Měření hladiny metodou TDR

Zkratka technologie TDR vychází z plného anglického názvu „Time Domain Reflectometry“, volně přeloženo jako měření doby odrazu. Jinak řečeno, jde o princip podobný radaru. Také proto je na stránkách českých společností obvykle najdete pod položkou „Řízený radar“ nebo "Radarový hladinoměr s vedenou vlnou".

Jak již tedy výše uvedené napovídá, tato metoda využívá technologie měření doby šíření (letu) elektromagnetické vlny. Zde však navíc vedené uvnitř vlnovodu (koaxiální sondy). Elektronika snímače ji vysílá v podobě nízkoenergetických elektromagnetických pulsů, které se šíří měřicí sondou snímače až k jejímu konci. Pokud není sonda v kontaktu s kapalinou, elmag. pulsy se neodrážejí zpět a snímač tedy kapalinu „nevidí“. Jakmile elmag. puls v sondě dosáhne hladiny kapaliny, jeho část (část energie pulsu) se odrazí a zpět se šíří po sondě do elektroniky snímače. Ta pak následně z rozdílu času mezi vysláním a zpětným přijetím pulsu vypočítá aktuální výšku hladiny kapaliny, kterou zobrazí na displeji či ji například převede na odpovídající analogový výstup, případně sepne nebo rozepne příslušné limitní výstupy.

Z principu je patrné, že jde o kontaktní měřicí metodu, kde sonda snímače musí být v přímém kontaktu s měřenou kapalinou. Kapalina tak musí být takové povahy a chemického složení, aby nebyla ovlivňována nebo naopak neovlivňovala (degradovala) sondu. Nelze ji tedy použít pro snímání agresivních látek, kam se naopak výborně hodí bezkontaktní metody měření. Nejde tedy o přímou konkurenci například bezkontaktních ultrazvukových či kapacitních hladinových snímačů, které pracují zcela bezdotykově či bez přímého dotyku s kapalinou. Na druhou stranu je tento měřicí princip velmi přesný (měření s chybou jen 3 mm) i při použití měřících sond délky až 2 m. Navíc například oproti ultrazvukovým čidlům není měření ovlivňováno pěnou na hladině kapaliny či výpary nad ní. Také na měření nemá žádný vliv změna parametrů kapaliny, jako je její hustota, teplota, chemické složení apod. Laicky řečeno: Jednou nakalibrovaný snímač umožňuje měřit jakoukoliv kapalinu se stejnou přesností. Sondy lze také vybavit polyamidovým filtrem v podobě síťky, která propustí kapalinu, ale nečistoty na ní ulpí a nedojde tak k narušení měření ve znečištěných tekutinách.

V nabídce společnosti Sick jsou aktuálně hned dva typy snímačů využívající technologii TDR. Jsou jimi řady LFT a LFP.
Prvně jmenovaná řada LFT představuje univerzální TDR snímače pro přesné a spolehlivé měření ve standardních i malých nádobách a zásobnících, které umožňují limitní i analogové měření nezávisle na druhu kapaliny. V případě, že je kapalina kterou potřebujete měřit znečištěná, nabízí LFT řešení v podobě polyamidového filtru, který zabrání znečištění sondy kapaliny.

Řada LFP pak představuje hygienické provedení snímačů hladiny kapaliny díky použití materiálů ve shodě s FDA, jako je speciální potravinářská verze nerezové oceli. To plně dostačuje všem hygienickým předpisům, což dokazuje i certifikát EHEDG, který garantuje optimální čistotu i při nejvyšších požadavcích na hygienu. Snímači řady LFP také disponují systémem mechanického připojení s možností použití různých adaptérů pro snadnou a rychlou montáž v různých částech výrobního procesu. Odolnost proti vysokým teplotám a tlakům umožňuje využít čisticích procesů CIP a SIP. LFP snímače mohou opět pracovat v podobě průběžného měření nebo limitní detekci výšky hladiny. S tím korespondují i spínané a analogové výstupy, kde místo jejich spínání a rozsah analogového signálu lze volně nastavit dle potřeby. Varianta s IO-Link rozhraním je pak určena pro výrobní procesy, kde je vyžadována digitální komunikace a přenos dat do nadřazeného řídicího systému (procesu) či napojení mnoha snímačů na PLC či PC jedním kabelem.