א. מאפייני מדי מפלס מכ"ם (ללא מגע)

1. מדידה ללא מגע עם בטיחות והיגיינה מעולים

• אין מגע עם המדיום: לחיישן אין מגע פיזי עם המדיום הנמדד, מה שמבטל את הסיכונים של קורוזיה, בלאי, הצטברות חומר או זיהום הנגרמים על ידי המדיום.
• תאימות היגיינית חזקה: אידיאלית לתעשיות עם דרישות היגיינה מחמירות כגון מזון ומשקאות ותרופות (עומדות בתקנים כמו ה-FDA ו-3-A), תוך הימנעות מחששות לגבי נשירת חומרי חיישן או זיהום צולב של המדיה.

2. התקנה גמישה ועלויות תחזוקה נמוכות

• התקנה קלה: מותקן בדרך כלל מעל לחלק העליון של מיכלים, ללא צורך בהחדרה לתוך המדיום וללא הפרעה למבני המיכל הפנימיים. מתאים במיוחד להתקנת מיכלים קיימים או מיכלי אחסון בקנה מידה גדול (אין צורך בקידוח או שינויים במיכל).
• דרישות תחזוקה נמוכות: אין חלקים נעים ואין מגע עם המדיום מפחיתים את עבודת התחזוקה הנגרמת כתוצאה מהצטברות, חסימות או בלאי, ומאריכים את חיי השירות.

3. ניתן להתאמה למספר מדיות אך רגיש להפרעות סביבתיות

• תאימות רחבה למדיום: מסוגל למדוד נוזלים, חלקיקים מוצקים (למשל, כדורי פלסטיק, דגנים) ותרחיפים. מתאים במיוחד למדיה בעלת צמיגות גבוהה (למשל, דבש, שרף), חומרים קורוזיביים מאוד (למשל, תמיסות חומציות/בסיסיות) או מדיה נדיפה.
• רגישות סביבתית: אותות מיקרוגל רגישים לגורמים סביבתיים כגון אדים, אבק, קצף וערפל במהלך התפשטותם, אשר עלולים להחליש או לעוות אותות מוחזרים. עיצובים בתדר גבוה (למשל, 26GHz, 80GHz), אנטנות ייעודיות (למשל, אנטנות צופר, אנטנות פרבוליות) או טכנולוגיות סינון אותות משמשים לשיפור יכולות מניעת הפרעות.

4. טווח מדידה רחב, דיוק מושפע מהקבוע הדיאלקטרי

• טווח מדידה גדול: טווחים קונבנציונליים מגיעים ל-0.1 מטר עד 100 מטר, כאשר חלק מהדגמים מכסים מיכלי אחסון גדולים במיוחד או כלי קיבול פתוחים.
• תלות בקבוע דיאלקטרי: קבוע דיאלקטרי גבוה יותר (εᵣ) של התווך גורם לאותות מוחזרים חזקים יותר (למשל, מים עם εᵣ≈80 בעלי החזרים חזקים). תווכים בעלי קבוע דיאלקטרי נמוך (למשל, בנזין עם εᵣ≈2, גז פחמימני נוזלי עם εᵣ≈1.5) מייצרים החזרים חלשים, דבר שעלול להפחית את דיוק המדידה (משופר על ידי מכ"ם בתדר גבוה או אנטנות משופרות).

מגבלות

• קשה למדוד תווים עם קבועים דיאלקטריים נמוכים מאוד (εᵣ<1.5) ונוטים להפרעות מהדים כוזבים (למשל, השתקפויות מדפנות מיכל או מערבלים).
• בתנאים קשים עם אבק כבד, אדים גבוהים או קצף סמיך, נדרשות אנטנות או התקני ניקוי נוספים עמידים בפני אבק/ערפל; אחרת, הדיוק עלול לרדת.

