रडार लेवल मीटर के मापन सिद्धांत, विशेषताएं और अनुप्रयोग

आरअदार स्तर मीटरयह एक गैर-संपर्क तरल स्तर मापने वाला उपकरण है जिसमें कोई गतिशील भाग नहीं होता और यह पूरी तरह से रखरखाव-मुक्त है। वर्षों के उपयोग और तकनीकी सुधार के बाद, यह उपकरण वर्तमान में पेट्रोकेमिकल उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और उपयोगकर्ताओं द्वारा इसे मान्यता प्राप्त है। यह लेख रडार स्तर मीटर के दो अलग-अलग मापन सिद्धांतों का संक्षिप्त परिचय देता है और इसकी विशेषताओं और लाभों के आधार पर उपयुक्त अनुप्रयोग अवसरों और स्थापना आवश्यकताओं को इंगित करता है।

1. रडार लेवल मीटर का मापन सिद्धांत और विशेषताएँ

रडार लेवल मीटर, मापे जाने वाले पात्र की तरल सतह पर एंटीना के माध्यम से अति-आवृत्ति वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगें भेजता है। जब विद्युत चुम्बकीय तरंग तरल सतह पर पहुँचती है, तो वह वापस परावर्तित होकर उसी एंटीना द्वारा ग्रहण की जाती है। प्रेषित तरंग और प्रतिध्वनि के बीच के समय अंतर का पता लगाकर तरल स्तर की गणना की जाती है।

रडार लेवल मीटर में दो कार्य मोड होते हैं, जो दो मापन सिद्धांतों के अनुरूप होते हैं।

(1) पल्स माइक्रोवेव मोड (पीटीओएफ)

यह मोड एक टॉप-डाउन टाइम ट्रैवल मापन प्रणाली है। यह मापन प्रणाली एक निश्चित बैंडविड्थ के साथ एंटीना के माध्यम से समय-समय पर एक निश्चित आवृत्ति का माइक्रोवेव पल्स भेजती है, जो मापी जाने वाली सामग्री की सतह पर परावर्तित होने के बाद रडार प्रणाली द्वारा प्राप्त किया जाता है। एंटीना परावर्तित माइक्रोवेव पल्स को ग्रहण करता है और इसे इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में भेजता है। माइक्रोप्रोसेसर सिग्नल को संसाधित करता है, सामग्री की सतह पर माइक्रोवेव पल्स द्वारा उत्पन्न प्रतिध्वनि की पहचान करता है और इसके आधार पर तरल स्तर की गणना करता है। मापे गए तरल स्तर की दूरी के समानुपाती समय को विद्युत सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है।

(2) आवृत्ति मॉड्यूलेटेड सतत तरंग (FMCW)

इस रडार लेवल मीटर का माइक्रोवेव स्रोत एक एक्स-बैंड कंट्रोल ऑसिलेटर है। एंटीना द्वारा उत्सर्जित माइक्रोवेव एक सतत तरंग है जिसमें रैखिक आवृत्ति मॉड्यूलेशन होता है। जब एंटीना द्वारा प्रतिध्वनि प्राप्त होती है, तो माइक्रोवेव उत्सर्जन आवृत्ति परिवर्तित हो जाती है। प्रेषित तरंग और प्रतिध्वनि के बीच आवृत्ति अंतर एंटीना से तरल सतह की दूरी के समानुपाती होता है, और इसी से तरल स्तर की ऊँचाई की गणना की जाती है।

2. रडार लेवल मीटर की विशेषताएं

(1) रडार लेवल मीटर मुख्य रूप से एक इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल यूनिट और एक एंटीना से बना होता है। इसमें कोई गतिशील भाग नहीं होते और न ही कोई यांत्रिक घिसाव होता है। यांत्रिक भागों वाले तरल स्तर मापने वाले उपकरण की तुलना में, इसका सेवा जीवन लंबा होता है। यह वास्तव में रखरखाव-मुक्त है।

(2) रडार लेवल मीटर का उपयोग अधिकांश तरल स्तरों के स्तर मापन के लिए किया जा सकता है। इसके द्वारा उत्सर्जित माइक्रोवेव निर्वात से गुजर सकते हैं, इसके लिए संचरण माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है, और टैंक में वायुमंडल, भाप और वाष्पशील धुंध से कम प्रभावित होते हैं।

(3) गैर-संपर्क माप को अपनाएं, जो टैंक में तरल स्तर घनत्व और सांद्रता जैसे भौतिक गुणों से प्रभावित नहीं होता है। इसमें एक बड़ी माप सीमा और मजबूत संक्षारण प्रतिरोध है।

(4) इसमें आसान स्थापना, कम विफलता दर, आसान रखरखाव, उच्च परिशुद्धता और उच्च विश्वसनीयता के लाभ हैं।

(5) यह दो आउटपुट मोड, डिजिटल और एनालॉग को अपनाता है, और इसे एकल या एकाधिक इकाइयों के लिए बस मोड में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जिसे ऊपरी निगरानी कंप्यूटर से आसानी से जोड़ा जा सकता है।

