Schnittstellenmessung:
Das Radar mit geführter Welle kann die Schnittstelle messen, z. B. die Öl-Wasser-Schnittstelle, die Schnittstelle zwischen Flüssigkeit und Schlamm usw. Diese Funktion ist in der petrochemischen Industrie sehr wichtig.chemische und andere Industriezweige, insbesondere in mehrphasigen Flüssigkeitssystemen zur Messung der Grenzhöhe zwischen verschiedenen Medien.Anforderungen an den Umsetzungsmodus und die Arbeitsbedingungen.
1Grundprinzip der Schnittstellenmessung
Die Messschnittstelle für das Radarabwehrgerät basiert auf der dielektrischen Differenzkonstante und dem elektromagnetischen Wellenreflexionsprinzip.
1. Mechanismus zur Reflexion elektromagnetischer Wellen:
• Die elektromagnetische Welle, die vom Radarsystem mit geführter Welle ausgestrahlt wird, wird bei Begegnung mit verschiedenen Medien teilweise reflektiert.Die Stärke dieser Reflexion hängt von der Differenz in der Permittivität zwischen benachbarten Medien ab.
• Ein Medium mit einer hohen Dielektrikkonstante reflektiert ein stärkeres Signal.Also ist das reflektierte Signal sehr offensichtlich an der Öl-Wasser-Schnittstelle.
2Signalverteilung:
• Elektromagnetische Wellen treffen zuerst auf die Flüssigkeitsoberfläche (z. B. die Oberseite der Ölschicht), wo die erste Reflexion stattfindet.
• Die restliche elektromagnetische Welle breitet sich weiter aus, bis sie die Öl-Wasser-Schnittstelle erreicht und eine zweite Reflexion erzeugt.
• Nach Empfang der beiden reflektierten Signale berechnet das Gerät die Flüssigkeitshöhe bzw. die Schnittstellenhöhe anhand des Zeitunterschieds und der Signalstärke.
3. Dual-Interface-Messung
• Bei Öl-Wasser-Mischungen kann das geführte Wellen-Radar gleichzeitig die Position des Ölniveaus oben und die Höhe der Öl-Wasser-Schnittstelle unten messen.
2. Methode der Schnittstellenmessung
2.1 Signalverarbeitung
Geführtes Wellenradar verwendet einen speziellen Signalanalysalgorithmus, um die Schnittstellenmessung zu erreichen:
• Analyse der Signalstärke:
• Unterscheidet den oberen Flüssigkeitsgrad von der unteren Schnittstelle durch Analyse der Stärke des reflektierten Signals.
Ein Medium mit einer hohen Dielektrikkonstante (wie Wasser) reflektiert ein stärkeres Signal, während ein Medium mit einer niedrigen Dielektrikkonstante (wie Öl) ein schwächeres Signal hat.
• Berechnung des Zeitunterschieds:
• Das Gerät erfasst die Zeit jedes reflektierten Signals und berechnet in Kombination mit der bekannten Wellengeschwindigkeit die Position des oberen Flüssigkeitsniveaus bzw. der Schnittstelle.
2.2 Mehrfache Kalibrierung
Unter realen Bedingungen erfordert die Schnittstellenmessung eine Werkkalibrierung oder eine Feldkalibrierung des geführten Wellenradars:
• Fabrikkalibrierung: Die Hersteller setzen die Parameter entsprechend der Permittivität der üblichen Medien vor.
• Kalibrierung vor Ort: Der Benutzer setzt und optimiert das Gerät entsprechend dem spezifischen Medium, z. B. indem er den dielektrischen Konstantenwert verschiedener Medien eingibt.
3- Anforderungen an die Betriebsbedingungen der Schnittstellenmessung
3.1 Mittlere Anforderungen
1Dielektrische Konstante:
• Die Genauigkeit der Schnittstellenmessung hängt unmittelbar mit der Differenz der Dielektrikkonstante zusammen.je stärker das Signal der Schnittstelle reflektiert wird, desto zuverlässiger ist die Messung.
• Beispiele für typische Medienunterschiede:
• Wasser und Öl: große Unterschiede, leicht zu messen.
• Alkohol gegen Öl: Der Unterschied ist kleiner und erfordert möglicherweise ein empfindlicheres Instrument.
