイプ、はしごからも反射されます。金属表面は強く反射します。レーダーが壁に近すぎると、ビームの一部が壁に当たり、戻ってくる信号には、実際の液面エコーだけでなく、壁や構造物のエコーも含まれ、エコー曲線上に複数のピークとして現れます。誘電率の低い媒体、泡、蒸気、攪拌、または移動する表面の場合、レベルの識別ははるかに困難になり、多くのいわゆる「誤ったエコー」の発生源となります。

低レベルが不安定になる理由

高レベルでは、アンテナは表面に近く、ビームはまだ集中しています。レベルが低下すると、伝播距離が増加し、ビームが広がります。壁、リブ、コイル、その他の内部構造に到達すると、エコー曲線が変化します。これが、一部のタンクが高レベルでは安定しているのに、ある点以下になるとジャンプし始め、レベルがさらに低下するにつれて変動が増加する理由を説明しています。したがって、取り付け点を選択する際には、低レベルゾーンを含める必要があります。

マルチパス反射

レーダー波は、タンク内で複数の経路を伝播します。一部の信号は表面に直接当たりますが、他の信号は壁や内部構造で数回反射してから戻ってきます。経路の長さが異なるため、異なる時間に返ってきて複数のピークを生成します。

レーダーは壁からどのくらい離して取り付けるべきか？

現場では、300mm、500mm、または1mといった値がよく引用されますが、正しい距離は機器とタンクによって異なります。主な要因は次のとおりです。

主ビーム経路がきれいであればあるほど、エコーは良好になり、測定値はより安定します。

狭いスペース向けの80GHzレーダー

80GHzレーダーは、より狭く、より集束したビームを提供します。同じ距離でより小さな領域をカバーするため、壁、コイル、攪拌機を回避しやすくなります。そのため、80GHzレーダーは、小型タンク、内部構造が密集した容器、およびスペースが限られた場所でますます選択されています。アンテナを調整してビームがタンクに沿ってまっすぐ下に移動するようにすると、通常、より鮮明なエコーが得られます。

エコーに影響を与えるその他の要因

• 供給入口付近:飛沫、泡、乱流がビームを乱します。センサーを入口からずらすと、安定性が向上します。
• 攪拌機付近:回転する羽根が周期的な反射を生成します。レーダーを攪拌ゾーンから離すと、よりクリーンな信号が得られます。
• はしご、コイル、リブ:これらの金属部品は強く反射するため、主ビームを開放領域に保ちます。
• 長いノズル:ノズルが長すぎるか狭すぎると、追加の反射が発生します。

取り付け後のレーダー状態の確認

エコー曲線から始めます。表面エコーがどこにあるか、その強さ、固定された位置に明確な干渉ピークが現れるかどうか、そして機器がどのエコーを追跡しているかを確認します。

概要

レーダーレベル計を取り付ける際は、ビームの伝播経路を比較的きれいに保ちます。メーターがタンク壁に近すぎると、壁、溶接部、リブ、その他の金属構造物がビームに入り込み、追加のエコーがレベルの識別を困難にします。この記事は主に非接触レーダーレベル計に関するものです。適切なレーダーレベル計の選択についてサポートが必要な場合は、専門的なアドバイスとカスタマイズされた見積もりについてお問い合わせください。