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