I. Principio di funzionamento

• Formula principale: Altezza del livello H=2v×t​, dove v è la velocità di propagazione delle microonde nella sonda e t è il tempo di andata e ritorno del segnale.
• Focalizzazione del segnale: la sonda confina l'energia a microonde in uno spazio limitato, evitando il problema della divergenza dei segnali radar senza contatto che si propagano nell'aria, con conseguente ottenimento di segnali riflessi più forti e stabili.

II. Componenti principali

1. Unità elettronica: responsabile della generazione, trasmissione, ricezione ed elaborazione dei segnali a microonde. Include un microprocessore integrato per il calcolo e l'uscita dei dati (ad esempio, segnali 4-20 mA, HART, RS485).
2. Sonda (guida d'onda): il "canale di trasmissione" per i segnali a microonde, con le seguenti tipologie comuni:
   • Sonde a stelo rigido: adatte a liquidi a bassa viscosità e condizioni non turbolente, offrono un'elevata resistenza alle vibrazioni.
   • Sonde a cavo d'acciaio: ideali per serbatoi profondi, fluidi ad alta viscosità o contenenti solidi in sospensione, offrono un'elevata flessibilità.
   • Sonde coassiali: i segnali viaggiano tra i conduttori interno ed esterno, adatte a fluidi a bassa costante dielettrica (ad esempio, oli leggeri, gas liquefatti) con capacità anti-interferenza migliorata.
3. Flangia/Interfaccia di montaggio: fissa lo strumento alla parte superiore del serbatoio, con materiali selezionati in base alla corrosività media (ad esempio, acciaio inossidabile 316L, Hastelloy).

III. Caratteristiche principali

1. Elevata capacità anti-interferenza per condizioni complesse

• I segnali a microonde si propagano lungo la sonda, minimizzando l'impatto di fattori ambientali come vapore, polvere, schiuma o nebbia. Rimangono stabili anche in ambienti con elevata presenza di schiuma (ad esempio, serbatoi di fermentazione della birra) o in condizioni di intensa agitazione.
• Immune alle interferenze provenienti dalle strutture interne del serbatoio (ad esempio, agitatori, deflettori), poiché i segnali si propagano lungo la sonda, evitando i falsi echi comuni nei radar senza contatto.

2. Elevata precisione e stabilità di misurazione

• La precisione di misurazione varia tipicamente da ±0,05%FS a ±0,1%FS, con errori di ripetibilità pari a ±0,02%FS, superando le prestazioni di alcuni modelli di radar senza contatto.
• L'intensità del segnale di riflessione dipende principalmente dal contatto tra la sonda e il mezzo, il che la rende adatta a mezzi con bassa costante dielettrica (ad esempio, benzina, gas liquefatto).

3. Adattabilità a diversi media e ambienti estremi

• Compatibilità con i fluidi: in grado di misurare liquidi (inclusi fluidi ad alta viscosità e cristallizzanti come sciroppo e soda caustica), particelle solide (ad esempio, granuli di plastica, polvere di carbone), sospensioni (ad esempio, fango, succo di frutta) e interfacce (ad esempio, interfacce olio-acqua).
• Resistenza ambientale: resiste ad alte temperature (da -50℃ a 400℃), alte pressioni (fino a 40 MPa) e ambienti altamente corrosivi, risultando adatto per reattori chimici, serbatoi di stoccaggio ad alta pressione, ecc.

4. Installazione flessibile per spazi ristretti

• Le sonde possono essere inserite in serbatoi di piccole dimensioni, recipienti di forma irregolare o contenitori con ostacoli interni, senza necessità di spazio aperto nella parte superiore. Sono particolarmente adatte per progetti di ammodernamento o per spazi ristretti.

IV. Scenari applicativi

• Industria chimica: misurazione del livello nei reattori, nei serbatoi di stoccaggio ad alta/bassa pressione e rilevamento dell'interfaccia olio-acqua.
• Settore petrolifero e petrolchimico: Misurazione del livello in serbatoi di petrolio greggio, serbatoi di oli leggeri (benzina, gasolio) e serbatoi di stoccaggio di gas liquefatto.
• Settore alimentare e delle bevande: Misurazione del livello in serbatoi di fermentazione ad alta schiuma (ad esempio, birra, yogurt), serbatoi di sciroppi e sospensioni di succhi di frutta (con materiali di sonda per uso alimentare).
• Trattamento delle acque: Misurazione del livello nelle vasche di depurazione e nei bacini di sedimentazione, evitando interferenze dovute alla schiuma.
• Settore energetico: misurazione del livello nei silos di polvere di carbone e nei depositi di ceneri, e monitoraggio del livello nelle caldaie ad alta temperatura.

V. Limitazioni

1. Requisiti di manutenzione per la misurazione a contatto: le sonde sono a diretto contatto con il mezzo, soggette a sporcizia o intasamento a causa della viscosità, e richiedono una pulizia regolare. I mezzi altamente corrosivi possono causare l'usura della sonda, rendendo necessari materiali speciali (con conseguente aumento dei costi).
2. Portata di misurazione limitata: la portata massima è determinata dalla lunghezza della sonda, con modelli convenzionali che vanno da 0,3 m a 30 m, inadatti per serbatoi di grandi dimensioni (il radar senza contatto può coprire fino a 100 m).
3. Restrizioni nelle applicazioni sanitarie: negli ambienti alimentari, farmaceutici e in altri contesti ad alta igiene, i processi di convalida della pulizia delle sonde sono complessi, il che può aumentare i costi di conformità (il radar senza contatto è più vantaggioso in quanto non prevede contatto).
4. Rischio di usura della sonda: in scenari con agitazione o flusso turbolento del fluido, è necessario installare delle guaine di protezione per la sonda per evitare rotture dovute a urti.

VI. Differenze principali rispetto al radar senza contatto

Conclusione