Pemancar Level Radar 80GHz untuk Tangki Penyimpanan Minyak Nabati

Jawaban Singkat

Pemancar level radar FMCW 80GHz adalah pilihan yang tepat untuk tangki minyak nabati hingga ketinggian 30m. Silver Automation Instruments SDRD82 dengan antena lensa PTFE rata mampu mengatasi kondensasi, uap minyak, dan busa tanpa pergeseran kalibrasi. Outputnya adalah 4-20mA/HART atau RS485 Modbus, ditenagai oleh 24V DC.

Di atas kertas, tangki minyak nabati tampak sederhana. Tetapi tanyakan kepada insinyur instrumentasi mana pun yang pernah menangani kondensat minyak sawit di kubah tropis tanpa pemanas, atau uap minyak bunga matahari yang mengembunkan lensa sensor semalaman, dan mereka akan memberi tahu Anda bahwa pembacaan level adalah bagian yang membuat mereka begadang. Mediumnya tidak agresif, tetapi lingkungan di sekitarnya yang agresif.

Artikel ini membahas cara memilih dan mengkonfigurasi pemancar level radar 80GHz untuk penyimpanan minyak nabati yang dapat dimakan, bahan antena dan koneksi proses apa yang perlu ditentukan, dan di mana kesalahan umum terjadi selama instalasi.

Mengapa Radar 80GHz Bekerja dengan Baik pada Minyak Nabati?

Pita frekuensi 80GHz memberikan sudut pancaran yang lebih sempit dibandingkan dengan unit 26GHz yang lebih lama. Untuk tangki penyimpanan vertikal tipikal dengan bagian atas berbentuk kubah atau kerucut, hal itu penting. Pancaran setengah sudut 6 derajat pada SDRD82 dengan lensa DN50 tetap jauh dari dinding samping hingga sekitar 500mm, bahkan pada tangki berdiameter 3 meter. Lebih sedikit interferensi dari dinding tangki, lebih sedikit gema palsu.

Minyak memiliki konstanta dielektrik yang biasanya berkisar antara 2,8 hingga 3,2, yang termasuk dalam kisaran rendah. Refleksi radar lebih lemah daripada air. Namun, FMCW (gelombang kontinu termodulasi frekuensi) 80 GHz cukup sensitif untuk mendapatkan pantulan yang andal pada nilai dielektrik rendah ini, bahkan melalui lapisan uap sedang.

FMCW adalah prinsip yang tepat di sini. Ia mengirimkan sinyal sapuan kontinu daripada pulsa, yang memberikan rasio sinyal-ke-derau yang lebih baik pada media dielektrik rendah. SDRD82 menggunakan metode ini dan mampu mengukur level hingga dalam jarak 2mm di seluruh rentang.

Kondensasi dan Uap Minyak: Tantangan Sebenarnya

Pada tangki luar ruangan tanpa isolasi, perubahan suhu dapat menyebabkan kondensasi pada permukaan antena. Uap minyak dari permukaan produk juga dapat membentuk lapisan tipis pada lensa seiring waktu. Kedua efek ini mengurangi penerimaan sinyal.

Antena lensa PTFE rata pada sensor level radar

Antena lensa PTFE yang rata mengatasi sebagian besar masalah ini. Permukaan PTFE bersifat anti lengket dan membersihkan diri sampai batas tertentu: kondensat mengalir dan tidak menggenang. Penumpukan lapisan minyak lebih lambat dibandingkan dengan antena logam polos atau PP. Untuk SDRD82, opsi antena DQ atau EQ menggunakan bodi baja tahan karat 316L dengan lensa PTFE, yang dinilai mampu menahan suhu proses 200°C dan tekanan 2,5MPa. Itu jauh melebihi kebutuhan penyimpanan minyak nabati, sehingga ada ruang toleransi baik pada suhu maupun tekanan.

Untuk instalasi di mana uapnya banyak, pipa penghubung (nosel) harus dibuat pendek. Lembar data SDRD82 menetapkan tinggi nosel maksimum 150 mm untuk antena DN50 dan 200 mm untuk DN80. Melebihi itu akan menciptakan efek pandu gelombang yang dapat memerangkap gema dan menghasilkan pembacaan semu pada 0% atau 100%. Kami cukup sering melihat ini ketika tangki telah dimodifikasi dengan leher proses panjang yang awalnya dirancang untuk pengukur apung.

Pemilihan Antena dan Koneksi Proses

Untuk tangki penyimpanan minyak nabati berukuran 5,7 meter, SDRD82 dalam varian DS atau DQ adalah rekomendasi standar. Varian DS menggunakan flensa DN50 dengan lensa antena 316L+PTFE; varian DQ sama tetapi dengan ekstensi antena yang lebih panjang yang tahan hingga suhu 200°C untuk aplikasi suhu yang lebih tinggi. Keduanya mencapai akurasi 2 mm pada rentang 0 hingga 30 meter.

Untuk aplikasi kelas makanan yang membutuhkan penyegelan muka higienis, seri SDRD83 KW/KQ dengan koneksi klem sanitasi 2" atau 3,5" adalah alternatifnya. Namun untuk tangki penyimpanan massal yang diukur melalui nosel berflensa, SDRD82 adalah pilihan praktis dan yang paling umum ditentukan di Afrika Barat, Asia Tenggara, dan Timur Tengah untuk aplikasi khusus ini.

