Funcions i aplicacions del mesurador de nivell d’ona de Solidat: prenent la part inferior dels dipòsits d’oli com a exemple

Funcions i aplicacions del mesurador de nivell d’ona de Solidat: prenent la part inferior dels dipòsits d’oli com a exemple

Resum: Aquest article introdueix principalment els principis d’aplicació dels metres de nivell de radar d’ona guiats com una de les tecnologies de mesurament de nivell, les característiques del radar de microones i el radar d’ona guiada respectivament, així com l’aplicació de la sèrie SLDL5500 guiada per a nivells d’ona de la sèrie llançats per solidat al camp real dels tancs d’oli inferior.

Paraules clau: mesurador de nivell; Radar d’ona guiada; Microones; Radar; Tancs d’oli inferior

1. Visió general

Amb l’actualització iterativa de la tecnologia industrial, la tecnologia de mesurament de nivell ha sofert múltiples innovacions, evolucionant des de mètodes manuals basats en el funcionament com ara el tipus de pes i la mesura de tipus d’escala fins a una mesura intel·ligent i d’alta precisió. Avui en dia, les tecnologies avançades com la mesura del radar i la mesura de la radiació nuclear s’han aplicat àmpliament en escenaris industrials. No obstant això, la mesura de la radiació nuclear té certes limitacions a causa de la seva sensibilitat tècnica i els elevats requisits de control de seguretat. Entre diverses tecnologies de mesurament de nivell, la tecnologia de mesurament del radar derivada del radar militar, amb el seu rendiment destacat i una àmplia aplicabilitat, s'està convertint gradualment en l'elecció bàsica en el camp de mesurament de nivell industrial.

La tecnologia de mesurament del nivell de radar es divideix principalment en dues categories: radar de microones (tipus sense contacte) i radar d’ona guiada. El nivell de radar de microones es beneficia dels avantatges dels costos i del rendiment excel·lent en condicions complexes, guanyant el favor de molts usuaris. Tot i això, cada tecnologia té els seus límits aplicables i és possible que el radar de microones no pugui complir els requisits de mesurament de tots els suports. La tecnologia de radar d’ona guiada, amb el seu principi de mesura i característiques tècniques úniques, omple efectivament la bretxa del radar de microones en escenaris de mesurament específics, convertint -se en un suplement important per a les tecnologies de mesurament de nivell.

2. Característiques de les tecnologies del radar

2.1 Característiques del radar de microones

· Gran rang de mesurament: els senyals d’ona electromagnètica d’alta freqüència faciliten la transmissió de llarga distància, permetent la mesura d’una gran gamma de nivells.

· No afectat per les condicions de fase de gas: no afectada pels canvis en les condicions de fase de gas a l’espai, capaç d’operar de manera estable en entorns de fase de gas complexos.

· Mesura sense contacte: no cal que hi hagi contacte directe amb el mitjà de desgast i manteniment de l'equip reduint.

2.2 Característiques del radar d’ona guiada

· Consum d'energia baixa: Quan funciona, el radar d'ona guiat solidat produeix una quantitat molt petita d'energia del senyal a la sonda de guies d'ona, aproximadament el 10% de l'energia emesa pel radar sense contacte. Això es deu a l'estructura de guies d'ona, que construeix un canal de transmissió de senyal eficient. Durant la transmissió del senyal des de l’extrem d’emissió a la superfície del medi, l’atenuació es controla al mínim, reduint significativament la demanda d’energia i aconseguint un funcionament de baix consum.

· Senyal fort: Durant la transmissió del senyal, la guia d'ona té un paper clau, assegurant que la transmissió del senyal no es molesta per fluctuacions de superfície líquida ni obstacles al dipòsit d'emmagatzematge. Per tant, el senyal final rebut de l'instrument és fort, aproximadament el 20% de l'energia emesa. Aquesta recepció de senyal estable i d’alta intensitat garanteix la precisió i la fiabilitat de les dades de mesurament.

· Vam àmplia: per a la mesura de medis constant dielèctric baix, el radar d’ona guiada a Solidat funciona excepcionalment bé. Prenent com a exemple els seus productes de radar d’ona guiat, la constant dielèctrica més baixa que es pot mesurar és tan baixa com 1,4, capaç de complir amb precisió els requisits de mesura de diversos medis constant dielèctric baixos, ampliant significativament l’abast de l’aplicació i jugant un paper important en nombrosos entorns industrials complexos.

· Fort anti-interferència: el canvi constant dielèctric no té cap impacte en el rendiment de la mesura. Tant si es tracta de la superfície d’hidrocarburs (constant dielèctrica 2 - 3) o del reflex de l’aigua (constant dielèctrica 80), el temps de propagació és el mateix, només l’amplitud del senyal varia. El radar de microones necessita filtrar senyals en funció de les característiques del medi per obtenir valors de mesura precisos i el canvi de força del senyal durant la recepció és propens a la interferència; Si bé el radar d’ona guiada ha concentrat energia, pot evitar efectivament la interferència. · No afectat per la densitat: Tot i que els canvis en la densitat del medi afectaran la força de flotabilitat exercida sobre l'objecte immers, no té cap impacte en la propagació de les ones electromagnètiques a la guia d'ona.

