120GHz 周波数変調連続波レーダーレベルゲージ – 産業用レベル測定のイノベーター

Dec 26, 2025

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製品原理

 

パルスレーダーとは異なり、連続波レーダー受信機は、ターゲットのエコーとレーダーの送信信号の混合から生じる差周波信号を処理します。これにより、連続波レーダーが高範囲分解能を達成しやすくなります。さらに、連続波レーダー システムの送信信号の帯域幅によって、その距離分解能が決まります。帯域幅が広いほど、範囲の分解能が高くなります。

レーダーの送信信号のエネルギーが大きいほど、そのターゲット検出能力は強力になります。送信信号エネルギーは、送信信号電力と送信信号帯域幅の積によって決まります。パルス レーダー信号エネルギー式の導出に基づくと、線形周波数変調 (LFM) 連続波レーダーの等価パルス パワーは、送信パワーよりもその時間-帯域積の倍数だけ高くなります。したがって、LFM 連続波レーダーの送信信号エネルギーは、同じパラメータのパルスレーダーよりも大幅に高く、その結果、他のタイプのレーダーと比較して目標検出能力が高くなります。

 

従来の低周波パルス レーダーと比較して、ミリ波周波数変調レーダーには、ビーム角が小さく、信号対雑音比が高いなどの利点があります。--限られたスペースで広い範囲に設置して測定できるため、設置要件とインテグレーターのコストが削減されます。一方、周波数変調連続波レーダーは、蓄積時間を変えることでフィールド環境からの干渉を効果的に検出でき、その対干渉性能はパルスレーダーよりもはるかに優れています。-

 

製品の用途

 

I. 石油化学産業: 従来の貯蔵タンクと複雑な運転条件の精度の違い

1. 従来の原油貯蔵タンク

典型的なシナリオ: 石油化学産業の原油貯蔵タンク。原油または精製石油製品が入っており、単純な内部構造で常温常圧環境で動作します。

精度性能: 公称精度: ±3mm。

実際のパフォーマンス: Chirp-Z 変換アルゴリズムを使用して最適化され、粉塵濃度 500mg/m3 の環境でも 30 メートルの範囲内で ±3mm の精度を維持します。

テクニカル サポート: 6 GHz 帯域幅と FFT スペクトル解析を組み合わせてノイズ フロア モデルを動的に生成し、干渉を抑制します。温度センサー(精度±0.1度)により電磁波速度をリアルタイムに補正します。

2. 高温-高圧-原子炉

典型的なシナリオ: 高温 (200 度)、高圧 (5MPa)、腐食性の高い液体を含む精製反応器。蒸気と撹拌が伴います。

精度性能: 公称精度: ±1mm。

実際の性能: 石英絶縁フランジと放熱パイプの設計と温度勾配補償アルゴリズムの組み合わせにより、200 度で 30 メートルの範囲内の精度変動は ±1 mm 未満です。

技術サポート: 航空宇宙-グレードのセラミック アンテナにより信号の安定性が向上します。位相差アルゴリズムが真の液体表面を識別します。 CFAR (一定誤警報率) 検出により泡の干渉を抑制します。

 

II.製薬業界: 衛生要件と複雑な運用条件への正確な適応

1. 無菌タンクと反応器

典型的なシナリオ: 製薬工場の無菌タンクと反応器。高純度の医薬品溶液が含まれ、FDA 認証が必要で、蒸気、結露、強い撹拌が存在する環境で動作します。{0}

精度性能:公称精度:±1mm。

実際のパフォーマンス: パーフルオロプラスチック (PFA) アンテナと 316L ステンレス鋼ケーシングが耐食性を提供します。半球レンズアンテナにより結露の付着を軽減します。蒸気の多い環境でも信号の減衰は 5% 未満であり、±1mm の精度を維持します。

技術サポート: 4 度のビーム角度により、撹拌機や加熱コイルを回避します。エコー学習機能により、ノイズフロアモデルを動的に生成します。

2. 小さな容器と複雑な構造

典型的なシナリオ: 研究室または小規模な生産ラインにある、小さな容器を備えた高価値の医薬品溶液の貯蔵タンク({0}})<5 meters) and complex internal structures (e.g., agitators, baffles).

精度性能:公称精度:±3mm。

実績性能:集光レンズにより照射角を3度に絞ることで、5メートル以内の障害物を回避します。ソフトウェアパラメータの調整(平均化周波数を上げるなど)と組み合わせることで、精度を±2mmまで向上させることができます。

テクニカル サポート: デュアル-コア ARM Cortex-A9 プロセッサが 3D エコー画像をリアルタイムで処理し、干渉領域を動的にシールドします。

 

Ⅲ.軍事および航空宇宙: 極限環境における精度の限界

1. 航空燃料貯蔵タンク

典型的なシナリオ: 強い電磁干渉と極端な温度 (-60 度) の環境にある、極低温液体水素/液体酸素を含む航空宇宙分野の燃料貯蔵タンク。

精度性能:公称精度:±0.3mm。

実際のパフォーマンス: 50- メートルの範囲内で、10 GHz の帯域幅と航空宇宙グレードの FPGA チップを使用し、位相差アルゴリズムと組み合わせることで、精度は ±0.3 mm で安定します。

テクニカル サポート: 耐放射線性チップとセラミック アンテナが信号の安定性を確保します。{0}暗号化されたインターフェイスは安全なアルゴリズムを有効にします。

2. 船舶および船舶

典型的なシナリオ: 激しい振動、塩水噴霧腐食、電磁干渉のある環境にある、ディーゼルまたは海水が入った船舶の燃料タンクとバラスト水タンク。

精度性能:公称精度:±1mm。

実際の性能: 316L ステンレス鋼 + アルミニウム合金複合シェルと IP67 保護等級により、50 メートルの範囲内の振動試験 (100,000 サイクル) 中に精度のドリフトは観察されませんでした。塩水噴霧条件下でも精度は±1mmを維持しました。