Pemasangan pada Atap Kubah yang Tidak Berinsulasi

Atap kubah yang tidak berinsulasi memiliki dua implikasi. Pertama, instrumen akan mendeteksi variasi suhu lingkungan. Casing SDRD82 dirancang untuk suhu lingkungan -40°C hingga 80°C, yang mencakup instalasi luar ruangan di Lagos atau iklim serupa dengan nyaman. Kedua, jika kubah berbentuk lengkung, hindari pemasangan di puncaknya. Atap yang melengkung menyebabkan pantulan ganda (radar melihat permukaan kubah sebagai target tambahan) dan menurunkan akurasi. Pasang pada posisi yang sedikit bergeser dari tengah, dengan jarak minimal 200 mm dari dinding kapal.

Jika tangki memiliki struktur internal seperti pipa hisap atau kumparan pemanas, lakukan urutan pembelajaran gema virtual setelah pemasangan. Ini memetakan target palsu tetap dan menghapusnya dari pengukuran. SDRD82 melakukan ini melalui modul tampilan ViewPoint atau melalui programmer genggam HART yang terhubung melintasi resistor 250 ohm pada loop.

Saluran masuk kabel memerlukan gland M20x1.5. Untuk pemasangan di luar ruangan, arahkan kabel dengan loop tetesan di bawah gland untuk mencegah masuknya air. Gland harus memiliki peringkat IP66 atau lebih baik. Casing SDRD82 sendiri memiliki peringkat IP67.

Pengkabelan dan Keluaran Sinyal

Pengkabelan pemancar level radar 80G

Konfigurasi dua kabel 4-20mA / HART adalah yang paling umum untuk instalasi tangki minyak nabati. Instrumen mengambil daya dari loop pada 24V DC dan mengembalikan sinyal 4-20mA pada pasangan kabel yang sama. Total resistansi loop dapat mencapai sekitar 1000 ohm pada suplai 24V. Komunikasi HART berada di atas sinyal 4-20mA, sehingga Anda dapat menggunakan komunikator HART atau terhubung ke konverter COMWAY untuk konfigurasi PC tanpa memutus loop.

RS485 Modbus RTU tersedia sebagai alternatif jika lokasi tersebut menggunakan sistem PLC atau SCADA yang lebih menyukai fieldbus digital. Dalam hal ini, konfigurasi 4-kabel berlaku: pasangan daya terpisah (24V DC) dan sinyal RS485. Kecepatan baud dan alamat slave dapat dikonfigurasi melalui modul tampilan.

Untuk persyaratan tahan ledakan, SDRD82 mendukung sertifikasi keselamatan intrinsik (Ex ia IIC T6 Ga) dengan penghalang keselamatan FBS-2. Uap minyak nabati biasanya tidak mengklasifikasikan area tersebut sebagai Zona 0, tetapi beberapa lokasi di dekat stasiun pengisian minyak mungkin memerlukan klasifikasi Zona 1. Konfirmasikan klasifikasi area dengan dokumen area berbahaya lokasi tersebut sebelum menyelesaikan pesanan.

Mengapa Teknologi Level Lainnya Mengalami Kesulitan di Sini?

Pengukur apung memang berfungsi, tetapi melibatkan bagian yang bergerak dan bersentuhan dengan oli, yang memerlukan pembersihan berkala dan dapat macet jika oli membeku dalam cuaca dingin. Tidak cocok untuk fasilitas penyimpanan tangki terpencil tanpa awak.

Radar gelombang terpandu (GWR) merupakan alternatif untuk media dielektrik rendah, tetapi probe-nya menggantung di dalam tangki. Pada tangki penyimpanan massal besar (50.000 liter ke atas), probe sepanjang 5-6 meter mahal dan menimbulkan masalah akses perawatan. GWR juga tidak dapat digunakan jika tangki memiliki pengaduk internal.

Sensor level ultrasonik sensitif terhadap uap dan busa. Tangki minyak nabati seringkali memiliki lapisan busa tipis selama pengisian, dan pancaran ultrasonik kehilangan kontak dengan permukaan untuk sementara waktu. Alarm level rendah palsu selama pemuatan adalah keluhan umum dari operator yang pertama kali mencoba sensor ultrasonik.

Radar FMCW 80GHz menghindari ketiga masalah tersebut. Tidak ada bagian yang bergerak, tidak ada probe, dan sinyalnya menembus busa tipis dengan cukup andal untuk sebagian besar aplikasi penyimpanan.

Ringkasan Spesifikasi Teknis

Minta Penawaran untuk Pengukuran Level Tangki Minyak Sayur Anda

Silver Automation Instruments menyediakan pemancar level radar SDRD82 80GHz dari stok untuk konfigurasi standar. Waktu tunggu untuk varian berflensa dengan antena lensa PTFE biasanya 3 hingga 5 minggu untuk 6 unit.

Untuk menyiapkan penawaran harga, silakan kirim detail berikut ke sales@silverinstruments.com :

• Tinggi tangki (m) dan diameter (m)
• Ukuran nozzle yang ada (DN) dan panjang (mm)
• Suhu dan tekanan proses (normal dan maksimum)
• Sinyal keluaran yang dibutuhkan: 4-20mA/HART atau RS485 Modbus
• Persyaratan tahan ledakan: standar, Ex ia, atau Ex d ia
• Jumlah dan lokasi pengiriman yang diminta

Lihat rangkaian lengkap pengukur level radar 80G kami di silverinstruments.com untuk panduan pemilihan model, gambar dimensi, dan kode pemesanan.