(6) उपकरण में विकिरण दर कम है और यह मूल रूप से आसपास के वातावरण और कर्मियों को कोई नुकसान नहीं पहुंचाता है।

3. रडार लेवल मीटर का चयन और अनुप्रयोग

रडार लेवल मीटर कई प्रकार के होते हैं। इनका चयन करते समय, सबसे पहले तापमान, दबाव, घनत्व, श्यानता और संक्षारकता के मापन माध्यम के प्रदर्शन पर पड़ने वाले प्रभाव पर विचार करना आवश्यक है। इसलिए, चयन करते समय, विशिष्ट कार्य परिस्थितियों में माध्यम की विशेषताओं के अनुसार उपयुक्त एंटेना और मीटर का चयन करना आवश्यक है। कम आयतन और जटिल आकार वाले टैंकों या ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जहाँ कई तरल सतहों का मापन करना हो, वेवगाइड एंटेना वाले रडार लेवल मीटर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है; वाष्पशील, संक्षारक, उच्च दबाव और उच्च तापमान जैसे जटिल मापन वातावरण वाले टैंकों के लिए, नॉन-कॉन्टैक्ट एंटेना वाले रडार लेवल मीटर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। चूंकि लेवल मीटर माध्यम के संपर्क में नहीं आता है, इसलिए माध्यम के भौतिक और रासायनिक गुण इसकी मापन सटीकता को प्रभावित नहीं करते हैं और न ही लेवल मीटर को कोई क्षति पहुँचती है।

चूंकि रडार लेवल मीटर की सटीकता, दैनिक रखरखाव और सेवा जीवन सीधे उद्यम की उत्पादन क्षमता और आर्थिक लाभ को प्रभावित करते हैं, इसलिए उत्कृष्ट गुणवत्ता और संतोषजनक बिक्री पश्चात सेवा उपयोगकर्ताओं के लिए महत्वपूर्ण हैं।

चयन सिद्धांत को मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं से ध्यान में रखा जाता है, और तदनुसार उपकरण चयन विनिर्देशों का पालन किया जाता है:

(1) उपकरण प्रदर्शन; (2) माध्यम विशेषताएँ; (3) स्थापना की स्थितियाँ; (4) पर्यावरणीय स्थितियाँ; (5) आर्थिक कारक।

तरल स्तर माध्यम की विशेषताएं माप सीमा पर एक निश्चित प्रभाव डालती हैं। कम परावैद्युत स्थिरांक वाले तरल पदार्थ रडार स्तर मीटर की माप दूरी पर अधिक प्रभाव डालते हैं, जिससे माप सीमा कम हो जाती है; जबकि अधिक परावैद्युत स्थिरांक वाले तरल पदार्थ रडार स्तर मीटर की माप दूरी पर कम प्रभाव डालते हैं, जिससे माप सीमा बढ़ जाती है।

विभिन्न प्रकार के रडार लेवल मीटरों के प्रदर्शन की अपनी-अपनी विशेषताएं होती हैं। उपयोग की आवश्यकताओं, तापमान, दबाव, मापे जाने वाले माध्यम के संक्षारण गुणों और उपयोग किए गए स्थान के आकार जैसी विशिष्ट कार्य परिस्थितियों के अनुसार उपयुक्त मॉडल का विश्लेषण और निर्धारण किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, विभिन्न एंटेना विभिन्न मापन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला शंकु एंटेना बफर टैंक और भंडारण टैंक के टैंक टॉप या वेवगाइड पर स्थापित किया जा सकता है, जो व्यापक मापन सीमा वाले मापन स्थलों के लिए उपयुक्त है, जबकि परवलयिक एंटेना तरल और ठोस अवस्था के स्तरों के मापन के लिए उपयुक्त है और इसका उपयोग अत्यंत लंबी दूरी के मापन के लिए किया जा सकता है। छोटा हॉर्न एंटेना छोटे कंटेनरों के लिए उपयुक्त है, और फ्लैट एंटेना विभिन्न कार्य परिस्थितियों के लिए उपयुक्त है।

तरल जलस्तर मापने वाले उपकरणों के अनेक प्रकार होते हैं, और प्रत्येक मापन विधि की अपनी विशेषताएँ और प्रासंगिकता होती है। रडार जलस्तर मीटर तरल जलस्तर मापन में कुछ निश्चित आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। इनका कार्य प्रदर्शन स्थिर और विश्वसनीय होता है, संचालन सुविधाजनक और सुरक्षित होता है, इनमें हस्तक्षेप रोधी क्षमता प्रबल होती है, और मापने योग्य माध्यम का दायरा व्यापक होता है, जिससे उच्च मापन सटीकता प्राप्त की जा सकती है। अतः, अपनी विशेषताओं और लाभों के कारण, रडार जलस्तर मीटर का पेट्रोकेमिकल उद्योग में व्यापक उपयोग होना निश्चित है।