Μέτρηση διεπαφής:
Το ραντάρ με καθοδηγούμενο κύμα μπορεί να μετρήσει την διεπαφή, όπως η διεπαφή πετρελαίου-νερού, η διεπαφή μεταξύ υγρού και λιπαντικού, κλπ. Αυτή η λειτουργία είναι πολύ σημαντική στην πετροχημική,χημικές και άλλες βιομηχανίες, ειδικά σε πολυφασικά συστήματα υγρών για τη μέτρηση του ύψους του ορίου μεταξύ διαφορετικών μέσων.απαιτήσεις για τον τρόπο εφαρμογής και τις συνθήκες εργασίας.
1Βασική αρχή της μέτρησης διεπαφής
Η διεπαφή μέτρησης με ραντάρ καθοδηγούμενου κύματος βασίζεται στην διαμετρική σταθερά διαφοράς και την αρχή αντανάκλασης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
1Μηχανισμός αντανάκλασης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων:
• Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα που εκπέμπεται από το ραντάρ καθοδηγούμενου κύματος αντανακλάται εν μέρει όταν συναντά διαφορετικά μέσα.Η ισχύς αυτής της αντανάκλασης εξαρτάται από τη διαφορά στην επιτρεπτικότητα μεταξύ γειτονικών μέσων.
• Ένα μέσο με υψηλή διηλεκτρική σταθερά αντανακλά ένα ισχυρότερο σήμα.Έτσι το ανακλαστικό σήμα είναι πολύ προφανές στην διεπαφή πετρελαίου-νερού..
2Διανομή σήματος:
• Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα συναντούν πρώτα την επιφάνεια του υγρού (π.χ. την κορυφή του στρώματος πετρελαίου), όπου συμβαίνει η πρώτη αντανάκλαση.
• Το εναπομείναν ηλεκτρομαγνητικό κύμα συνεχίζει να εξαπλώνεται μέχρι να φτάσει στην διεπαφή πετρελαίου-νερού, παράγοντας μια δεύτερη αντανάκλαση.
• Μετά την παραλαβή των δύο αντανακλαζόμενων σημάτων, το όργανο υπολογίζει το ύψος επιπέδου υγρού και το ύψος της διεπαφής, αντίστοιχα, μέσω της χρονικής διαφοράς και της έντασης του σήματος.
3Δύο μετρήσεις διεπαφής:
• Για τα μείγματα πετρελαίου-νερού, το ραντάρ με καθοδηγούμενο κύμα μπορεί ταυτόχρονα να μετρήσει τη θέση του επιπέδου του πετρελαίου στην κορυφή και το ύψος της διασύνδεσης πετρελαίου-νερού στο κάτω μέρος.
2. Μέθοδος μέτρησης διεπαφής
2.1 Επεξεργασία σήματος
Το ραντάρ καθοδηγούμενου κύματος χρησιμοποιεί ειδικό αλγόριθμο ανάλυσης σήματος για τη μέτρηση των διεπαφών:
• Ανάλυση ισχύος σήματος:
• Διακρίνετε το ανώτερο επίπεδο υγρού από το κατώτερο επίπεδο με ανάλυση της έντασης του αντανακλούμενου σήματος.
Ένα μέσο με υψηλή διηλεκτρική σταθερά (όπως το νερό) αντανακλά ένα ισχυρότερο σήμα, ενώ ένα μέσο με χαμηλή διηλεκτρική σταθερά (όπως το πετρέλαιο) έχει ένα ασθενέστερο σήμα.
• Υπολογισμός της χρονικής διαφοράς:
• Το όργανο καταγράφει το χρόνο κάθε αντανακλούμενου σήματος και, σε συνδυασμό με τη γνωστή ταχύτητα κύματος, υπολογίζει τη θέση του ανώτατου επιπέδου υγρού και της διεπαφής αντίστοιχα.
2.2 Πολλαπλή βαθμονόμηση
Σε πραγματικές συνθήκες, η μέτρηση της διεπαφής απαιτεί εργοστασιακή βαθμονόμηση ή βαθμονόμηση πεδίου του ραντάρ καθοδηγούμενου κύματος:
• Κλιματισμός εργοστασίου: Οι κατασκευαστές καθορίζουν εκ των προτέρων τις παραμέτρους σύμφωνα με την επιτρεπτικότητα των κοινών μέσων.
• Κλιματισμός επί τόπου: Ο χρήστης ρυθμίζει και βελτιστοποιεί το όργανο σύμφωνα με το συγκεκριμένο μέσο, όπως εισάγει την τιμή της διαμετρικής σταθεράς διαφορετικών μέσων.
3Απαιτήσεις για τις συνθήκες εργασίας της μέτρησης των διεπαφών
3.1 Μεσαίες απαιτήσεις
1Η διαφορά διαμετρικής σταθεράς:
• Η ακρίβεια της μέτρησης της διεπαφής σχετίζεται άμεσα με τη διαφορά της διηλεκτρικής σταθεράς.όσο ισχυρότερο είναι το σήμα που αντανακλάται από την διεπαφή τόσο πιο αξιόπιστη είναι η μέτρηση.
• Παραδείγματα τυπικών διαφορών μέσων:
• Νερό και λάδι: μεγάλες διαφορές, εύκολη μέτρηση.
• Αλκοόλ έναντι ελαίου: Η διαφορά είναι μικρότερη και μπορεί να απαιτείται ένα πιο ευαίσθητο όργανο.
2Ομοιότητα:
• Το μέσο μέτρησης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ομοιόμορφο, π.χ. η διεπαφή λάδι-νερό πρέπει να είναι διαφανής.μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα μέτρησης.
