Misurazione dell'interfaccia:
Il radar a onde guidate può misurare l'interfaccia, come l'interfaccia olio-acqua, l'interfaccia tra liquido e liquame, ecc. Questa funzione è molto importante in petrochimico,industria chimica e altri settori, in particolare nei sistemi liquidi multifase per misurare l'altezza del confine tra diversi mezzi.modalità di attuazione e requisiti per le condizioni di lavoro.
1Principio di base della misurazione dell'interfaccia
L'interfaccia di misurazione radar a onde guidate si basa sul principio della differenza di costante dielettrica e sul principio di riflessione delle onde elettromagnetiche.
1Meccanismo di riflessione delle onde elettromagnetiche:
• L'onda elettromagnetica emessa dal radar a onde guidate si rifletterà parzialmente quando incontra diversi media.La forza di questa riflessione dipende dalla differenza di permissività tra mezzi adiacenti.
• Un mezzo con una costante dielettrica elevata riflette un segnale più forte. Per esempio, la costante dielettrica dell'acqua (≈80) è molto superiore a quella dell'olio (≈2~4),Quindi il segnale riflesso è molto evidente all' interfaccia olio-acqua.
2Distribuzione del segnale:
• Le onde elettromagnetiche incontrano per la prima volta la superficie del liquido (ad esempio, la parte superiore dello strato di olio), dove si verifica il primo riflesso.
• L'onda elettromagnetica rimanente continua a propagarsi fino a raggiungere l'interfaccia olio-acqua, producendo un secondo riflesso.
• Dopo aver ricevuto i due segnali riflessi, lo strumento calcola rispettivamente l'altezza del livello del liquido e l'altezza dell'interfaccia attraverso la differenza di tempo e la forza del segnale.
3. Misurazione di doppia interfaccia:
• Per le miscele olio-acqua, il radar a onde guidate può misurare simultaneamente la posizione del livello dell'olio in alto e l'altezza dell'interfaccia olio-acqua in basso.
2. Metodo di misurazione dell'interfaccia
2.1 Trattamento del segnale
Il radar a onde guidate utilizza uno speciale algoritmo di analisi del segnale per ottenere la misurazione dell'interfaccia:
• Analisi della forza del segnale:
• Distinguere il livello liquido superiore dall'interfaccia inferiore analizzando la forza del segnale riflesso.
Un mezzo con una costante dielettrica elevata (come l'acqua) riflette un segnale più forte, mentre un mezzo con una costante dielettrica bassa (come l'olio) ha un segnale più debole.
• Calcolo della differenza oraria:
• Lo strumento registra il tempo di ciascun segnale riflesso e, in combinazione con la velocità d'onda nota, calcola la posizione del livello superiore del liquido e dell'interfaccia rispettivamente.
2.2 Calibrazione multipla
In condizioni reali, la misurazione dell'interfaccia richiede una taratura di fabbrica o di campo del radar a onde guidate:
• Calibrazione in fabbrica: i fabbricanti preimpostano i parametri in base alla permissività dei media comuni.
• Calibrazione in loco: l'utente imposta e ottimizza lo strumento in base al supporto specifico, ad esempio inserendo il valore della costante dielettrica di diversi supporti.
3- Requisiti per le condizioni di lavoro della misurazione dell'interfaccia
3.1 Requisiti medi
1Differenza di costante dielettrica:
• L'accuratezza della misurazione dell'interfaccia è direttamente correlata alla differenza di costante dielettrica.più forte è il segnale riflesso dall'interfaccia e più affidabile è la misurazione.
• Esempi di differenze tipiche dei media:
• Acqua e olio: grandi differenze, facili da misurare.
• Alcol e olio: la differenza è minore e può richiedere uno strumento più sensibile.
2Uniformità:
• Il mezzo di misura deve essere il più uniforme possibile, ad esempio l'interfaccia olio-acqua deve essere trasparente.può comportare errori di misura.
3.2 Requisiti ambientali
1. Agitazione e fluttuazione:
• Se l'interfaccia oscilla violentemente (come agitare o lanciare violentemente), il segnale riflesso può essere instabile.
• Si raccomanda di misurare in condizioni statiche o più stabili.
2Temperatura e pressione:
• Il radar a onde guidate è generalmente in grado di adattarsi ad alte temperature e pressioni, ma è necessario garantire che il materiale della barra possa resistere alle condizioni di lavoro effettive.
• Grandi gradienti di temperatura possono avere un lieve effetto sulla velocità di propagazione del segnale, ma lo strumento può essere corretto mediante compensazione.
3- Forma del contenitore e ostacoli:
• La barra di prova deve evitare agitatori, scale mobili o altri ostacoli strutturali per evitare interferenze con la propagazione del segnale.
3.3 Costante dielettrica di ingresso
• La misurazione delle interfacce richiede di inserire in anticipo la permissività di entrambi i media.
• Se la permissività dei due media è troppo vicina (ad esempio, la differenza è inferiore a 5), il radar a onde guidate può avere difficoltà a distinguere con precisione l'interfaccia.
4- Vantaggi e limitazioni della misurazione delle interfacce
vantaggio
1Misurazione senza contatto (attraverso la barra di sonda): nessun contatto diretto con l'interfaccia, grande durata.
2. Distinguere con precisione l'interfaccia: può misurare contemporaneamente il livello superiore del liquido e la posizione dell'interfaccia, fornendo informazioni complete sul liquido a più strati.
3.Resistente a condizioni complesse: adatto ad alte temperature, alta pressione, ambiente corrosivo.
4. Facile integrazione: compatibile con i sistemi di automazione industriale, è possibile realizzare il monitoraggio remoto dei dati.
limitazione
1. Forte dipendenza dalla differenza di costante dielettrica: l'interfaccia con una piccola differenza di costante dielettrica è difficile da misurare.
2. Impatto dello strato di emulsione:
• Se vi è uno strato emulsionante tra i due mezzi (come una miscela olio-acqua), il segnale riflesso può essere disperso e l'altezza dell'interfaccia può essere misurata in modo impreciso.
3Segnali di interferenza: gli agitatori o altri dispositivi possono causare segnali pseudo-riflessi.
4Complessità della taratura: è necessario comprendere con precisione le caratteristiche del mezzo misurato per effettuare una taratura efficace.
5Scenari tipici di applicazione
1Separatore olio-acqua: utilizzato per misurare l'altezza del livello di olio e la posizione dell'interfaccia olio-acqua per garantire la purezza dell'olio.
2- Serbatoio di reazione chimica: controllo dello stato di stratificazione dei diversi liquidi durante il processo di reazione.
3Trattamento delle acque reflue: misurare l'altezza dello strato di acqua pulita e dell'interfaccia del fango per ottimizzare il funzionamento del processo.
4Gestione del livello del serbatoio: misurazione accurata di ogni strato di liquido nel serbatoio di liquido misto.
Riassunto
Il radar a onde guidate può misurare con precisione l'altezza dell'interfaccia del liquido rilevando i segnali riflessi da diversi media.La chiave risiede nella differenza tra costante dielettrica e tecnologia di elaborazione del segnaleAnche se ha determinate esigenze per le condizioni di lavoro e le caratteristiche medie,la sua elevata precisione e ampia applicabilità lo rendono lo strumento preferito per la misurazione dell'interfaccia liquida multifase.
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