เครื่องวัดระดับแบบเรดาร์ (Radar Level Sensor)

เครื่องวัดระดับแบบเรดาร์ หรือ Radar Level Sensor คือ เครื่องวัดและแสดงระดับได้ทั้งของเหลวและผงเมล็ด ได้ บางคนเรียกว่า Microwave Level Transmitter หรือ Radar Level Transmitter ( แต่ต้องเลือกระหว่างรุ่นวัดของเหลว และ รุ่นวัดผงเม็ด) ใช้หลักการความถี่คลื่นในช่วง GHz ของ SIEMENS จะเน้นไปทางด้านของเหลวที่มีอุณหภูมิสูง มีไอ หรือ ควันระเหย และ เน้นรุ่นที่ใช้วัดผงเมล็ดโดยเฉพาะ เช่น ปูนซีเมนต์, ข้าว, น้ำตาล เป็นต้น ส่วน HONDA จะเน้นเกี่ยวกับงานวัดระดับของเหลวที่มีฟองทางด้านบน ซึ่งยี่ห้อนี้เป็นยี่ห้อเดียวที่สามารถวัดระดับทะลุความหนาของฟองได้

 จุดประสงค์ของ Radar sensor
จุดประสงค์การใช้งาน Radar sensor นั้น ถูกแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะการใช้งานหลัก ๆ คือ
1. ใช้เพื่องานตรวจสอบ (Monitoring) และดูผลลัพธ์ของข้อมูล เช่น ใช้แสดงผลของระดับน้ำในถัง, แสดงผลปริมาณปูนซีเมนต์ในถัง Silo หรือ ระดับน้ำแม่น้ำ แต่ Radar sensor จะเหมาะกับการใช้งานในพื้นที่อับอากาศและสภาวะที่รุนแรง เช่น แรงดันสูง อุณหภูมิสูง หรือมีการกัดกร่อน เป็นต้น
2. ใช้เพื่อการควบคุม (Control) อะไรบางอย่าง ยกตัวอย่างเช่น การควบคุมระดับสารเคมีในถังให้อยู่ในระดับที่ต้องการตลอดเวลา เป็นต้น

หลักการทำงานที่ใช้วัดของ Radar sensor
เซ็นเซอร์วัดระดับ (Level sensor) ประเภท Radar เป็นเซ็นเซอร์ที่ต้องหลักการของการสะท้อนคลื่นความที่สูง Radar ในการตรวจจับวัตถุต่าง ๆ โดยที่ Radar sensor ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวกลางในการส่งคลื่นจึงทำให้ Radar sensor สามารถใช้งานในพื้นที่อับอากาศและสภาวะรุนแรงได้เช่น แรงดันสูง อุณหภูมิสูง หรือมีการกัดกร่อน เป็นต้น และ Radar sensor เช่น รุ่น RM-902 มีมาตรฐานการป้องกันฝุ่นและน้ำที่ IP67 จึงทำให้ใช้งานได้ทนทาน Radar sensor มีความถี่สูงระดับ GHz

Radar sensor ทำงานแบบ FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave) โดยหลักการทำงานของ Radar sensor จะส่งคลื่น Radar ออกไปกระทบกับวัตถุ จากนั้นคลื่น Radar จะสะท้อนกลับมายังตัวรับของ Radar sensor จากนั้นจะทำการเปรียบเทียบคลื่น Radar ที่ส่งกับคลื่น Radar ที่สะท้อนกลับมา เพื่อหาค่าผลต่างของเวลา (∆t) ระหว่างคลื่น Radar ที่ส่งและคลื่น Radar ที่สะท้อนกลับมา โดยเราสามารถคำนวณหาระยะทางได้จากสมการดังนี้ 

โดยที่                       = ระยะทาง (m)
                               = ความเร็วแสง (m/s)
                              = เวลาในการเดินทางของคลื่น Radar ทั้งขาไป-ขากลับ (s)

   หลังจากที่คลื่น Radar กระทบกับวัตถุและสะท้อนกลับยังเสาอากาศ คลื่น Radar ที่สะท้อนกลับมานั้นจะถูกส่งเข้าไปยัง Beat Frequency เพื่อทำการเปรียบเทียบคลื่น Radar ที่ส่งและคลื่นที่สะท้อนกลับมา ซึ่งจะได้ผลต่างของเวลา (∆t) ระหว่างคลื่น Radar ที่ส่งและคลื่น Radar ที่สะท้อนกลับมา จากนั้นผลต่างของเวลาไปคำนวณที่ Time Calculator เพื่อคำนวณหาระยะทาง ส่งสัญญาณ Output เช่น 4-20mA ไปยัง Indicator เพื่อแสดงผล

ข้อดีของ Radar Sensor
1. Radar sensor ทำงานได้โดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับวัตถุภายในถัง
2. Radar sensor สามารถใช้ได้กับของเหลว กากตะกอน สารละลาย และของแข็งบางชนิด
3. ใช้งานได้ในพื้นที่อับอากาศและสภาวะรุนแรง เช่น ดวามดันสูง อุณหภูมิสูง สารเคมีที่กัดกร่อน มีไอระเหย เกิดฟองหรือโฟม หรือวัตถุที่ทำให้เกิดฝุ่นฟุ้งและหมอกควัน
4. Radar sensor ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ซึ่งทำให้เกิดการสึกกร่อนได้ยาก จึงไม่มีการซ่อมบำรุงบ่อย
5. มีความแม่นยำสูง

ข้อจำกัด Radar Sensor
1. ไม่เหมาะกับถังที่มีสิ่งกีดขวางระหว่าง Radar sensor กับวัตถุ ซึ่งอาจส่งผลต่อการสะท้อนของคลื่น Radar
2. ค่า dielectric constant (DC) ของวัตถุ มีผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพของการสะท้อน
3. Emission Angle มีผลต่อการวัดค่า จึงต้องคำนึงถึงขนาดถังที่วัดระดับและรุ่นของ Radar sensor
4. ราคาค่อนข้างสูง