3.2 Περιβαλλοντικές απαιτήσεις
1- Ανακίνηση και διακυμάνσεις:
• Εάν η διεπαφή κυμαίνεται έντονα (όπως η έντονη ανακίνηση ή η ρίψη), το ανακλαστικό σήμα μπορεί να είναι ασταθές.
• Συνιστάται η μέτρηση σε στατικές ή πιο σταθερές συνθήκες.
2Θερμοκρασία και πίεση:
• Το ραντάρ με καθοδηγούμενο κύμα μπορεί γενικά να προσαρμοστεί σε υψηλές θερμοκρασίες και πίεση, αλλά είναι απαραίτητο να εξασφαλιστεί ότι το υλικό ράβδου μπορεί να αντέξει τις πραγματικές συνθήκες εργασίας.
• Οι μεγάλες μεταβλητές θερμοκρασίας μπορεί να έχουν μικρή επίδραση στην ταχύτητα διάδοσης του σήματος, αλλά το όργανο μπορεί να διορθωθεί με αντιστάθμιση.
3Σχήμα και εμπόδια του εμπορευματοκιβωτίου
• Η ράβδος ανίχνευσης θα πρέπει να αποφεύγει τα ανακινήσεις, τις κυλιόμενες σκάλες ή άλλα δομικά εμπόδια για να αποφευχθεί η παρεμβολή στην διάδοση του σήματος.
3.3 Ηλεκτρική σταθερή εισροής
• Η μέτρηση των διεπαφών απαιτεί την εισαγωγή της επιτρεπότητας και των δύο μέσων εκ των προτέρων.
• Εάν η επιτρεψιμότητα των δύο μέσων είναι πολύ κοντά (π.χ. η διαφορά είναι μικρότερη από 5), το ραντάρ καθοδηγούμενου κύματος μπορεί να δυσκολευτεί να διακρίνει με ακρίβεια τη διεπαφή.
4- Πλεονεκτήματα και περιορισμοί της μέτρησης διεπαφών
πλεονέκτημα
1.Μετρήσεις χωρίς επαφή (μέσω της ράβδου ανίχνευσης): χωρίς άμεση επαφή με την διεπαφή, μεγάλη αντοχή.
2. Διακρίνει με ακρίβεια την διεπαφή: μπορεί να μετρήσει ταυτόχρονα το ανώτατο επίπεδο του υγρού και τη θέση της διεπαφής, παρέχοντας ολοκληρωμένες πληροφορίες για το πολυστρωτό υγρό.
3.Ανθεκτικό σε πολύπλοκες συνθήκες: κατάλληλο για υψηλές θερμοκρασίες, υψηλή πίεση, διάβρωμα.
4Εύκολη ολοκλήρωση: συμβατό με τα συστήματα βιομηχανικής αυτοματοποίησης, μπορεί να επιτευχθεί απομακρυσμένη παρακολούθηση δεδομένων.
περιορισμός
1Σημαντική εξάρτηση από τη διαφορά της διαθετικής σταθεράς: η διασύνδεση με τη μικρή διαφορά της διαθετικής σταθεράς είναι δύσκολο να μετρηθεί.
2Επίδραση της στρώσης γαλακτομίας:
• Εάν υπάρχει ένα στρώμα γαλακτωματοποίησης μεταξύ των δύο μέσων (όπως ένα μείγμα ελαίου-νερού), το ανακλαστικό σήμα μπορεί να διασκορπιστεί και το ύψος της διεπαφής μπορεί να μετρηθεί ανακριβώς.
3- σήματα παρεμβολής: οι αναμειγνυτές ή άλλες συσκευές μπορούν να προκαλέσουν ψευδοαντανάκλαση.
4- Πληρότητα της βαθμονόμησης: Είναι αναγκαίο να κατανοηθούν με ακρίβεια τα χαρακτηριστικά του μετρούμενου μέσου προκειμένου να πραγματοποιηθεί αποτελεσματική βαθμονόμηση.
5Τυπικά σενάρια εφαρμογής
1Διαχωριστής ελαίου-νερού: χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ύψους του επιπέδου του ελαίου και της θέσης της διεπαφής ελαίου-νερού για τη διασφάλιση της καθαρότητας του ελαίου.
2Χημική δεξαμενή αντίδρασης: παρακολούθηση της κατάστασης στρωματοποίησης διαφόρων υγρών κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης.
3Καθαρισμός λυμάτων: Μέτρηση του ύψους του στρώματος καθαρού νερού και της διεπαφής των ιλύων για τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας της διαδικασίας.
4Διαχείριση επιπέδου δεξαμενής: ακριβής μέτρηση κάθε στρώσης υγρού στη δεξαμενή μικτού υγρού.
Συνοπτική
Το ραντάρ καθοδηγούμενου κύματος μπορεί να μετρήσει με ακρίβεια το ύψος της διεπαφής του υγρού ανιχνεύοντας τα ανακλαστικά σήματα διαφορετικών μέσων.Το κλειδί έγκειται στη διαφορά της διηλεκτρικής σταθεράς και της τεχνολογίας επεξεργασίας σήματοςΑν και έχει ορισμένες απαιτήσεις για τις συνθήκες εργασίας και τα μεσαία χαρακτηριστικά,Η υψηλή ακρίβεια και η ευρεία εφαρμογή του το καθιστούν το προτιμώμενο εργαλείο για τη μέτρηση της πολυφασικής υγρής διεπαφής.
- Ευχαριστώ.
