80GHz 레이더 레벨 미터의 감지 범위와 사각지대 크기는 얼마입니까?

산업 수준의 측정 분야에서는 두 가지 기술적 매개변수, 즉 사각지대 와 감지 범위가 모든 논의에서 주요하게 다뤄집니다.
이 두 가지 요소는 레이더가 탱크, 사일로 또는 컨테이너 내부의 물질 표면 수준을 얼마나 정확하게 추적할 수 있는지를 결정합니다.

80GHz 밀리미터파 레이더 레벨 미터인 Linpowave LPLM80은 곡물 저장 시설, 분말 사일로, 액체 탱크에서 널리 사용되었습니다.
본 기사에서는 Linpowave의 공식 매뉴얼과 2024년에 수집된 현장 측정 데이터를 바탕으로 사각지대와 감지 범위에 대한 사실적 개요를 제시합니다.

1. 레이더 사각지대란 무엇이며 왜 중요한가?

모든 레이더 센서에는 안테나 근처에 측정할 수 없는 작은 구역이 있는데, 이를 사각지대 라고 합니다.
이는 레이더가 송수신 전환 중에 발신 신호와 복귀 신호를 구분할 수 없기 때문에 발생합니다.
실제로 레이더의 사각지대가 너무 크면 수위가 센서에 매우 가까워졌을 때 물질을 감지하지 못할 수 있으며, 그 결과 탱크 상단 근처의 판독값이 부정확하거나 누락될 수 있습니다.

80GHz 레이더는 기존의 24GHz 또는 26GHz 장치보다 더 높은 주파수에서 작동하므로 더 좁은 빔과 더 짧은 펄스를 방출합니다.
주파수가 높아지면 사각지대가 줄어들고 좁거나 먼지가 많은 환경에서도 성능이 향상됩니다.

2. Linpowave GHz 레이더의 일반적인 사각지대 값

Linpowave의 LPLM80 기술 문서(V1.3) 와 검증된 현장 테스트를 기반으로 일반적인 사각지대 값은 다음과 같습니다.

• 액체(물, 오일, 에탄올 등)의 경우 : 약 80~100mm

• 단단한 곡물(밀, 옥수수, 쌀)의 경우: 약 100~150mm

• 최적화된 단거리 모델(범위 ≤30m)의 경우: 최소 40~80mm

이러한 값은 레이더가 반사파를 감지할 수 없는 유효 거리를 나타냅니다.
그러나 실제 상황에서는 먼지 축적, 표면 거칠기 또는 유전율 변화로 인해 사각지대가 약간 증가할 수 있습니다.

80GHz 시스템의 성능상 장점은 좁은 빔 각도(≈3°) 와 높은 신호 대 잡음비 에 있으며, 이를 통해 재료 분포가 고르지 않은 사일로에서도 재료 표면에 더욱 정밀하게 초점을 맞출 수 있습니다.

3. 환경이 사각지대에 미치는 영향

곡물 저장고(밀, 옥수수)

일반적인 곡물 저장고의 경우, 곡물이 가라앉으면서 재료 표면이 고르지 않고 끊임없이 변합니다.
테스트 결과, 액체 측정과 비교했을 때 효과적인 사각지대가 약 50% 증가하는 것으로 나타났습니다.
즉, 정격 사각지대가 80mm일 경우 실제 사각지대는 약 120mm가 됩니다.

대두박 사일로

대두박의 경우는 좀 더 어려운 편이다.
낮은 유전율 과 높은 먼지 농도(200mg/m³ 이상) 로 인해 신호가 심하게 산란되고 감쇠됩니다.
이런 조건에서는 사각지대가 200mm 이상 넓어질 수 있습니다.
레이더 렌즈 위로 주기적으로 깨끗한 공기를 불어넣는 공기 정화 시스템을 설치하면 먼지가 쌓이는 것을 방지하여 신뢰할 수 있는 판독값을 유지하는 데 도움이 됩니다.

환경 보상

최신 레이더 모듈의 고급 알고리즘(예: Linpowave의 동적 보상 시스템)을 사용하면 이러한 효과를 부분적으로 교정할 수 있지만, 안정적인 장기 작동을 위해서는 물리적 세척이 필수적입니다.

외부 참조: ScienceDirect – 레이더 레벨 측정 개요

4. 최소 감지 거리: 얼마나 가까이 측정할 수 있나요?

최소 감지 거리는 레이더 안테나에서 재료 표면까지 측정 가능한 가장 가까운 거리를 나타냅니다.
이 거리는 표면의 매끄러움, 유전 특성, 신호 강도에 따라 달라집니다.

실제로 액체 탱크 위에 설치된 레이더는 0.1m 까지 정확하게 측정할 수 있습니다.
곡물의 경우 0.2~0.3m가 현실적인 하한값으로, 이를 통해 레이더가 충전 중 입자의 움직임이나 흐름으로 인한 간섭을 피할 수 있습니다.
대두박과 같은 반사율이 낮은 소재의 경우 효과적인 범위는 0.5m 에서 시작됩니다.

5. 최대 감지 범위: 얼마나 멀리 측정할 수 있나요?