2Einheitlichkeit:
• Das Messmedium sollte möglichst einheitlich sein, z. B. sollte die Öl-Wasser-Schnittstelle klar sein.es kann zu Messfehlern führen.
3.2 Umweltanforderungen
1. Rühren und Schwanken:
• Wenn die Schnittstelle heftig schwankt (z. B. durch heftiges Rühren oder Werfen), kann das reflektierte Signal instabil sein.
• Die Messung unter statischen oder stabileren Bedingungen ist zu empfehlen.
2. Temperatur und Druck:
• Geführtes Wellenradar kann sich in der Regel an hohe Temperaturen und hohen Druck anpassen, aber es ist notwendig, sicherzustellen, daß das Stangmaterial den tatsächlichen Arbeitsbedingungen standhält.
• Große Temperaturgradienten können eine leichte Auswirkung auf die Signalverbreitungsgeschwindigkeit haben, aber das Gerät kann durch Kompensation korrigiert werden.
3- Form des Behälters und Hindernisse:
• Die Sondenstange sollte Rührgeräte, Rolltreppen oder andere strukturelle Hindernisse vermeiden, um die Signalverbreitung zu verhindern.
3.3 Dielektrische Konstante
• Für die Schnittstellenmessung ist die Permittivität beider Medien vorher anzugeben.
• Wenn die Permittivität der beiden Medien zu nahe ist (z. B. der Unterschied ist kleiner als 5), kann es für das geführte Wellenradar schwierig sein, die Schnittstelle genau zu unterscheiden.
4Vorteile und Grenzen der Schnittstellenmessung
Vorteil
1. Berührungslose Messung (durch die Sonde): kein direkter Kontakt mit der Schnittstelle, hohe Haltbarkeit.
2. Genaue Unterscheidung der Schnittstelle: Es kann gleichzeitig den oberen Flüssigkeitsgehalt und die Schnittstellenposition messen und umfassende Informationen über mehrschichtige Flüssigkeit liefern.
3.Widerstandsfähig gegen komplexe Bedingungen: geeignet für hohe Temperaturen, hohen Druck, korrosive Medien.
4Einfache Integration: Kompatibel mit industriellen Automatisierungssystemen, Fernüberwachung der Daten.
Einschränkung
1- starke Abhängigkeit von der dielektrischen Konstantendifferenz: Die Schnittstelle mit einer geringen dielektrischen Konstantendifferenz ist schwer zu messen.
2Einfluss der Emulsionsschicht:
• Wenn zwischen den beiden Medien eine emulgierende Schicht (z. B. ein Öl-Wasser-Gemisch) vorhanden ist, kann das reflektierte Signal zerstreut werden und die Höhe der Schnittstelle kann ungenau gemessen werden.
3- Störsignale: Rührgeräte oder andere Geräte können Pseudo-Reflexionssignale auslösen.
4. Kalibrierkomplexität: Es ist notwendig, die Eigenschaften des Messmediums genau zu verstehen, um eine wirksame Kalibrierung durchzuführen.
5Typische Anwendungsfälle
1Öl-Wasser-Trennmittel: zur Messung der Höhe des Ölstandes und der Lage der Öl-Wasser-Schnittstelle zur Gewährleistung der Reinheit des Öls.
2Chemische Reaktionsbehälter: Überwachung des Schichtungszustands verschiedener Flüssigkeiten während des Reaktionsprozesses.
3Abwasserbehandlung: Messung der Höhe der Sauberschicht und der Schlammschnittstelle zur Optimierung des Prozessbetriebs.
4. Tanklevelmanagement: Genaue Messung jeder Flüssigkeitsschicht im Mischflüssigkeitsbehälter.
Zusammenfassung
Geführtes Wellenradar kann die Schnittstellenhöhe der Flüssigkeit durch das Erkennen der reflektierten Signale verschiedener Medien genau messen.Der Schlüssel liegt im Unterschied zwischen der dielektrischen Konstante und der SignalverarbeitungstechnologieObwohl es bestimmte Anforderungen an Arbeitsbedingungen und mittelgroße Eigenschaften hat,Die hohe Genauigkeit und die breite Anwendbarkeit machen es zum bevorzugten Werkzeug für die Messung der mehrphasigen Flüssigkeitsschnittstelle.
- Ich danke Ihnen.
