Kısa yanıt: Temassız radar ile kılavuzlu dalga radar (guided wave radar, GWR) arasındaki seçim teknolojinin adından değil, ölçüm noktasının koşullarından çıkar. Ürünle temasın istenmediği, yapışma veya korozyonun probu sorunlu hâle getireceği, karıştırıcı ya da yüksek tank boyu nedeniyle probun mekanik olarak zorlanacağı noktalarda temassız radar genellikle ilk değerlendirilen seçenektir. Sıvı–sıvı arayüzünün ölçülmesi gereken, yankının zayıf kaldığı düşük dielektrikli ürünlerde, dar bypass haznelerinde veya sakinleştirme borularında ve iç donanımı yoğun küçük kaplarda ise GWR öne çıkar. Yüksek basınçlı doygun buhar fazı her iki teknolojide de sinyal yayılımını etkiler; bu durumda kompanzasyon seçeneği olan bir çözüm ve uygun montaj, çoğu zaman hazne içi montaj aranır.
Bu yanıt kapalı tanklarda ve proses kaplarında sıvı seviyesi için geçerlidir. Köpük, iki teknoloji için de önceden kesin hüküm verilemeyen bir koşuldur: köpüğün kalınlığı, kararlılığı ve ürünün yansıtıcılığı birlikte belirleyicidir. Ölçüm aralığı, asgari dielektrik sabiti, doğruluk ve sıcaklık/basınç sınırları modele, anten veya prob tipine göre değişir. Bu nedenle yazıda teknolojiye genellenmiş sayısal eşik verilmez; değerler üretici veri sayfasında ve proje koşulunda teyit edilir.
Bir sınırı baştan koymak gerekir: sürekli seviye ölçümü ile bağımsız taşma önleme aynı işlev değildir; taşma önleme risk değerlendirmesi ve emniyet tasarımı kapsamında ayrıca ele alınır ve bu yazının konusu değildir.
Kararı değiştiren koşullar
Köpük
Temassız radarda sinyal yüzeye serbest yayılımla ulaşır. Yoğun köpük, türbülans ve yoğuşma zayıf yansıtıcı bir ürünle birleştiğinde ölçüm aralığı daralabilir ve yüzey yankısı belirsizleşebilir. GWR'de enerji prob boyunca kılavuzlandığı için yankı genellikle daha güçlü kalır; ancak üretici belgeleri yüzey köpüğünün GWR performansını da etkileyebileceğini belirtir. Kalın ve kararsız köpükte her iki radar türünün yanında fark basınç esaslı ölçüm de karşılaştırılmalıdır.
Buhar ve gaz fazı
Radar ölçümü, sinyalin gaz fazındaki yayılma hızının bilinmesine dayanır. Atmosferik tanklarda bu etki genellikle önemsizken yüksek basınç ve sıcaklıktaki doygun buhar, gaz fazının dielektrik sabitini yükselterek yayılma hızını düşürür ve kompanze edilmezse seviye okumasında sapmaya yol açar. Bu fiziksel etki temassız radar ve GWR için ortaktır. GWR tarafında, flanşa yakın bir referans reflektörle buhar fazını sürekli ölçüp düzelten prob seçenekleri bulunur; bu çözümler genellikle bypass haznesi içinde ve reflektör ile en yüksek seviye arasında asgari bir mesafe şartıyla uygulanır. Temassız radarda buhar kompanzasyonu ve hazne içi kullanım modele özgüdür, üretici belgesinde teyit edilir. Kaynayan hidrokarbonlarda gaz kabarcıkları ve çalkantı da yankıyı bozabileceğinden hazne veya boru çapı daha büyük seçilir.
Yoğuşma ve yapışma
Temassız radarda anten üzerindeki yoğuşma ve ürün birikmesi sinyali zayıflatır; yoğun birikme beklenen noktalarda ıslak yüzeyi tamamen PTFE olan antenler, hava ile temizleme bağlantısı veya yıkama halkası değerlendirilir. GWR'de birikme doğrudan prob üzerinde oluşur. Tek çubuklu (tek iletkenli) problar birikmeye görece toleranslıdır; koaksiyel probda iç çubuk ile dış boru arasında ürün köprü kurabileceğinden birikme eğilimli ürünlerde önerilmez. Yapışkan ürünlerde kaplamalı prob ve periyodik temizlik gerekebilir. Proses sıcaklığı bağlantı noktasındakinden belirgin şekilde yüksekse probun üst kısmında kristalleşme veya kaplama oluşup sinyali düşürebilir; yüksek sıcaklıklı viskoz ürünlerde bu ayrıca sorulmalıdır.
