Why 80 GHz Radar Is Now the Default for Oil Storage Tank Level Measurement

ทำไมเรดาร์ 80 GHz จึงเหมาะกับการวัดระดับในถังเก็บน้ำมัน

การวัดระดับในถังเก็บน้ำมัน (Oil Storage Tank) มีความสำคัญโดยตรงต่อการควบคุมปริมาณผลิตภัณฑ์ การจัดการ Inventory และการบริหารกระบวนการจัดเก็บของโรงงาน ไม่ว่าจะเป็น น้ำมันดิบ (Crude Oil), น้ำมันเชื้อเพลิง (Fuel) หรือผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมที่ผ่านการกลั่นแล้ว (Refined Products)

อย่างไรก็ตาม การวัดระดับของผลิตภัณฑ์ประเภท Hydrocarbon ไม่ได้ง่ายเหมือนการวัดน้ำหรือของเหลวที่มีค่าการสะท้อนสัญญาณสูง เนื่องจากน้ำมันหลายประเภทมีค่า Dielectric Constant ค่อนข้างต่ำ ทำให้สัญญาณสะท้อนกลับจากผิวของเหลวมีความแรงน้อย นอกจากนี้ยังมีปัจจัยอื่น เช่น ไอระเหย การควบแน่น และโครงสร้างภายในถังที่อาจทำให้เกิด False Echo

ด้วยเหตุนี้ 80 GHz FMCW Radar จึงเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับงานวัดระดับในถังน้ำมัน โดยเฉพาะงานที่ต้องการความแม่นยำสูงและต้องการติดตั้งในพื้นที่จำกัด

5 ปัจจัยที่ทำให้การวัดระดับถังน้ำมันมีความท้าทาย

1. น้ำมันมีค่า Dielectric ต่ำ

ผลิตภัณฑ์ Hydrocarbon หลายประเภทมีค่า Dielectric Constant ต่ำกว่าของเหลวที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบหลัก ทำให้สัญญาณเรดาร์สะท้อนกลับจากผิวของเหลวมีความแรงน้อย

ตัวอย่างเช่น Crude Oil โดยทั่วไปมีค่า Dielectric อยู่ในช่วงประมาณ 2.0–2.5 ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของน้ำมัน

ดังนั้น เครื่องวัดระดับจำเป็นต้องมีความสามารถในการตรวจจับและประมวลผลสัญญาณสะท้อนที่มีความแรงต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. ไอระเหยและการควบแน่นภายในถัง

ถังเก็บน้ำมันอาจมี Hydrocarbon Vapor, ไอของผลิตภัณฑ์ หรือการควบแน่นบริเวณด้านบนของถัง ซึ่งอาจส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณและทำให้เกิดสัญญาณสะท้อนที่ไม่ต้องการ

การเลือก Antenna และเทคโนโลยี Radar ที่เหมาะสมจึงเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบระบบ

3. โครงสร้างภายในถังทำให้เกิด False Echo

ภายในถังเก็บน้ำมันอาจมีอุปกรณ์หรือโครงสร้างต่าง ๆ เช่น

• Heating Coil
• Mixer หรือ Agitator
• Ladder
• Support Structure
• Floating Roof Guide
• ท่อและอุปกรณ์ภายในถัง

โครงสร้างเหล่านี้สามารถสะท้อนสัญญาณเรดาร์กลับมายัง Antenna และทำให้เครื่องอ่านค่าเป็นระดับที่ผิดพลาดได้

4. ต้องการความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำของค่าการวัด

สำหรับ Tank Farm ที่มีการจัดการ Inventory ปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่อยู่ภายในถังเป็นข้อมูลสำคัญ การเปลี่ยนแปลงของค่าระดับเพียงเล็กน้อยอาจส่งผลต่อการคำนวณปริมาตรของผลิตภัณฑ์

ดังนั้นระบบวัดระดับจึงต้องมีทั้ง Accuracy และ Long-Term Repeatability ที่เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน

ในงานที่เกี่ยวข้องกับ Inventory Management หรือ Custody Transfer จำเป็นต้องเลือกเครื่องมือที่มี Performance และ Certification ตรงตามข้อกำหนดของระบบ

5. การติดตั้งในพื้นที่ Hazardous Area

พื้นที่จัดเก็บน้ำมันเป็นพื้นที่ที่อาจมีไอของสารไวไฟ จึงต้องพิจารณาการเลือกอุปกรณ์ให้เหมาะสมกับ Hazardous Area Classification ของโรงงาน เช่น Zone 0/1 หรือ Class I Division 1 ตามมาตรฐานที่โรงงานใช้อ้างอิง

ตัวเครื่องและวิธีการติดตั้งต้องมี Certification ที่เหมาะสมกับพื้นที่ใช้งานจริง

ทำไมเครื่องมือวัดระดับแบบเดิมจึงอาจไม่ตอบโจทย์

เครื่องมือวัดระดับแต่ละเทคโนโลยีมีข้อจำกัดแตกต่างกัน

Servo Gauge มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวภายในระบบ จึงต้องมีการบำรุงรักษาและตรวจสอบทางกลตามรอบการใช้งาน อีกทั้งการเข้าถึงอุปกรณ์บนหลังคาถังอาจเพิ่มความยุ่งยากในการ Maintenance

