레이더식 레벨 측정기와 초음파식 레벨 ​​측정기의 비교

I. 업무 원칙의 차이점

• 레이더식 레벨 측정기: 고주파 전자기파(일반적으로 6GHz, 26GHz 또는 80GHz)를 방출합니다. 이 파동은 매질의 표면에서 반사되고, 측정기는 송신과 수신 사이의 시간 차이를 기반으로 액체 레벨을 계산합니다.

• 초음파 레벨 측정기: 초음파(주파수 보통 20kHz~200kHz)를 방출합니다. 음파는 매질의 표면에서 반사되고, 송신 시간과 수신 시간의 차이를 이용하여 레벨을 측정합니다.

II. 장점 비교

레이더식 수평계의 장점

1. 환경적 요인에 대한 면역력

• 전자기파의 전파는 공기 습도, 온도, 압력, 먼지 또는 증기의 영향을 거의 받지 않습니다. 따라서 먼지가 많은 시멘트 사일로, 증기가 많이 발생하는 조리 탱크 또는 부식성 가스 환경과 같은 가혹한 환경에서도 안정성을 유지합니다.

• 예: 비료 공장의 암모니아 탱크에서는 초음파 신호가 암모니아에 의해 쉽게 감쇠되지만, 레이더는 정상적으로 작동합니다.

2. 적용 가능한 매체의 범위가 더욱 넓어짐

• 고점도, 휘발성 또는 부식성이 강한 매체(예: 원유, 산-알칼리 용액)는 물론 고체 입자(예: 석탄, 광석) 및 거품이 있는 액체의 측정에 적합합니다.

• 매질의 음파 흡수에 대한 우려가 없습니다(고점도 액체를 사용하는 초음파 측정기에서 흔히 발생하는 문제).

3. 더 긴 측정 거리와 더 높은 정확도

• 일반적인 측정 범위는 0.1m~100m이며, 일부 모델은 최대 200m까지 측정 가능합니다. 측정 정확도는 일반적으로 ±0.1% FS(전체 스케일)이며, 고주파 레이더(예: 80GHz)의 경우 더욱 정밀합니다.

• 초음파 측정기는 일반적으로 최대 측정 범위가 0.1m~10m이고 정확도는 ±0.5% FS이며, 거리가 멀어질수록 오차가 커집니다.

4. 더욱 강력한 간섭 방지 기능

• 기계적 진동이나 전자기 간섭의 영향을 받지 않으므로 모터, 펌프 또는 기타 장비가 밀집된 산업 현장에 이상적입니다.

초음파 레벨 측정기의 장점

1. 더 낮은 비용

• 기술이 단순해지면 제조 비용이 절감되어 기본적인 측정 요구 사항만 충족하면 되는 예산 제약이 있는 시나리오(예: 일반 물탱크, 정수 저장탱크)에 적합합니다.

2. 더욱 간편한 설치 및 디버깅

• 복잡한 파라미터 설정이 필요 없습니다(매질의 유전 상수를 설정해야 하는 레이더와는 다릅니다). 작동 및 유지 보수에 필요한 기술 수준이 낮습니다.

3. 비금속 용기와의 호환성이 더 뛰어납니다.

• 플라스틱, 유리 또는 기타 비금속 용기의 경우, 초음파는 용기 벽을 투과하여 측정할 수 있지만(벽면 설치 시), 레이더는 용기 벽에서의 반사로 인해 정확도 문제가 발생할 수 있습니다.

III. 불리한 점 비교

레이더식 수평계 사용의 단점

1. 더 높은 비용

• 일반적으로 구매 비용이 초음파 측정기보다 3~10배 높기 때문에 저비용으로 대규모의 간단한 측정이 필요한 상황에는 적합하지 않습니다.

2. 엄격한 설치 요구 사항

• 컨테이너 내부에 있는 교반기나 사다리와 같은 장애물은 전자기파를 방해할 수 있으므로 사각지대를 피하기 위해서는 정밀한 보정이 필요합니다. 반사 간섭을 방지하기 위해 설치 장소는 탱크 벽에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.

• 유전율이 낮은 매질(예: 휘발유, 액화 가스)의 경우, 반사 신호가 약하기 때문에 특수 모델(예: 유도파 레이더)이 필요할 수 있습니다.

3. 유지보수 복잡성 증가

• 문제 해결에는 전문적인 지식이 필요합니다. 예를 들어, 기름이나 먼지로 덮인 고주파 레이더 안테나는 신호 반사를 약화시키므로 정기적인 청소가 필요합니다.

초음파 레벨 측정기의 단점

1. 환경적 요인에 대한 민감성

• 음파는 공기 습도, 온도, 먼지 또는 증기에 의해 쉽게 감쇠됩니다. 습도가 높은 환경(예: 제지 공장), 먼지가 많은 환경(예: 광산 사일로) 또는 고온(>60℃) 환경에서는 측정 오류가 증가하거나 측정이 완전히 불가능해질 수 있습니다.

• 예시: 보일러 증기 파이프 근처에서는 초음파 신호가 심하게 교란되는 반면, 레이더는 영향을 받지 않습니다.

2. 적용 가능한 매체가 제한적입니다.

• 점도가 높거나 휘발성이 강하거나 기포가 포함된 액체(예: 아스팔트, 맥주 발효액)는 음파 흡수 또는 산란으로 인해 측정할 수 없습니다. 또한 고체 입자(음파를 산란시키기 쉬움)에도 적합하지 않습니다.

3. 제한된 범위 및 정확도

• 최대 측정 범위는 일반적으로 10m 미만이며, 거리가 멀어질수록 정확도가 떨어집니다. 0.5m 미만의 낮은 측정 거리에서는 사각지대 간섭이 발생하기 쉽습니다.

IV. 적용 가능한 시나리오 요약

​

V. 결론

• 레이더식 레벨 측정기는 복잡한 작업 환경(가혹한 환경, 특수 매체, 장거리)에서 탁월한 성능을 발휘하지만, 가격이 높고 설치/유지보수 요건이 더 까다롭습니다.

• 초음파 레벨 측정기는 비용이 저렴하고 작동이 간편하여 일반적인 환경(상온, 청정 환경, 단거리)에 적합하지만, 간섭 방지 기능은 약합니다.

선택은 실제 조건(환경, 매체, 범위, 예산)을 기반으로 해야 하며, 필요한 경우 현장 테스트를 통해 적합성을 확인하는 것이 좋습니다.