Türbülans, karıştırıcı ve dolum akışı
Karıştırıcılı tanklarda GWR probunun karıştırıcıya temas etmemesi, güçlü sıvı hareketinde ise tabana sabitlenmesi veya kılavuzlanması gerekir. Bu yapılamıyorsa yanal kuvvetlerle salınan prob hem ölçümü hem mekanik bütünlüğü tehdit eder. Temassız radarda prob riski yoktur; ancak karıştırıcı kanatları, ısıtma serpantini ve merdiven gibi yapıların ışın içinde kalmaması, cihazın tank merkezine, dolum akışının üzerine veya adam deliği kapağına monte edilmemesi gerekir.
Nozul geometrisi ve iç donanım
Uzun ve dar nozul temassız radarda sık karşılaşılan bir sorun kaynağıdır: nozul yüksekliği çapa ve anten tipine göre sınırlıdır, nozulun içi kaynak çapağı, pas veya birikinti olmadan düzgün olmalıdır; aksi hâlde nozul yankısını maskelemek için üst ölü bölge ayarı gerekebilir. GWR'de tek çubuklu prob nozul duvarına değmemelidir; redüksiyonlu nozullardan ve tank içine uzanan nozullardan kaçınılır. Çok geniş çaplı nozullar özellikle düşük dielektrikli üründe sinyali zayıflatabilir ve nozul yüksekliği probun üst kör bölgesine eklenir. Koaksiyel prob ise sinyali kendi dış borusu içinde taşıdığından nozul ve iç donanımdan pratikte etkilenmez.
Sakinleştirme borusu ve bypass haznesi
Türbülanslı, köpüklü veya düşük dielektrikli uygulamalarda ölçümü bir sakinleştirme borusu (stilling well) ya da harici hazne içine almak sık başvurulan bir çözümdür. GWR için hazne çapı prob tipine uygun seçilmeli, küçük çaplı haznelerde esnek prob duvara değebileceği için kullanılmamalı, büyük yan girişlerin sinyali bozabileceği hesaba katılmalıdır; metal boru, boru dışındaki nesnelerden gelen bozucu yankıları önler. Mevcut deplasör haznelerinin GWR'ye dönüştürülmesi yaygın bir yenileme yoludur. Temassız radarın sakinleştirme borusunda kullanımı ise anten tipi, boru çapı, boru iç yüzeyi ve delik düzeni gibi koşullara bağlıdır ve model bazında üretici belgesinde teyit edilmelidir.
Düşük dielektrik sabiti ve arayüz ölçümü
Yansıma şiddeti ürünün dielektrik sabitiyle artar. Hidrokarbonlar gibi düşük dielektrikli ürünlerde her iki teknolojide de yankı zayıflar; GWR'de koaksiyel prob veya metal hazne ya da boru içindeki tek çubuklu prob, ölçülebilir asgari dielektrik sınırını iyileştirir. Arayüz ölçümünde GWR, üst yüzeyde yansımayan enerjinin alttaki sıvının yüzeyinde ikinci bir yansıma üretmesinden yararlanır. Bunun için üst ürünün dielektrik sabiti bilinmeli ve değişmemeli, alt ürününkinden belirgin şekilde düşük olmalıdır; iki ürün arasındaki emülsiyon tabakası sonucu bozabilir. Asgari dielektrik farkı ve algılanabilir en ince üst tabaka gibi sınırlar prob tipine göre üretici veri sayfasında verilir.
Tank yüksekliği, prob boyu ve mekanik yük
Temassız radarda ölçüm aralığı ürüne, antene ve proses koşuluna bağlıdır; mesafe arttıkça ışın genişlediği için uzun tanklarda duvara ve iç yapılara olan açıklık yeniden kontrol edilir. GWR'de prob ölçülecek bölgenin tamamı boyunca uzanmak zorundadır: rijit problar sınırlı boylarda kalır, uzun tanklarda ağırlıklı veya tabana sabitlenen esnek prob gerekir. Esnek probların çekme ve kopma yükü sınırları vardır; akış, karıştırma ve ürünün aşağı çekme kuvveti bu sınırları zorlayabilir. Probun üst ve alt uçlarında kör bölgeler bulunur ve 4–20 mA aralığının uç noktaları bu bölgelerin dışında tanımlanmalıdır.
Montaj, bakım erişimi ve mevcut nozul
Rijit bir prob tanka dikey olarak indirilir ve aynı yoldan çıkarılır; nozulun üstünde yeterli baş boşluğu yoksa segmentli veya esnek prob düşünülür. Temassız radar daha kısa bir gövdeyle mevcut küçük bağlantılardan takılabilir, ancak nozul çapı ve yüksekliği anten tipine uymuyorsa ölçüm performansı düşer. Mevcut nozul kullanılacaksa çap, yükseklik, flanş standardı ve basınç sınıfı ile nozulun tank içine uzanıp uzanmadığı ölçüyle teyit edilmelidir; çizim ile saha durumu farklı olabilir.
