בתעשיות עיבוד עץ, ייצור חשמל מביומסה וייצור נייר, מדידת מפלס בממגורות נסורת עץ הציבה זה מכבר אתגרים משמעותיים. חומר פשוט לכאורה זה מציג שלוש מלכודות עיקריות למדידת מפלס:
אתגרי מדידה: 1. הפרעות אבק: אבק עץ דק יוצר "ערפל מדידה" במהלך ההובלה, האבק המעופף מהווה אתגר למדידת מפלס שבבי עץ.
2. זווית מנוחה משתנה: תנודות בין 35°-55° בהתאם לתכולת הלחות
3. קבוע דיאלקטרי נמוך (ε≈1.8-2.5) גורם להחזרת אות חלשה
4. תופעות גישור: שילוב סיבים יוצר חללים ואותות רמה כוזבים
שילוב סיבים יוצר חללים ואותות רמה כוזבים
חיקויים של טכנולוגיות מדידת מפלס קונבנציונליות
- משדרי מפלס אולטרסאונד:
אבק סופג גלים אקוסטיים, וגורם לסחיפה של >15% במדידה
כאשר מצטבר נסורת, הפערים גדולים יחסית, ואפקט המדידה של
מד מפלס קולי גרוע.
משדרי לחץ טבולים:
סיבי עץ מסתבכים בין גלאים וגורמים נזק קבוע. משדרי לחץ טבולים משמשים למדידת מפלס נוזלים, כגון מים, סולר, דלק, אינם מתאימים לשבבי עץ.
משדר מפלס מכ"ם 80GHz: מהפכה במדידת שבבי עץ

שימוש בטכנולוגיית גל רציף מווסת תדר (FMCW) עם גלי מיקרו בתדר גבוה של 78-82GHz. אורך הגל של 3.6 מ"מ (שליש ממכ"ם רגיל של 26GHz) בשילוב עם זווית אלומה צרה של 12° מאפשר מיקוד מדויק:
1. מיקרוגלים בתדר גבוה חודרים ענני אבק
2. קרן צרה מונעת הפרעות קיר
3. אלגוריתם מעקב דינמי אחר משטחים מטפל במשטחים לא סדירים
4. טכנולוגיית שיפור הד מפצה על השתקפויות חלשות
Parameter
|
Ultrasonic
|
26GHz Radar
|
80GHz Radar
|
Dust Penetration
|
≤30%
|
≤50%
|
≤85%
|
Beam Angle
|
12°-15°
|
20°
|
3°-12°
|
Min. Dielectric Constant
|
N/A
|
≥2.0
|
≥1.5
|
Bridging Detection
|
None
|
Limited
|
Intelligent
|
מפרט טכני מרכזי של משדר רמת שבבי עץ: טווח תדרים: 78-82GHz (λ=3.6mm)
- מפלס סילו מקסימלי יכול להגיע ל-120 מטר
- דיוק: ±2 מ"מ (אפילו בסילואים בגובה 10 מטר ~ 20 מטר)
- זווית אלומה מתכווננת: 3°/6°/12° (ניתנת להגדרה באמצעות תוכנה)
- טמפרטורת תהליך: -40~200°C (עם ממשק טיהור אוויר)
- חומרי אנטנה: אטום/קרמי PTFE (מונע סתימה)
- עיבוד אותות: 64 ספקטרום/שנייה + זיהוי דפוסי הד באמצעות בינה מלאכותית
- פלט 4-20mA, אופציה עם HART ו- MODBUS RTU
- זווית כוונון אוגן אוניברסלית, מתאימה למדידה מוצקה, גודל האוגן יכול להיות 3”, 4”, 5” 6” ו-8 אינץ'.

אוגן גימבל למדידת שבבי עץ מלא
מקרה בוחן תעשייתי:
תחנת כוח ביומסה שהושגה לאחר יישום מכ"ם 80GHz:
1. יציבות המדידה עלתה מ-68% ל-99.2%
2. חיסכון שנתי בתחזוקה: 400,000 יואן סיני
3. ניצול הסילו השתפר ב-22%
4. ביטול זמן השבתה הקשור לגישור