Medição da interface:
O radar de ondas guiadas pode medir a interface, como a interface óleo-água, a interface entre líquido e lodo, etc. Esta função é muito importante na petroquímica,Indústrias químicas e outras, especialmente em sistemas líquidos multifásicos para medir a altura da fronteira entre diferentes meios.Requisitos relativos ao modo de aplicação e às condições de trabalho.
1Princípio básico da medição de interfaces
A interface de medição por radar de ondas guiadas baseia-se no princípio da diferença constante dielétrica e da reflexão de ondas eletromagnéticas.
1Mecanismo de reflexo de ondas eletromagnéticas:
• A onda eletromagnética emitida pelo radar de ondas guiadas será parcialmente refletida quando se encontrar com diferentes meios.A força desta reflexão depende da diferença de permittividade entre meios adjacentes.
• Um meio com uma constante dielétrica elevada reflete um sinal mais forte. Por exemplo, a constante dielétrica da água (≈80) é muito superior à do óleo (≈2~4),Assim, o sinal refletido é muito óbvio na interface óleo-água.
2Distribuição do sinal:
• As ondas eletromagnéticas encontram primeiro a superfície do líquido (por exemplo, a parte superior da camada de óleo), onde ocorre a primeira reflexão.
• A onda eletromagnética restante continua a propagar-se até atingir a interface óleo-água, produzindo uma segunda reflexão.
• Após receber os dois sinais refletidos, o instrumento calcula a altura do nível do líquido e a altura da interface, respectivamente, através da diferença de tempo e da intensidade do sinal.
3. Medição de duas interfaces:
• No caso das misturas óleo-água, o radar de ondas guiadas pode medir simultaneamente a posição do nível de óleo na parte superior e a altura da interface óleo-água na parte inferior.
2Método de medição da interface
2.1 Processamento de sinais
O radar de ondas guiadas utiliza um algoritmo especial de análise de sinal para obter a medição da interface:
• Análise da força do sinal:
• Distinguir o nível superior do líquido da interface inferior, analisando a intensidade do sinal refletido.
Um meio com uma constante dielétrica alta (como a água) reflete um sinal mais forte, enquanto um meio com uma constante dielétrica baixa (como o óleo) tem um sinal mais fraco.
• Cálculo da diferença horária:
• O instrumento registra o tempo de cada sinal refletido e, combinado com a velocidade de onda conhecida, calcula a posição do nível superior do líquido e da interface, respectivamente.
2.2 Calibração múltipla
Em condições reais, a medição da interface requer calibração de fábrica ou calibração de campo do radar de ondas guiadas:
• Calibração de fábrica: os fabricantes definem previamente os parâmetros de acordo com a permittividade dos meios comuns.
• Calibração no local: o utilizador define e otimiza o instrumento de acordo com o meio específico, por exemplo, inserindo o valor da constante dielétrica de diferentes meios.
3- Requisitos de condições de trabalho da medição da interface
3.1 Requisitos médios
1Diferença constante dielétrica:
• A precisão da medição da interface está directamente relacionada com a diferença de constante dielétrica.Quanto mais forte for o sinal refletido pela interface, mais fiável será a medição.
• Exemplos de diferenças típicas dos meios de comunicação social:
• Água e óleo: grandes diferenças, fáceis de medir.
• Álcool versus óleo: A diferença é menor e pode exigir um instrumento mais sensível.
2Uniformidade:
• O meio de medição deve ser o mais uniforme possível, por exemplo, a interface óleo-água deve ser transparente.Pode provocar erros de medição.
3.2 Requisitos ambientais
1. Agitação e flutuação:
• Se a interface flutuar violentamente (como agitar ou lançar violentamente), o sinal refletido pode ser instável.
• Recomenda-se a medição em condições estáticas ou mais estáveis.
2Temperatura e pressão:
• O radar de ondas guiadas pode, em geral, adaptar-se a altas temperaturas e pressões, mas é necessário assegurar que o material da haste possa suportar as condições de trabalho reais.
• Grandes gradientes de temperatura podem ter um ligeiro efeito na velocidade de propagação do sinal, mas o instrumento pode ser corrigido por compensação.
3Forma e obstáculos do contentor:
• A haste de sonda deve evitar agitadores, escadas rolantes ou outros obstáculos estruturais para evitar interferir na propagação do sinal.
3.3 Entrada constante dielétrica
• A medição de interfaces requer que a permittividade de ambos os meios seja introduzida antecipadamente.
• Se a permittividade dos dois meios for demasiado próxima (por exemplo, a diferença for inferior a 5), o radar de ondas guiadas pode ter dificuldade em distinguir com precisão a interface.
4- Vantagens e limitações da medição de interfaces
vantagem
1Medição sem contacto (através da haste de sonda): sem contacto directo com a interface, durabilidade elevada.
2Distinguir com precisão a interface: pode medir o nível superior do líquido e a posição da interface ao mesmo tempo, fornecendo informações abrangentes do líquido multicamadas.
3. Resistente a condições complexas: adequado para ambientes de alta temperatura, alta pressão e meios corrosivos.
4• Fácil integração: compatível com sistemas de automação industrial, pode ser conseguido o controlo remoto dos dados.
limitação
1. Forte dependência da diferença de constante dielétrica: a interface com uma pequena diferença de constante dielétrica é difícil de medir.
2Impacto da camada de emulsão:
• Se existir uma camada emulsionante entre os dois meios (como uma mistura de óleo e água), o sinal refletido pode ser disperso e a altura da interface pode ser medida de forma imprecisa.
3- sinais de interferência: os agitadores ou outros dispositivos podem causar sinais pseudo-refletos.
4Complexidade da calibração: é necessário compreender com precisão as características do meio de medição para realizar uma calibração eficaz.
5- Cenários de aplicação típicos
1Separador óleo-água: utilizado para medir a altura do nível de óleo e a posição da interface óleo-água para assegurar a pureza do óleo.
2- Tanque de reacção química: monitorização do estado de estratificação de diferentes líquidos durante o processo de reacção.
3Tratamento de águas residuais: medir a altura da camada de água limpa e da interface da lama para otimizar a operação do processo.
4Gestão do nível do tanque: medição precisa de cada camada de líquido no tanque de líquido misturado.
Resumo
O radar de ondas guiadas pode medir com precisão a altura da interface do líquido detectando os sinais refletidos de diferentes meios.A chave reside na diferença entre a constante dielétrica e a tecnologia de processamento de sinalEmbora tenha certas exigências para as condições de trabalho e características médias,A sua alta precisão e ampla aplicabilidade tornam-na a ferramenta preferida para medição de interfaces de líquido multifásicas.
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