Misurazione di livello: come funziona la tecnologia radar?

Selemark, realtà lombarda specializzata nella fornitura di componenti e strumentazioni per il controllo di processo industriale, spiega il funzionamento e i vantaggi dell’impiego della tecnologia Radar per la misurazione di livello nell’ambito dei processi industriali.

La Tecnologia Radar (Radio Detection And Ranging) sfrutta l’azione delle onde elettromagnetiche (in particolare il principio di riflessione delle onde elettromagnetiche) per rilevare gli oggetti a distanza e determinare la loro posizione e il loro movimento. Questa tecnologia è particolarmente indicata per la misurazione di livello di liquidi e solidi contenuti in serbatoi nel campo del controllo di processo industriale.

Il sistema di misura Radar è composto da:

- trasmettitore con un’antenna che emana un’onda elettromagnetica di intensità nota
- percorso di trasmissione di andata
- superficie riflettente
- percorso di trasmissione di ritorno
- ricevitore con antenna che rileva l’onda elettromagnetica a seguito dell’impatto con la superficie riflettente

Ci sono diverse tipologie di tecnologie Radar:

- Il radar a onda continua (CW radar) utilizza una frequenza costante per misurare la velocità degli oggetti tramite la Frequenza Doppler, ideale per il controllo dei veicoli ma non per la misurazione delle distanze.
- Il radar a frequenza pulsante (Pulse radar) trasmette un segnale radar in impulsi di breve durata, calcolando la distanza dall'oggetto basandosi sul tempo di transito degli impulsi, mentre la velocità si deduce dalla variazione Doppler della frequenza trasmessa.
- Il radar a onda continua in modulazione di frequenza (FMCW, Frequency Modulated Continuous Wave) impiega una frequenza costante con modulazione lineare per calcolare la distanza in base al segnale ricevuto.
- Il radar a riflessione misura il potere di riflessione dell'oggetto e utilizza il coefficiente complesso della fase per determinare la distanza, consentendo variazioni della frequenza per ottenere la distanza assoluta.

I misuratori di livello radar possono essere utilizzati con differenti tipi di materiali (liquidi o solidi), sono adatti a operare in condizioni di temperatura e pressione critiche e forniscono misure con alti livelli di precisione e accuratezza.

Si possono individuare diverse modalità di misurazione:

- DIRETTA nel caso di costante dielettrica alta ≥1,4
- TBF AUTO nel caso di costante dielettrica bassa
- Full TBF nel caso di costante dielettrica molto bassa, il segnale passa attraverso il liquido per misurare il livello
- SPETTRO A VUOTO registra riflessi di interferenza e riflessioni della superficie del liquido, permettendo analisi confronto con lo stato pieno