· Influència mínima de l’adhesió: l’adhesió del medi sobre la sonda/cable té un efecte insignificant en la mesura del nivell. L’adhesió pren principalment dues formes: la pel·lícula i el pont. En el cas de l’adhesió similar al film, a mesura que disminueix el nivell de material, una cobertura uniforme de formes d’alta viscositat a la sonda, que gairebé no té cap impacte en la mesura; mentre que l’adhesió de pont pot comportar errors de mesurament importants. Per tant, a l’hora d’escollir un conductor de tipus doble/cable, cal tenir en compte la viscositat del medi.

3. Principis del radar de microones i del radar d’ona guiada

3.1 Radar de microones:

El radar de microones mesura el nivell emetent i rebent ones electromagnètiques d’alta freqüència (GHz). El nivell es calcula en funció del temps que triga a les ones electromagnètiques per arribar a la superfície de l’objecte mesurat i es reflecteix de nou a l’antena receptora. Atès que la propagació de l’energia electromagnètica no està massa restringida per les propietats de l’espai de propagació, es pot transmetre a alta/baixa pressió (buit) o ​​en presència de medis vaporitzadors i les fluctuacions de gas tenen poc impacte en la seva propagació. No obstant això, l’antena d’un instrument de mesura de nivell de radar de microones comú irradia energia relativament feble, aproximadament 1MW. Quan el senyal es propaga a l’aire, l’energia es decau ràpidament. A més, quan el senyal de microones arriba a la superfície de l'objecte mesurat i es reflecteix, la intensitat del senyal (amplitud) està estretament relacionada amb la constant dielèctrica del medi. Per a medis no conductors amb constants dielèctriques extremadament baixes, com els líquids d’hidrocarburs, el senyal reflectit és extremadament feble. Després que el senyal atenuat torni a l'antena superior receptora, perd encara energia. El mesurador de nivell de radar de microones rep l’energia del senyal retornada, que només és aproximadament l’1% de l’energia del senyal emès. En aquestes condicions, el rendiment del mesurador de radar de microones de tipus de contacte disminuirà significativament, i fins i tot pot no funcionar correctament.

3.2 Radar d’ona guiada:

Per superar les limitacions dels comptadors de nivell de radar tipus contacte, van sorgir els comptadors de nivell de radar d’ona guiats. El principi de funcionament del radar d’ona guiada és similar al del radar tradicional, basat en la reflexió del domini de temps TDR (refectori de domini de temps) i els principis ETS (mostreig de temps igual). Durant molt de temps, la tecnologia TDR s’ha utilitzat per detectar els extrems dels cables i cables enterrats incrustats a les parets. Quan s’acaba la detecció del cable, el senyal de pols electromagnètic emès pel generador TDR es propaga al llarg del cable i, quan arriba al final, es genera un pols de reflexió de mesura. Al mateix temps, un canvi d’impedància preestablert corresponent a la longitud total del cable s’estableix al receptor per desencadenar un pols de referència. Si es compara el pols de reflexió amb el pols de referència, es pot determinar amb precisió la posició de l’extrem. Aplicant aquest principi a la mesura del nivell, el generador TDR genera desenes de milers de polsos d’energia per segon i els condueix al llarg de la guia d’ona. Quan el pols arriba a la superfície mitjana, produeix un pols original de reflexió. Al mateix temps, s’estableix una impedància del valor preestablert a la part superior de la sonda per generar un pols de referència fiable, és a dir, el pols de reflexió inicial. El mesurador de nivell de radar detecta el pols de reflexió del nivell i el compara amb el pols de reflexió inicial per obtenir el valor de mesura de nivell, que és el procés de treball del mesurador de nivell d’ona guiat.

El principi ETS (mostreig de temps igual) s’utilitza per mesurar els senyals electromagnètics d’alta velocitat i de baixa potència i és la clau per a l’aplicació de la tecnologia de mesurament del nivell de líquid TDR. A causa de la dificultat de la mesura de curta distància de senyals electromagnètics d’alta velocitat, l’ETS pot capturar els senyals electromagnètics (IU) en temps real i reconstruir-los en un temps equivalent per aplicar millor les tecnologies avançades per a la mesura.

Amb el desenvolupament de la tecnologia de mesurament de nivell fins a la data, han sorgit una gran varietat d’instruments de mesurament de nivell madurs i fiables, cadascun amb el seu rendiment i el seu rang d’aplicació únics, jugant un paper important en diferents escenaris de mesurament de nivell de líquid, com ara el mètode de nivell de líquid de pressió/ pressió diferencial, el mètode de nivell de líquid de la radiofreqüència/ capacitance Meers, els metres de nivell ultrasònic i els metres de nivell de flota, etc., aquests reportatges tenen decadències d’experiència d’aplicació exitosa en el camp industrial.

