Misura di livello in serbatoi di vetro con sensore radar a 80 GHz

Jürgen Skowaisa

 L’azienda De Dietrich Process Systems specializzata in impianti in vetro QVF® utilizza la nuova tecnica di misura radar ad alta frequenza per consentire ai propri utenti un netto miglioramento del monitoraggio dei processi.

Oltre ai numerosi altri vantaggi offerti dai nuovi sensori radar, per la misura di livello a 80 GHz nei serbatoi di vetro sono determinanti due fattori: gli attacchi di processo di piccole dimensioni e la possibilità di effettuare la misura attraverso materiali non conduttivi. Spesso i serbatoi in vetro sono più piccoli rispetto ai modelli impiegati in altri impianti chimici e non di rado i nuovi processi vengono testati su piccola scala prima di essere realizzati su scala industriale. Un controllo del processo preciso e affidabile è indispensabile, ma proprio qui i tradizionali sistemi di misura rivelavano i propri limiti. Da un lato è richiesta un’elevata resistenza chimica, possibilmente pari a quella del vetro borosilicato 3.3 o del PTFE. Dall’altro lato gli attacchi di processo sono generalmente più piccoli di DN 100. I sensori radar VEGAPULS 64 soddisfano entrambe le esigenze.

Piccoli attacchi di processo grazie alla frequenza di trasmissione più elevata

Per il collegamento dei sensori VEGA alle apparecchiature in vetro è stato necessario sviluppare una nuova soluzione.
La focalizzazione del segnale di un sensore radar dipende essenzialmente dalla frequenza di trasmissione e dal diametro dell’antenna. Nella prassi, questo significa che l’impiego di una frequenza di trasmissione tre volte superiore consente di migliorare dello stesso fattore la focalizzazione dei segnali radar. Il risultato di misura risente molto meno di influssi legati alla presenza di installazioni interne, come miscelatori e dispositivi di riscaldamento, o al montaggio vicino alla parete del serbatoio. È possibile impiegare attacchi di processo nettamente più piccoli e ottenere ugualmente un’ottima focalizzazione del segnale. Mentre con un sensore radar a 26 GHz per ottenere una focalizzazione di ca. 8° è necessario un attacco di processo DN 100, con i sensori VEGAPULS 64 a 80 GHz è sufficiente un attacco filettato da 1½". Con il più piccolo attacco disponibile (¾") si ottiene un angolo di apertura di 14°. Pertanto i sensori radar sono particolarmente idonei all’impiego in serbatoi con piccoli attacchi di processo, come quelli utilizzati nelle apparecchiature in vetro.

Separazione dal processo altamente resistente in PTFE

Gli attacchi sulle flange di vetro si realizzano con guarnizioni in PTFE e flange di accoppiamento in acciaio speciale o resina. Poiché i segnali radar sono in grado di penetrare attraverso le materie plastiche come il PTFE praticamente quasi senza subire alcuna attenuazione, VEGA ha sviluppato insieme a De Dietrich Process Systems un adattatore che può essere montato semplicemente sull’attacco di processo preesistente di un serbatoio in vetro QVF®. La forma dell’adattatore è stata simulata e ottimizzata tramite un software, in modo da soddisfare al meglio le esigenze della tecnica di misura radar e della riflessione del segnale. Il risultato è un sensore radar con un attacco di processo in PTFE altamente resistente, che può essere montato direttamente sulla flangia in vetro di un’apparecchiatura di vetro. Il sensore fornisce un valore di misura con precisione millimetrica, indipendentemente dal prodotto e dalle condizioni di processo.

Spesso i serbatoi in vetro sono di piccole dimensioni. Pertanto sono necessari sensori con piccoli attacchi di processo, come quelli offerti dal VEGAPULS 64.

«In occasione del lancio dei sensori radar a 80 GHz di VEGA ci siamo subito chiesti se  sarebbero stati idonei anche all’impiego nelle apparecchiature in vetro QVF® di De  Dietrich  Process Systems. Si tratta di un materiale con caratteristiche molto diverse da quelle dei  materiali comunemente impiegati per i serbatoi di stoccaggio. Grazie all’ottima collaborazione con VEGA siamo riusciti a sviluppare una soluzione ad hoc per i nostri apparecchi in vetro che consente l’attacco semplice e affi  dabile dei sensori VEGA alla fl angia in vetro delle apparecchiature QVF® SUPRA-Line. Le soluzioni trovate sono molto promettenti anche per l’impiego di ulteriori sensori VEGA per la misura di pressione e il rilevamento di soglia di livello.»

Claudius Hansel, esperto di tecnica di misura e regolazione QVF®, De Dietrich Process Systems

Il VEGAPULS 64 fornisce un valore di misura con precisione millimetrica indipendentemente dal prodotto e dalle condizioni di processo.

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