최대 감지 범위는 레이더가 안정적인 신호 무결성을 유지하면서 얼마나 깊이 또는 멀리 측정할 수 있는지를 정의합니다.
이는 안테나 크기, 방출 전력, 대상 반사율 등의 요인에 따라 달라집니다.

Linpowave의 검증된 성능 데이터:

깨끗한 환경 조건에서 LPLM80 레이더는 최대 60m 까지 안정적인 감지 범위를 유지합니다.
반사율이 좋은 대형 곡물 사일로에서는 70~80m 사이의 판독값이 일정하게 유지됩니다.
120mm 렌즈 안테나 와 3° 빔 각도를 사용하는 맞춤형 구성으로 범위를 최대 120m 까지 늘릴 수 있어 높은 사일로 그룹이나 깊은 저장 구덩이에 적합합니다.

외부 참조: NIST – 밀리미터파 레이더 특성화

6. 사각지대와 감지범위 비교

이러한 값은 LPLM80의 80GHz 레이더 설계가 높은 감도와 장거리 기능을 모두 달성한다는 것을 보여줍니다.
고체 측정 시에도 사각지대가 작게 유지되는 반면, 측정 범위는 거의 모든 중형에서 대형 산업용 사일로에 적합합니다.

7. 요약 및 실제적 통찰력

Linpowave LPLM80 제품 매뉴얼 과 2024년 현장 데이터를 기반으로 80GHz 레이더 레벨 미터는 인상적인 성능 균형을 제공합니다.

• 최소 사각지대 : 약 80mm (최적화 버전 : 40mm)

• 최소 감지 거리: 0.1~0.3m(매체에 따라 다름)

• 최대 감지 범위: 최적의 조건에서 최대 120m

먼지가 많은 곡물 저장고나 반사율이 낮은 물질에서는 레이더의 유효 매개변수가 약간 넓어지지만 엔지니어링 허용 범위 내에서 계속 작동합니다.
대규모 또는 다중 사일로 시스템의 경우 엔지니어는 여러 개의 레이더를 네트워크로 연결하여 모니터링 범위를 확장할 수 있습니다. 이 기술은 현재 산업용 곡물 저장 자동화에 채택되고 있습니다.

관련 내용은 다음을 참조하세요.
👉 곡물 사일로의 80GHz 레이더 레벨 미터는 얼마나 정확합니까?
👉 Linpowave 곡물 사일로 레벨 모니터링 시리즈

8. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: 레이더 사각지대란 정확히 무엇인가요?
A: 레이더가 반사 신호와 자체 송신 신호를 구분할 수 없는 안테나 바로 아래 영역입니다. 어떤 레이더도 이 영역 내에서는 탐지할 수 없지만, 최신 모델에서는 이 영역을 최소화합니다.

Q2: LPLM80의 사각지대는 얼마나 작을 수 있나요?
A: 일반적으로 80~100mm 이고, 최적화된 단거리 모델(≤30m)의 경우 40~80mm 정도로 낮습니다.

Q3: 먼지나 가루가 많은 환경에서 사각지대가 커지는 이유는 무엇인가요?
A: 먼지는 레이더파를 산란시켜 신호 대 잡음비를 낮춥니다. 센서는 알고리즘적으로 이를 보상하지만, 물리적 간섭은 여전히 유효 사각지대를 넓힙니다.

Q4: 이 레이더가 측정할 수 있는 최소 거리는 얼마입니까?
A: 먼지가 많은 환경에서는 액체의 경우 약 0.1m , 곡물의 경우 0.2~0.3m , 대두박의 경우 약 0.5m입니다 .

Q5: 80GHz 레이더는 얼마나 멀리까지 측정할 수 있나요?
A: 표준 장치는 60m 에 도달하고, 더 큰 안테나를 탑재한 업그레이드 구성은 이상적인 조건에서 80~120m에 도달할 수 있습니다.

Q6: 이러한 사양은 고정되어 있습니까, 아니면 설치에 따라 달라지나요?
A: 안테나 크기, 장착 위치, 재료 특성에 따라 달라집니다. 현장 교정을 통해 각 환경에서 최고의 정확도를 보장합니다.

9. 결론

Linpowave의 LPLM80 80GHz 레이더 레벨 미터 의 사각지대와 감지 범위는 현대 산업 감지 분야에서 정밀성의 장점을 보여줍니다.
이 장치는 좁은 빔 80GHz 전송과 정교한 신호 처리를 결합하여 먼지와 온도 변화가 다른 센서 유형에 어려움을 주는 경우에도 긴 감지 범위에서 밀리미터에 가까운 정확도를 제공합니다.

레벨 모니터링 시스템을 설계하거나 업그레이드하는 엔지니어에게 LPLM80은 균형 잡힌 솔루션을 제공합니다. 즉, 컴팩트한 사각 지대, 넓은 감지 범위, 실제 곡물 사일로에서 입증된 안정성을 제공합니다.

참고문헌

• Linpowave, LPLM80 제품 매뉴얼(V1.3)

• 검증된 현장 데이터: 곡물 사일로 레이더 레벨 측정(2024)

• NIST – 밀리미터파 레이더 특성화

• ScienceDirect – 레이더 레벨 측정 개요