Radarblikk på nivået

Grovt regnet fins det ti forskjellige metoder for å måle nivå i tanker. Ingen av de enkelte målemetodene dekker alle krav og behov, men radarbaserte sensorer er på bølgelengde med prosessindustrien – de løser flere oppgaver enn noen andre. Teknologien er i ferd med å bli bredt akseptert, og enkelte leverandører har økt det årlige salget med over 300 prosent de siste fem årene.

Hovedårsaken er at prisen har falt til et nivå som er konkurransedyktig med andre teknologier. Ved inngangen til 90-årene kostet radarbaserte målere om lag 100.000 kroner. I dag er prisen nede på rundt 15.000 kroner for de billigste på markedet.

En annen viktig årsak til at radarutstyret øker markedsandelen sterkt, er at du nå kan få instrumenter i toleder-utførelse; målesignal og strømforsyning går på samme ledningspar. Det betyr at eksisterende kabler kan benyttes når andre typer målere skal byttes ut med radarsensorer.

Spesialister

Hyptech AS i Drammen har spesialisert seg på nivåmåling, med spesiell vekt på berøringsløse teknologier som radar, ultralyd, mikrobølger, vibrasjon og gammastråler. Salgssjef Pål Kvam har over 20 års erfaring med nivåmåling, og er som guru å regne innen berøringsløse måleprinsipper – hvor sensoren ikke er i direkte kontakt med mediet som skal måles.

Kvam hevder at denne typen transmittere kommer til å øke voldsomt de nærmeste årene. De vil ta mer og mer over for etablerte løsninger som trykk- og differansetrykkceller, flottører og displacere. – Radarteknologien er den store vinneren. Hoveddelen av utviklingen hos vår leverandør Vega ligger på radarmålere.

Mange fordeler

Et av radarmålernes største fortrinn kontra andre måleprinsipper er at de kan måle nivået i nesten alle typer medier, det være seg væsker, pulver, granulater eller noe midt i mellom. Det eneste kravet er at mediet har en viss dielektrisk motstand. Dessuten kan instrumentene på en enkel, rimelig og renslig måte monteres i toppen av tankene.

Målerne er også presise, stabile og så godt som upåvirket av temperatur- og trykkvariasjoner, damp, densitet, eller turbulens. Siden sensorene er uten bevegelige deler og ikke kommer i fysisk kontakt med mediet de skal måle, trenger de ikke vedlikeholdes eller rekalibreres. Dessuten går det an å måle gjennom veggen på tanker som er laget av ikke-metalliske materialer.

Nivåmålinger som tidligere ikke har vært realiserbare, kan utføres med radarsensorer: Hydro Aluminium i Høyanger måler nivået direkte i smelteovnen, hvor temperaturen er oppe i 1500 grader.

Kunnskapsmangel

Med så mange fordeler; hvorfor har ikke radarmålerne for lengst tatt rotta på andre måleprinsipper? Først og fremst fordi det skorter på kunnskap både hos brukerne og leverandørene, tror Pål Kvam.

Hyptech forsøker å bedre situasjonen ved å holde kurs om berøringsfrie måleteknikker for kunder og tekniske skoler. For å øke bedriftens egen kompetanse på teknikk og forskjellige anvendelser, er selgerne selv ansvarlige for å sette utstyret de har solgt i drift.

Mangel på lærbøker er en begrensende faktor for skoleverket. Vega har nylig lansert en engelskspråklig lærebok om radarmålere, som er skrevet av leverandørens teknologisjef Peter Devine.

Vrient å velge riktig

De berøringsfrie måleprinsippene får lett et ufortjent dårlig rykte på grunn av feilmontering og feil valg av utstyr. Å spesifisere en radarbasert nivåmåler krever at du holder tunga rett i munnen.

De viktigste spørsmålene for valg av utstyr er hva slags medium du skal måle, hvordan fyllingen av tanken foregår, hvor høyt trykket og temperaturen er, og hvilke monteringsmuligheter som finnes. I tillegg har mediets dielektriske motstand betydning for radarmålerne.

Frekvensen på utstyret ligger mellom 6 og 26 gigahertz, men det er ingen enkeltfrekvens som dekker alle anvendelser. Høye frekvenser gir god fokusering og bedre nøyaktighet. Ulempene er at sensorene lett påvirkes av tilsmussing, og at de er dårlig egnet der det er skum på overflaten. Med høye frekvenser kan sensorene ha små antenner og monteres i små tanker hvor det er liten klaring til mediet.

I anvendelser med stor damputvikling og tendenser til groing, skummende medier og høyere trykk og temperatur, er utstyr med lav frekvens best egnet.

Velkjent prinsipp

Radar står for Radio Detection And Ranging – en metode for å lokalisere og måle objekter med hjelp av elektromagnetiske bølger. Konsentrerte bølger sendes ut fra en antenne. Hvis bølgene treffer et objekt, blir de reflektert med en intensitet som er avhengig av objektets materiale.

Allerede i 1864 skrev James Clerk Maxwell om radiobølger i sin teori om elektromagnetisme. Heinrich Rudolf Hertz utførte i 1886-87 forsøk som bekreftet Maxwells teori om at elektromagnetiske bølger beveger seg med lysets hastighet i fritt rom, uavhengig av bølgelengden.

I 1904 tok den tyske ingeniøren Christian Hülsmeier ut patent på radarapparatet Telemobilscope, som kunne varsle om gjenstander av metall dukket opp. Fram mot andre verdenskrig ble radaren utviklet til å oppdage fiendtlige fly. I moderne tid er teknologien blant annet brukt i mikrobølgeovner og til å måle hastighet på kjøretøy.

Gjennombrudd i 1997

Tidlig på 70-tallet ble radarbaserte instrumenter utviklet for å måle nivået på råolje i tankskip. På 80-tallet ble radarmålere også tatt i bruk i prosessindustrien. I 1997 kom et stort gjennombrudd da Vega lanserte en toleder-transmitter til under halvparten av prisen.

I dag er Vega markedsleder innen nivåmåling basert på radarteknologi. Andre kjente leverandører er Endress+Hauser, Enraf, Krohne, Milltronics – som er eid av Siemens, Saab og Siemens.