Trong bồn nhỏ có bọt dày, radar 80 GHz xử lý phản hồi khác biệt đáng kể so với 6/25 GHz về cơ chế vật lý, thuật toán xử lý tín hiệu và kết quả đo được. Dưới đây là phân tích chi tiết từ góc độ kỹ thuật đo mức radar.
Cơ chế vật lý khác biệt
80 GHz (bước sóng ~3.75 mm):
-
Phản xạ chủ yếu từ bề mặt trên của bọt do bước sóng ngắn tương tác mạnh với cấu trúc bọt
-
Khó “xuyên thủng” bọt dày để đạt mặt chất lỏng thực, đặc biệt với bọt ẩm/đặc có độ dẫn điện cao
-
Chùm hẹp (~4° trên LR120) giúp tập trung năng lượng và giảm nhiễu từ thành bồn/cấu kiện
6 GHz (bước sóng ~50 mm):
-
Có khả năng “nhìn xuyên” bọt tốt hơn để phát hiện mặt chất lỏng thực bên dưới lớp bọt
-
Bước sóng dài ít bị tán xạ bởi cấu trúc bọt, đặc biệt với bọt có bong bóng lớn/thưa
-
Chùm rộng hơn nên dễ bị nhiễu từ thành bồn nhỏ, cần ăng-ten lớn để thu hẹp chùm
25 GHz (bước sóng ~12 mm):
-
Đặc tính trung gian: xuyên bọt tương đối nhưng không bằng 6 GHz, độ phân giải cao hơn 6 GHz nhưng thấp hơn 80 GHz
-
Phù hợp bọt vừa phải và cần cân bằng giữa xuyên thủng và độ chính xác
Xử lý tín hiệu và thuật toán
80 GHz FMCW (LR110/LR120):
-
Xử lý nhiều tần số liên tục trong dải 78-82 GHz để tăng độ phân giải và SNR
-
Thuật toán false-echo suppression tiên tiến để phân biệt echo từ bọt và echo từ mặt chất lỏng
-
Near-zero blanking cho phép đo sát bề mặt cảm biến khi bọt dâng cao
-
Bluetooth mobile IQ hỗ trợ cấu hình/chẩn đoán từ xa để tối ưu thông số phát hiện bọt
6/25 GHz Pulse (LR200/LR250):
-
Phát xung ngắn và đo thời gian bay khứ hồi (ToF)
-
Thuật toán xử lý đơn giản hơn nhưng phụ thuộc nhiều vào biên độ echo
-
Quick Start Wizard và lập trình hồng ngoại không mở nắp ở khu vực nguy hiểm
-
Cần hiệu chỉnh ngưỡng phát hiện thủ công để phân biệt bọt và chất lỏng
Kịch bản thực tế trong bồn nhỏ/bọt dày
Bọt nhẹ-trung bình (≤20 cm)
-
80 GHz ưu thế: đo “xuyên qua” bọt như không có gì, độ chính xác ±2-5 mm, beam hẹp tránh nhiễu thành bồn
-
6/25 GHz có thể bị dao động do phản xạ không ổn định từ cấu trúc bọt thay đổi
Bọt dày/ẩm (>50 cm)
-
6 GHz ưu thế: “nhìn xuyên” đến mặt chất lỏng thực, cho kết quả ổn định hơn
-
80 GHz có thể bị “mắc kẹt” ở bề mặt bọt, đọc sai mức thực tế
-
25 GHz (LR250) là lựa chọn trung gian khi cần cân bằng xuyên thủng và độ chính xác
Bọt có tính dẫn điện cao (detergent, protein)
-
6 GHz tốt nhất do ít bị hấp thụ bởi thành phần nước/ion trong bọt
-
80 GHz bị suy hao mạnh, có thể mất tín hiệu hoàn toàn
Chiến lược tối ưu theo từng trường hợp
Ưu tiên 80 GHz khi:
-
Bọt nhẹ, không ổn định, biến thiên theo chu kỳ
-
Bồn nhỏ có nhiều vòi phun/cấu kiện cần beam hẹp
-
Yêu cầu độ chính xác cao và near-zero blanking
-
Có Bluetooth để cấu hình an toàn từ xa
Ưu tiên 6 GHz khi:
-
Bọt dày >30-50 cm, đặc biệt bọt ẩm/có tính dẫn
-
Cần đo mức chất lỏng thực bên dưới bọt
-
Điều kiện áp suất/nhiệt độ cao (LR200 chịu được điều kiện khắc nghiệt hơn)
-
Bọt có chu kỳ dày-mỏng không đoán trước
Cân nhắc 25 GHz khi:
-
Bọt vừa phải, cần cân bằng xuyên thủng và độ chính xác
-
Vòi phun nhỏ nhưng không đòi hỏi beam hẹp cực độ như 80 GHz
-
Chi phí và tính năng cân bằng
Khuyến nghị thực tế
Kiểm chứng trước khi chọn:
-
Xác định loại bọt: khô/ướt, dày/mỏng, ổn định/biến thiên, có tính dẫn hay không
-
Thử nghiệm thực tế: so sánh echo mapping giữa các tần số trong điều kiện bọt điển hình
-
Đánh giá độ ổn định: theo dõi biến thiên tín hiệu qua thời gian với các loại bọt khác nhau
Cấu hình tối ưu:
-
80 GHz: tăng averaging time, sử dụng false-echo suppression, điều chỉnh sensitivity
-
6/25 GHz: tối ưu threshold levels, sử dụng envelope tracking để theo dõi mặt chất lỏng qua bọt
Kết luận: 80 GHz excels trong bọt nhẹ với beam hẹp và xử lý tín hiệu tiên tiến, trong khi 6 GHz superior với bọt dày nhờ khả năng xuyên thủng tốt hơn. Việc lựa chọn phụ thuộc cụ thể vào đặc tính bọt và yêu cầu đo mức thực tế.
