Interface meting:
Geleide golfradar kan de interface meten, zoals de olie-water interface, de interface tussen vloeistof en slurry, enz. Deze functie is erg belangrijk in petrochemische,chemische en andere industrieënVoor het meten van de hoogte van de grens tussen verschillende media wordt met name in meerfasige vloeibare systemen het volgende beginsel toegelicht:eisen voor de wijze van implementatie en de werkomstandigheden.
1. Basisprincipe van interfacemeting
De meetinterface voor geleide golfradar is gebaseerd op het dielectrische verschilconstante en het elektromagnetische golfreflectieprincipe.
1Mechanisme voor het reflecteren van elektromagnetische golven:
• De elektromagnetische golf die door de geleide golfradar wordt uitgezonden, wordt gedeeltelijk gereflecteerd wanneer deze op verschillende media stuit.De sterkte van deze reflectie hangt af van het verschil in permittiviteit tussen aangrenzende media.
• Een medium met een hoge diëlektrische constante reflecteert een sterker signaal. De diëlektrische constante van water (≈80) is bijvoorbeeld veel hoger dan die van olie (≈2~4),dus het gereflecteerde signaal is erg duidelijk op de olie-water interface.
2Signalverdeling:
• Elektromagnetische golven komen eerst op het oppervlak van de vloeistof terecht (bijvoorbeeld de bovenkant van de olieschaal), waar de eerste reflectie plaatsvindt.
• De overgebleven elektromagnetische golf blijft zich verspreiden totdat zij de olie-water-interface bereikt en een tweede reflectie produceert.
• Na ontvangst van de twee gereflecteerde signalen berekent het instrument de hoogte van het vloeistofniveau respectievelijk de grensvlakhoogte door het tijdsverschil en de signaalsterkte.
3. Dual-interface meting:
• Voor oliewatermengsels kan de geleide golfradar tegelijkertijd de olieniveaupositie bovenaan en de oliewaterinterfacehoogte onderaan meten.
2. Metode van interfacemeting
2.1 Signalverwerking
Geleide golfradar maakt gebruik van een speciaal signaalanalysealgoritme om interfacemeting te bereiken:
• Signalsterkte analyse:
• Het bovenste vloeistofniveau van de onderste interface onderscheiden door de sterkte van het gereflecteerde signaal te analyseren.
Een medium met een hoge diëlektrische constante (zoals water) reflecteert een sterker signaal, terwijl een medium met een lage diëlektrische constante (zoals olie) een zwakker signaal heeft.
• Berekening van het tijdsverschil:
• Het instrument registreert de tijd van elk gereflecteerd signaal en berekent, in combinatie met de bekende golf snelheid, de positie van het bovenste vloeistofniveau en de interfaces respectievelijk.
2.2 Meerdere kalibraties
Onder werkelijke omstandigheden vereist de interfacemeting een fabriekskalibratie of een veldkalibratie van de geleide golfradar:
• Fabriekskalibratie: De fabrikant stelt vooraf parameters in op basis van de permittiviteit van de gebruikelijke media.
• Kalibratie ter plaatse: de gebruiker stelt en optimaliseert het instrument op basis van het specifieke medium, bijvoorbeeld door de waarde van de dielectrische constante van verschillende media in te voeren.
3. Vereisten voor de werkomstandigheden van interfacemetingen
3.1 Gemiddelde vereisten
1Dielectrische constante verschil:
• De nauwkeurigheid van de interfacemetingen is rechtstreeks gerelateerd aan het verschil in dielektrische constante.hoe sterker het signaal van de interfacespiegel en hoe betrouwbaarder de meting.
• Voorbeelden van typische mediaverschillen:
• Water en olie: grote verschillen, gemakkelijk te meten.
• Alcohol versus olie: Het verschil is kleiner en kan een gevoeliger instrument vereisen.