ส่วน Radar รุ่นที่ใช้ความถี่ต่ำกว่าอาจมีมุมลำแสงกว้างกว่า ส่งผลให้มีโอกาสรับสัญญาณสะท้อนจากผนังถังหรือโครงสร้างภายในมากขึ้น โดยเฉพาะในถังที่มีอุปกรณ์ภายในจำนวนมาก

สำหรับ Tank Farm ที่ต้องการ Retrofit ระบบเดิม การเลือก Radar ที่มีขนาด Antenna และ Process Connection เหมาะสมจึงมีความสำคัญ เพราะสามารถช่วยลดความจำเป็นในการเจาะหรือดัดแปลง Nozzle เดิมของถัง

80 GHz FMCW Radar ช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้ได้อย่างไร?

Narrow Beam Angle 3–4°

หนึ่งในจุดเด่นของ 80 GHz Radar คือสามารถออกแบบให้มีลำแสงที่แคบประมาณ 3–4° ได้

ลำแสงที่แคบช่วยลดโอกาสที่สัญญาณจะชนกับผนังถังหรือโครงสร้างภายใน ทำให้สามารถติดตั้งในตำแหน่งที่มีข้อจำกัดได้ง่ายขึ้น

สำหรับ Tank Farm ที่ต้องการ Retrofit ผ่าน Nozzle เดิม ขนาด Antenna ที่กะทัดรัดยังช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการติดตั้ง

Echo Tracking และ False Echo Suppression

ระบบประมวลผลสัญญาณสามารถแยกสัญญาณสะท้อนจากระดับของเหลวออกจากสัญญาณที่เกิดจากโครงสร้างภายในถัง

ในขั้นตอน Commissioning สามารถกำหนดและบันทึกตำแหน่งของ False Echo เช่น Heating Coil, Ladder หรือ Support Structure เพื่อช่วยให้เครื่องติดตามสัญญาณจากผิวของเหลวได้อย่างถูกต้องมากขึ้น

เหมาะกับผลิตภัณฑ์ที่มีค่า Dielectric ต่ำ

เทคโนโลยี FMCW Radar สามารถตรวจจับสัญญาณสะท้อนจากของเหลวที่มี Dielectric ต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการเลือก Antenna และ Configuration ให้เหมาะกับชนิดของผลิตภัณฑ์

จึงเหมาะสำหรับการวัดระดับของ

• Crude Oil
• Diesel
• Fuel Oil
• Kerosene
• Refined Petroleum Products
• Hydrocarbon Liquids

ทั้งนี้ Performance จริงควรประเมินจากคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์และสภาพของถังแต่ละระบบ

ผลลัพธ์ที่คาดหวังจากการใช้ 80 GHz Radar

เมื่อเลือก Radar และติดตั้งอย่างเหมาะสม ระบบสามารถช่วยให้โรงงานได้รับประโยชน์ เช่น

• ค่าระดับมีความเสถียรมากขึ้น
• ลดปัญหา False Echo จากโครงสร้างภายในถัง
• ลดการบำรุงรักษาที่เกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนกลไก
• เหมาะสำหรับการ Upgrade และ Retrofit Tank Farm
• รองรับการส่งข้อมูลเข้าสู่ PLC, DCS หรือ Tank Management System
• ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของข้อมูลสำหรับ Inventory Management
• สามารถเลือก Configuration ให้เหมาะกับพื้นที่ Hazardous Area

สำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำระดับสูง เช่น Custody Transfer ควรเลือกเครื่องมือที่มี Accuracy, Certification และมาตรฐานที่ตรงกับข้อกำหนดของระบบนั้นโดยเฉพาะ

Reference Configuration

หมายเหตุ: ค่าที่ระบุเป็นแนวทางเบื้องต้น การเลือกอุปกรณ์จริงควรพิจารณาจาก Tank Drawing, Tank Height, Nozzle Dimension, Product Properties, Internal Structure และ Hazardous Area Classification ของหน้างาน

80 GHz Radar เหมาะกับ Tank Farm แบบไหน?

เทคโนโลยีนี้เหมาะสำหรับงานที่ต้องการวัดระดับแบบ Non-Contact และต้องการความน่าเชื่อถือในการจัดการผลิตภัณฑ์ เช่น

Oil & Gas

ถังเก็บ Crude Oil, Fuel และ Petroleum Products

Petrochemical

ถังเก็บวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์จากกระบวนการกลั่น

Tank Farm

ระบบจัดเก็บและจ่ายผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม

Industrial Fuel Storage

ถังเก็บน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับโรงงานและระบบสาธารณูปโภค

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวเรด้าคลิกที่นี่

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการserviceคลิกที่นี่