II. מאפייני מדי מפלס של מכ"ם גלים מודרך

1. מדידת מגע עם יכולת חזקה נגד הפרעות

• התפשטות אותות כיווני: גלי מיקרו נעים לאורך הגשושית המונחית, מרכזים אנרגיה וממזערים הפרעות מגורמים סביבתיים כגון אדים, אבק, קצף או טורבולנציה. אותות החזרה יציבים נשמרים גם בתנאי קצף עבה או ערבוב נמרץ.
• מתאים לתנאים מורכבים: יעיל במיוחד עבור מדיות בעלות צמיגות גבוהה (למשל, מתקני תסיסה של בירה, חומרי ניקוי), מדיות עם חלקיקים מרחפים (למשל, מיצי פירות, תרחיפים), או חומרים בעלי קבוע דיאלקטרי נמוך (למשל, שמנים קלים, גזים נוזליים), ופותר את בעיית הנחתת האות במכ"ם ללא מגע.

2. דיוק מדידה גבוה ויציבות

• אותות מוחזרים ממוקדים: הגשושית המודרכת מרכזת את אנרגיית המיקרוגל על ​​פני השטח של המדיום, וכתוצאה מכך נוצרות החזרות חזקות ויציבות. דיוק המדידה מגיע בדרך כלל ל-±0.05%FS עם חזרתיות מצוינת (±0.02%FS).
• לא מושפע משטח המיכל: מתאים למיכלים קטנים, כלי שיט בעלי צורה לא סדירה, או מיכלים עם מכשולים פנימיים (למשל, מערבלים, מחיצות), מכיוון שהגשוש מפיץ אותות באופן עצמאי ללא הפרעה ממבני המיכל.

3. התקנה ותחזוקה המותאמים לנכסים בינוניים

• שיטות התקנה: יש להכניס את הגששים לתוך המדיום. בחירת החומר (למשל, נירוסטה 316L, ציפוי PTFE) וסוג הגשש (סוג מוט לנוזלים בעלי צמיגות נמוכה, סוג כבל למיכלים בעלי צמיגות גבוהה או עמוקים, סוג קואקסיאלי למדיה בעלת קבוע דיאלקטרי נמוך) תלויים בצמיגות המדיום ובקורוזיביות שלו.
• שיקולי תחזוקה: מגע עם חומרי גלם עלול לגרום להצטברות (חומרים בעלי צמיגות גבוהה), קורוזיה (חומרים קורוזיביים מאוד) או אבנית. ניקוי קבוע נדרש כדי למנוע עיוות אות, והגששים עלולים להישבר (תכנון נגד התנגשויות נחוץ עבור סביבות מעורבבות).

4. תאימות למדיום ולסביבה

• תאימות למדיום: מתאים לנוזלים, תרחיפים וחלקיקים מוצקים, מצטיין במיוחד עם קבוע דיאלקטרי נמוך (εᵣ≥1.8), צמיגות גבוהה (למשל, אספלט, סירופ), או מדיום מתגבש בקלות (למשל, תמיסות סודה קאוסטית).
• הסתגלות סביבתית: עמיד בטמפרטורות גבוהות (-50℃~400℃) ולחצים (עד 40MPa), מה שהופך אותו מתאים לסביבות קיצוניות כמו מפעלים פטרוכימיים וחוות מיכלי אחסון.

מגבלות

• מדידת מגע מגבילה את השימוש בה בתרחישים של היגיינה גבוהה (למשל, תרופות אספטיות) עקב דרישות אימות ניקוי תכופות.
• אורך הגשוש קבוע, מה שמגביל את טווח המדידה (בדרך כלל עד 30 מטר), מה שהופך אותו ללא מתאים לכלי שיט פתוחים גדולים במיוחד.
• מדיה בעלת צמיגות גבוהה או מדיה המתמצקת בקלות עלולה לגרום להצטברות של גלאים, דבר המשפיע על הדיוק; מדיה קורוזיבית מאוד דורשת חומרים יקרים נגד קורוזיה.

ג. סיכום השוואתי של מאפייני ליבה

מַסְקָנָה