4. Introducció i aplicació del mesurador

Solidat, com a conegut proveïdor d’equips d’automatització a la indústria, ha aconseguit un èxit notable en la investigació i la fabricació d’instruments de mesura de nivell. L’empresa sempre s’adhereix al concepte d’innovació i es compromet a proporcionar als clients solucions de mesurament de nivell d’alta qualitat i d’alt rendiment.

El mesurador de radar d’ona guiat de la sèrie SLDL5500 llançat per l’empresa està dissenyat específicament per a líquids corrosius, líquids d’alta temperatura i líquids d’alta pressió. El radar d’ona guiada de FlexScan emet polsos de microones d’alta freqüència que es propaguen al llarg del component de detecció (cable d’acer o vareta d’acer). Quan es troba amb el medi mesurat, a causa del canvi sobtat de la constant dielèctrica, es produeix una reflexió i es reflecteix una part de l’energia del pols. L’interval de temps entre el pols transmès i el pols reflectit és proporcional a la distància del medi mesurat. El FlexScan inclou tipus ordinari SLDL5521, tipus anti-corrosió SLDL5522, tipus coaxial SLDL5523, tipus de temperatura d'alta temperatura SLDL5524, tipus de compensació de vapor SLDL5525 i tipus de cable doble SLDL5526. Entre ells, la sèrie SLDL5525 té una funció de compensació de vapor i pot corregir la influència del vapor saturat en la mesura, adequada per al seu ús en condicions de mesura a alta temperatura i alta pressió com ara tambor de vapor, escalfadors d’aigua d’alimentació d’alta i baixa a baixa pressió i condensadors.

Les principals funcions tècniques inclouen:

4.1 Resistència a la temperatura i a la pressió: SLDL525 té una funció de compensació de vapor i té un excel·lent rendiment de resistència a la temperatura i a la pressió (275bar@450 graus, 413bar@80 graus)

4.2 Mètodes de comunicació múltiples: admet Hart, Modbus, Profibus PA, Foundation Fieldbus, GPRS/CDMA Mètodes de comunicació remota.

La sèrie SLDL5500 té un rang dinàmic de 120 dB (en comparació amb 96 dB per a 26 GHz), que millora la fiabilitat en condicions extremes com ara escuma de 1,5 metres de gruix (fàbrica d’alimentació animal), condensació o entorns d’adhesió (regeneració d’oli) i recolzant la penetració de parets de vidre/contenidor per a la mesura (com en el procés de distilització).

4.3 Estructura coaxial: SLD5523/5525 ​​té una estructura coaxial, assegurant que no es faci una zona cega de mesurament

4.4 Facilitat per a la instal·lació: depuració simple, no cal carregar el contenidor ni buidar -lo, estalviant temps

4.5 ADAPTABILITAT MEDI: Utilitzant la tecnologia de processament d’eco flexScan, la mesura no es veu afectada per interferències externes com ara escuma, vapor, pols, etc., o per materials en suspensió. La mesura no es veu afectada pels canvis en la densitat mitjana, la constant dielèctrica, la pressió, la temperatura o la forma del contenidor.

Prenent com a exemple una fàbrica de petroli de fons a gran escala, aquesta fàbrica té diverses especificacions dels dipòsits de petroli que emmagatzemen diferents suports com el cru i el petroli refinat. Abans d’utilitzar el calibre de nivell d’ona guiat de Solidat, el mètode de mesura tradicional tenia una precisió de mesura limitada i era extremadament inestable en condicions complexes com quan hi havia vapor o escuma al dipòsit. Això sovint va provocar errors de programació de producció, desbordament de materials o escassetat, i aquestes situacions es van produir amb freqüència. Després d’introduir el calibre del nivell de radar d’ona guiat de Solidat, la situació es va millorar molt. Es pot adaptar fàcilment a condicions complexes, fins i tot quan l’entorn del tanc és dur i pot produir dades de nivell d’alta precisió de manera estable. A més, la zona cega de mesura és petita, complint els requisits de mesurament de diferents dipòsits de petroli. El procés d’instal·lació és senzill i convenient, i el cost de manteniment també és baix, estalviant molta mà d’obra i recursos materials per a la fàbrica de petroli. En l'aplicació de dipòsits d'emmagatzematge de cru, pot supervisar el nivell de líquid en temps real, de manera estable i de manera fiable, proporcionant un suport precís de dades per a la programació de producció de la fàbrica de petroli, ajudant a optimitzar el procés de producció, evitant eficaçment els residus de materials i les escasses de subministrament i aportant beneficis econòmics importants i garanties de seguretat a la fàbrica de petroli.

En conclusió, el calibre de nivell de radar d’ona de Solidat, amb la seva tecnologia avançada, el rendiment excel·lent i la qualitat fiable, demostra avantatges significatius i potencial d’aplicació en el camp de la mesura de nivell, proporcionant un fort suport per al desenvolupament intel·ligent de diverses indústries.