Koşul, olası etki ve değerlendirme soruları
Tablo 1 – Ölçüm noktası koşullarının iki teknolojiye olası etkisi
Koşul | Temassız radarda olası etki | GWR'de olası etki | Değerlendirme soruları |
Köpük | Yankı zayıflayabilir, ölçüm aralığı daralabilir | Kılavuzlanan sinyal genellikle daha güçlü kalır; yoğun köpük yine etkileyebilir | Köpük kalınlığı ve kararlılığı nedir? Köpük üstü mü, sıvı yüzeyi mi ölçülmeli? |
Yüksek basınçlı doygun buhar | Yayılma hızı değişir; kompanzasyonsuz okumada sapma oluşur | Aynı fiziksel etki; referans reflektörlü kompanzasyon seçenekleri hazne içinde uygulanır | Basınç ve sıcaklık aralığı nedir? Hazne kullanılabilir mi? Reflektör için yeterli mesafe var mı? |
Yoğuşma ve yapışma | Anten birikmesi sinyali düşürür; temizleme seçenekleri gerekir | Birikme probda oluşur; koaksiyel prob köprülenmeye açıktır | Ürün yapışır veya kristalleşir mi? Temizlik için erişim ve sıklık nedir? |
Karıştırıcı ve türbülans | Kanatlar ve dalgalı yüzey bozucu yankı üretir | Prob temas ve salınım riski; sabitleme gerekir | Karıştırıcının tipi ve konumu nedir? Prob tabana sabitlenebilir mi? |
Uzun/dar nozul ve iç donanım | Nozul yüksekliği çapa göre sınırlı; ışındaki yapılar yankı üretir | Tek çubuklu prob nozula değmemeli; koaksiyel prob pratikte etkilenmez | Nozul çapı, yüksekliği ve iç yüzeyi nedir? Redüksiyon var mı? İç yapılar nerede? |
Sakinleştirme borusu veya hazne | Modele ve boru özelliklerine bağlı; üretici teyidi gerekir | Uygun çap ve prob tipiyle güçlü seçenek; metal boru tercih edilir | Boru/hazne çapı, malzemesi, delik ve yan giriş düzeni nedir? |
Düşük dielektrik | Zayıf yankı, kısalan ölçüm aralığı | Prob tipine göre asgari sınır; koaksiyel prob veya metal hazne yardımcı olur | Ürünün dielektrik sabiti biliniyor mu, değişken mi? |
Arayüz ölçümü | Genellikle uygulanmaz; GWR veya başka teknoloji değerlendirilir | Üst ürün dielektriği bilinir ve sabitse toplam seviye ve arayüz birlikte ölçülebilir | İki ürünün dielektrik değerleri, beklenen en ince üst tabaka ve emülsiyon durumu nedir? |
Yüksek tank, uzun ölçüm | Işın genişler; duvar ve iç yapı açıklığı yeniden kontrol edilir | Esnek prob, ağırlık veya sabitleme; çekme yükü sınırları | Ölçüm aralığı ve tank yüksekliği nedir? Probu indirmek için baş boşluğu var mı? |
Metal olmayan tank veya açık hazne | Tank dışındaki nesneler yankı üretebilir; radyo uygunluk sınıfı değişebilir | Metal flanş veya metal sac üzerinde montaj gerekebilir | Tank malzemesi nedir? Tank kapalı mı, açık mı? |
Uygun olmayan koşullar ve sınırlar
· Temassız radar için zayıf aday: arayüz ölçümü gereken kaplar; çok düşük dielektrikli ürünle birlikte yoğun köpük, türbülans ve yoğuşmanın bir araya geldiği noktalar; çapına göre çok yüksek veya içi düzgün olmayan nozul dışında bağlantı noktası bulunmayan tanklar.
· GWR için zayıf aday: karıştırıcıya yakın ve sabitleme yapılamayan prob konumları; probu köprüleyecek veya kalın kaplayacak yapışkan, kristalleşen ürünler (özellikle koaksiyel probda); probun indirilmesi için baş boşluğu olmayan veya prob boyunun mekanik yükü taşıyamayacağı yükseklikler.
· İki teknoloji için de belirsiz: kalın ve kararsız köpük, kompanzasyonsuz yüksek basınçlı buhar fazı, dielektrik sabiti değişken üst ürünle arayüz. Bu durumlarda fark basınç esaslı ölçüm gibi alternatifler de karşılaştırılmalı; fark basınçlı seviye ölçümünün ürün yoğunluğuna bağlı olduğu unutulmamalıdır.
Tank ölçüm noktası bilgi formu
Aşağıdaki form, teknoloji seçimi ve teklif değerlendirmesi için her ölçüm noktası ayrı ayrı doldurulacak şekilde hazırlanmıştır.