テクニカル サポート: 周波数ホッピング技術は無線周波数干渉に耐性があり、リモート ファームウェア アップグレードにより長期的な安定性が確保されます。{0}}

 

IV.環境保護と都市工学: 過酷な環境における経済的な選択

1. 排水処理曝気槽

典型的なシナリオ: 泡、汚泥、および高湿度を伴う廃水を含む、下水処理プラントの曝気タンク。

精度性能:公称精度:±3mm。

実際の性能:変動範囲内で平均データ点数を調整(例:10点に増やす)することで、±2mmまで精度を向上させることができます。

テクニカル サポート: ダイナミック ゲイン コントロールにより信号対雑音比が向上し、-対-無線周波数干渉技術により携帯電話信号の影響が軽減されます. 2.。セメント プラント サイロ

典型的なシナリオ: 媒体として粉塵 (濃度 500mg/m3) を使用し、周囲温度が -25 度から 65 度の範囲にある、セメント工場の石灰石またはクリンカーのサイロ。

精度性能:公称精度:±3mm。

実際のパフォーマンス: 6 GHz 帯域幅と Chirp- Z 変換アルゴリズムの組み合わせにより、20 メートルの範囲内のノイズを効果的にフィルタリングし、±3 mm の精度を維持します。

技術サポート: PTFE アンテナ素材は埃の付着を防ぎます。温度補償アルゴリズムにより環境の影響が補正されます。

 

技術的な利点

 

I. 高周波レーダー技術の設計と環境適応

1. 超高周波および狭ビーム設計-

120GHz 周波数変調連続波 (FMCW) レーダーは、わずか 2.5mm の波長と 3 度から 4 度という低いビーム角度の 122GHz ミリ波技術を利用しています。-。この物理的特性により、塵や蒸気などの干渉媒体を透過したときの減衰が少なくなります。例えば、粉塵が500g/m3のセメント工場環境でも±5mmの精度を維持できます。また、ナロービーム設計により、タンクの壁や支柱などの障害物を効果的に回避できるため、直径 1 メートルの狭いタンクでも正確な測定が可能になります。

2. 高-受信機モジュール

受信機モジュールのダイナミック信号範囲は 120dB で、-110dBm までの弱いエコーを検出できます。液化天然ガス(ε=1.8)などの低誘電率媒体では、差動信号処理技術により誤差を±3mm以内に制御します。軍用グレードのカスタマイズされたモデルは、10GHz 帯域幅と FPGA チップと組み合わせて、液体水素/液体酸素などの極端なシナリオで ±0.3mm の精度を達成します。

3. 耐食性と極限環境への適応性

316L ステンレス鋼のケーシングと IP67 保護等級は従来の腐食に耐え、PFA パーフルオロプラスチック アンテナは濃硫酸貯蔵タンク内で 20 度から 250 度の温度に耐え、±3mm の精度を維持しながらステンレス鋼と比較して寿命を 3 倍延長します。高温高圧モデルは、-40 度から 110 度、100MPa の環境でも安定しています。

 

II.高度なアルゴリズムとインテリジェントな診断

1. 信号処理とエラーの最適化

Chirp-Z 変換: 従来の FFT アルゴリズムを置き換えることにより、測距誤差が ±3.75cm から ±0.3mm に減少します。石炭-石油化プロジェクトの 150{5}} メートルの貯蔵タンクでは、実際の誤差は ±4.8mm に最適化されています。{6}}

エコー学習とノイズフロアモデル: ノイズフロア曲線を自動的に生成し、強い撹拌または泡で覆われた液体条件下で変動範囲を±8mmから±3mmに圧縮します。{2}}

安定性パラメータ設定: 5 つのデータポイントを平均することにより、振動干渉によって引き起こされる誤差を ±4mm から ±1.5mm に減らすことができます。

2.- リアルタイム補正と動的調整: 温度センサーは動的補正アルゴリズムと組み合わされて、85 度でも ±1 mm の精度を維持し、10 度の温度変化ごとに誤差はわずか ±0.5 mm しか増加しません。

3. インテリジェントな診断とリモート メンテナンス: このデバイスは、磁気ペンまたはタッチスクリーンを使用したオンサイト キャリブレーションをサポートし、HART/Profibus プロトコル経由で診断データを出力します。これにより、信号強度やアンテナ ステータスなどのパラメータのリアルタイム監視が可能になります。-防爆モデル (Ex ia IIC T6 Ga) はリモート ファームウェア アップグレードをサポートし、メンテナンスのためのダウンタイムを削減します。

 

Ⅲ.完全なシナリオ適応性とカスタマイズ機能-

1.-超広い測定範囲とモジュラー設計: 120 GHz レーダーは、0.1 メートルから 150 メートルの超広い測定範囲をカバーし、従来のレーダーと比較して有効距離が 40% 増加します。-モジュラー設計では、さまざまなコンテナ サイズに適応できる、7.5 メートル、15 メートル、30 メートルの 3 つのサブモデルが提供されています。{8}}

2. 複雑な動作条件と業界認証

防爆-安全性: Ex ia IIC T6 Ga 認証により、天然ガス採掘現場などのゾーン 0/ゾーン 1 環境で 30 メートルの範囲内で ±3 mm の精度で使用できます。

衛生的な設計: パーフルオロプラスチックのアンテナと 316L ステンレス鋼のハウジングは、製薬業界の FDA 認証要件を満たしています。無菌タンクでは、4 度のビーム角度により撹拌機の干渉が回避され、±1mm の精度が達成されます。

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