2Eenvormigheid:
• Het gemeten medium moet zo uniform mogelijk zijn, bijvoorbeeld moet de olie-water-interface helder zijn.het kan leiden tot meetfouten.
3.2 Milieueisen
1Roeren en schommeling:
• Als de interface sterk fluctueert (zoals heftig roeren of gooien), kan het gereflecteerde signaal onstabiel zijn.
• Het wordt aanbevolen om te meten onder statische of stabielere omstandigheden.
2Temperatuur en druk:
• Geleide golfradar kan zich in het algemeen aanpassen aan hoge temperaturen en druk, maar het is noodzakelijk ervoor te zorgen dat het staafmateriaal de werkelijke werkomstandigheden kan weerstaan.
• Grote temperatuurstijgingen kunnen een gering effect hebben op de snelheid van signaalverspreiding, maar het instrument kan worden gecorrigeerd door compensatie.
3. Containervorm en obstakels:
• De proefstaaf dient te voorkomen dat roermachines, roltrappen of andere structurele obstakels interfereren met de signaalverspreiding.
3.3 Dielectrische constante invoer
• Voor interfacemetingen moet vooraf de permittiviteit van beide media worden ingevoerd.
• Als de permittiviteit van de twee media te dicht bij elkaar ligt (bijv. het verschil is minder dan 5), kan het voor de geleide golfradar moeilijk zijn de interface nauwkeurig te onderscheiden.
4Voordelen en beperkingen van interfacemeting
Voordeel
1. Niet-contactmeting (door de proefstaaf): geen direct contact met de interface, hoge duurzaamheid.
2. De interface nauwkeurig onderscheiden: het kan tegelijkertijd het bovenste vloeistofgehalte en de interfacepositie meten, waardoor uitgebreide informatie van meerlagige vloeistof wordt verstrekt.
3.bestand tegen complexe omstandigheden: geschikt voor hoge temperaturen, hoge druk en corrosieve omgevingen.
4Eenvoudige integratie: compatibel met industriële automatiseringssystemen, kan data op afstand worden bewaakt.
beperking
1- Sterke afhankelijkheid van dielektrische constanteverschil: het interfacesysteem met kleine dielektrische constanteverschil is moeilijk te meten.
2. Invloed van emulsielaag:
• Als er een emulgerende laag tussen de twee media is (zoals een olie-watermengsel), kan het gereflecteerde signaal worden verspreid en kan de hoogte van de interface onnauwkeurig worden gemeten.
3Interferentiesignalen: roermachines of andere apparaten kunnen pseudo-reflectieve signalen veroorzaken.
4. Calibratiecomplexiteit: Het is noodzakelijk de kenmerken van het gemeten medium nauwkeurig te begrijpen om een effectieve kalibratie uit te voeren.
5Typische toepassingsscenario's
1Olie-waterseparator: wordt gebruikt om de hoogte van het oliepeil en de positie van de olie-waterinterface te meten om de zuiverheid van de olie te waarborgen.
2Chemische reactietank: controle van de stratificatie van verschillende vloeistoffen tijdens het reactieproces.
3Afvoerbehandeling: de hoogte van de schone waterlaag en de slibinterface worden gemeten om het proces te optimaliseren.
4. Beheer van het tankniveau: nauwkeurige meting van elke vloeistoflaag in de gemengde vloeistoftank.
Samenvatting
Geleide golfradar kan de interfachoogte van vloeistof nauwkeurig meten door de gereflecteerde signalen van verschillende media te detecteren.De sleutel ligt in het verschil tussen dielectrische constante en signaalverwerkingstechnologieHoewel het bepaalde eisen heeft aan de arbeidsomstandigheden en de gemiddelde kenmerken, heeft het een zeer hoge werkdruk.De hoge nauwkeurigheid en de brede toepassingsmogelijkheid maken het het voorkeurstool voor het meten van de fluïde interface in meerdere fasen..
Dank u wel.