Tablo 2 – Tank ölçüm noktası bilgi formu
Bilgi grubu | İstenecek veri | Seçime etkisi |
Ölçüm amacı | Sürekli seviye, arayüz, hacim; kontrol mü envanter mi; ayrı bir taşma önleme sistemi mevcut veya planlı mı | Arayüz ihtiyacı GWR'ye yönlendirir; envanter amacı sistem düzeyinde değerlendirme gerektirebilir |
Ürün | Ürün adı ve bileşimi, dielektrik sabiti (biliniyorsa aralık), yoğunluk, viskozite, katı içeriği | Yankı gücü, prob tipi, alternatif teknolojilerle karşılaştırma |
Gaz fazı | Tasarım ve işletme basıncı/sıcaklığı, doygun buhar varlığı, gaz fazı bileşimi | Buhar kompanzasyonu ve hazne ihtiyacı |
Yüzey koşulu | Köpük (kalınlık, süreklilik), kaynama, türbülans, dolum akışının yeri | Yankı kararlılığı, montaj konumu, sakinleştirme borusu ihtiyacı |
Birikme | Yoğuşma, yapışma, kristalleşme, kaplama eğilimi; mevcut temizlik yöntemi | Anten veya prob tipi, temizleme seçeneği, bakım planı |
Tank | Tip (dik, yatay, küresel), malzeme, açık/kapalı, yükseklik, çap, istenen ölçüm aralığı | Ölçüm aralığı, prob boyu, radyo uygunluk sınıfı |
İç donanım | Karıştırıcı tipi ve konumu, serpantin, merdiven, giriş boruları, kirişler (çizim veya fotoğraf) | Bozucu yankılar, prob sabitleme |
Nozul | Çap, yükseklik, flanş standardı ve basınç sınıfı, redüksiyon, tank içine uzama, iç yüzey durumu | Anten seçimi, prob ile nozul uyumu, kör bölge |
Hazne veya boru | Mevcut bypass haznesi veya sakinleştirme borusu, çapı, malzemesi, yan girişleri; deplasör yenilemesinde deplasör boyu ve hazne flanşı | Prob tipi ve dönüşümün uygulanabilirliği |
Erişim | Nozul üstü baş boşluğu, platform, sökme imkânı, tankın devreden çıkarılabilmesi | Rijit, esnek veya segmentli prob seçimi ve bakım planı |
Elektrik ve emniyet | Çıkış ve haberleşme (4–20 mA, HART, fieldbus), tehlikeli alan sınıflandırması, varsa SIL gereksinimi | Model ve onay seçimi |
Radyo ve belgeler | Kullanım ülkesi, istenen sertifika ve malzeme belgeleri | Frekans ayarı ve uygunluk belgeleri |
Temassız radar aynı zamanda bir radyo vericisidir
Temassız radar seviye cihazları radyo spektrumu kullanır; GWR'de ise sinyal prob boyunca kılavuzlanır. Avrupa'da tank seviye radarları için iki ayrı uyumlaştırılmış ETSI standardı bulunur. ETSI EN 302 372, kapalı metal veya betonarme tanklara ya da benzer sönümleme sağlayan yapılara sabit olarak monte edilen tank seviye radarlarını (TLPR) kapsar; flanş ve bağlantıların mikrodalga sızdırmazlığını, gözetleme camlarının gerektiğinde iletken kaplanmasını, adam deliklerinin kapalı tutulmasını ve antenin aşağı yönlü montajını kurulum gereği olarak sayar. ETSI EN 302 729 ise tank yapısıyla sınırlı olmayan seviye radarlarını (LPR) ele alır ve aşağı yönlü sabit anten ile radyo astronomi tesislerine ayrım mesafesi gibi kurulum kısıtları içerir. Pratik sonuç şudur: plastik tank, açık hazne veya kanal gibi noktalarda seçilen cihazın hangi radyo uygunluk sınıfına sahip olduğu ve kullanım ülkesine göre doğru frekans ayarının yapılacağı teklif aşamasında teyit edilmelidir.
İlgili ürün sayfaları
İlgili sayfalar
· kılavuzlu radar (GWR) seviye transmitteri: Prob tipleri, buhar kompanzasyonu ve arayüz ölçümüne ilişkin ürün ayrıntıları.
· temassız radar seviye transmitteri: Anten seçenekleri, montaj konumu ve nozul koşulları.
· tank ölçüm sistemleri: Envanter ve çok tanklı sahalarda sistem düzeyinde ölçüm ihtiyacı için.
· fark basınç seviye transmitterleri ve diyafram conta sistemleri: Radar tabanlı ölçümün zorlandığı köpüklü veya kirli uygulamalarda karşılaştırma için.