การวัดอินเตอร์เฟซเรดาร์คลื่นนํา

การวัดอินเตอร์เฟซ:
ราดาร์คลื่นนําสามารถวัด Interface เช่น ผิวหน้าน้ําน้ํามัน, ผิวหน้าระหว่างของเหลวและสับ, ฯลฯ ฟังก์ชันนี้สําคัญมากในปิโตรเคมี,อุตสาหกรรมเคมีและอุตสาหกรรมอื่น ๆ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบของเหลวหลายเฟสเพื่อวัดความสูงของเขตแดนระหว่างสื่อที่แตกต่างกันระบบการดําเนินงานและความต้องการสภาพการทํางาน.

1หลักการพื้นฐานของการวัดอินเตอร์เฟซ

อินเตอร์เฟซการวัดด้วยเรดาร์คลื่นนําโดยใช้หลักการความแตกต่างของค่าคงที่ไฟฟ้าและหลักการสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

1กลไกการสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า:

• คลื่นไฟฟ้าแม่เหล็กที่ออกมาจากเรดาร์คลื่นนํา จะสะท้อนบางส่วนเมื่อมันพบกับสื่อที่แตกต่างกันความแข็งแรงของการสะท้อนนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของ permittivity ระหว่างสื่อที่อยู่ใกล้เคียง.

• สื่อที่มีสัตถีไฟฟ้าสูงสะท้อนสัญญาณที่แข็งแกร่งขึ้น เช่น สัตถีไฟฟ้าของน้ํา (≈ 80) มากกว่าของน้ํามัน (≈ 2 ~ 4)ดังนั้นสัญญาณที่สะท้อนออกจะชัดเจนมากที่ ผิวหน้าน้ํามัน.

2การกระจายสัญญาณ:

• คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพบพื้นผิวของของเหลว (เช่น ผิวบนของชั้นน้ํามัน) เป็นครั้งแรก

• คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหลือยังคงกระจายไปจนถึงจุดต่อรองน้ํามัน-น้ํา สร้างการสะท้อนครั้งที่สอง

• หลังจากรับสัญญาณที่สะท้อนออกมาสองตัว อุปกรณ์จะคํานวณความสูงของระดับของของเหลวและความสูงของอัตราต่อรอง ตามลําดับ

3. การวัดอินเตอร์เฟซคู่:

• สําหรับผสมน้ํามัน ราดาร์คลื่นนํา สามารถวัดตําแหน่งระดับน้ํามันที่ด้านบนและความสูงของผ่าตัดน้ํามันที่ด้านล่างพร้อมกัน

2. วิธีการวัดอินเตอร์เฟซ

2.1 การประมวลผลสัญญาณ

ราดาร์คลื่นนําใช้อัลกอริทึมการวิเคราะห์สัญญาณพิเศษเพื่อบรรลุการวัดอินเตอร์เฟซ:

• การวิเคราะห์ความแข็งแรงของสัญญาณ

• การแยกระดับของของเหลวบนจากพื้นผิวด้านล่าง โดยการวิเคราะห์ความแข็งแรงของสัญญาณที่สะท้อน

สื่อที่มีค่าดียิเลคทริกคงที่สูง (เช่นน้ํา) สะท้อนสัญญาณที่แข็งแกร่งกว่า ในขณะที่สื่อที่มีค่าดียิเลคทริกคงที่ต่ํา (เช่นน้ํามัน) มีสัญญาณที่อ่อนแอกว่า

• การคํานวณความแตกต่างเวลา:

• อุปกรณ์บันทึกเวลาของสัญญาณที่สะท้อนออกมาแต่ละครั้ง และรวมกับความเร็วคลื่นที่ทราบกัน

2.2 การปรับหลายครั้ง

ในสภาพจริง การวัดอินเตอร์เฟซต้องมีการปรับขนาดโรงงานหรือปรับขนาดสนามของเรดาร์คลื่นนํา:

• การปรับขนาดในโรงงาน: ผู้ผลิตตั้งค่าล่วงหน้าตามความอนุญาตของสื่อทั่วไป

• การปรับระดับในสถานที่: ผู้ใช้ตั้งค่าและปรับปรุงเครื่องมือตามสื่อเฉพาะอย่างเช่นการใส่ค่าคงที่ไฟฟ้าของสื่อต่าง ๆ

3- ความต้องการในสภาพการทํางานของการวัดอินเตอร์เฟซ

3.1 ความต้องการปานกลาง

1. ความแตกต่างของค่าคงที่ไฟฟ้า:

• ความแม่นยําของการวัดอินเตอร์เฟซเกี่ยวข้องโดยตรงกับความแตกต่างของสม่ําเสมอ dielectricสัญญาณที่สะท้อนจากอินเตอร์เฟซที่แข็งแกร่งขึ้นและการวัดที่น่าเชื่อถือมากขึ้น.

• ตัวอย่างของความแตกต่างจากสื่อทั่วไป:

• น้ําและน้ํามัน: ความแตกต่างที่ใหญ่ และวัดง่าย

• อัลโคฮอล กับ น้ํามัน: ความแตกต่างเล็กน้อย และอาจต้องใช้เครื่องมือที่มีความรู้สึกมากขึ้น

2. ความเหมือนกัน:

• สื่อการวัดควรเป็นแบบเดียวกันเท่าที่จะเป็นไปได้ เช่น ช่องทางระหว่างน้ํามันกับน้ําควรจะใส หากสื่อมีอัตราการเปลี่ยนแปลงหรือโซนผสมที่ใหญ่ (ชั้นเอมูลชั่น)มันอาจนําไปสู่ความผิดพลาดในการวัด.

3.2 ความต้องการด้านสิ่งแวดล้อม

1การสั่นและการสับสน:

• หากอินเตอร์เฟียสหมุนเวียนอย่างรุนแรง (เช่นการสั่นหรือโยนอย่างรุนแรง) สัญญาณที่สะท้อนอาจไม่มั่นคง

• แนะนําให้วัดภายใต้สภาพสถิติหรือมีความมั่นคงมากขึ้น

2อุณหภูมิและความดัน:

• ราดาร์คลื่นนําโดยทั่วไปสามารถปรับตัวให้กับอุณหภูมิและความดันสูง แต่มันจําเป็นที่จะต้องให้แน่ใจว่าวัสดุแท่งสามารถทนต่อสภาพการทํางานที่แท้จริง

• การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขนาดใหญ่อาจมีผลเล็กน้อยต่อความเร็วการกระจายสัญญาณ แต่เครื่องมือสามารถแก้ไขด้วยการชดเชย

3รูปแบบของถังและอุปสรรค

• ไม้ตรวจควรอีกเลี่ยงเครื่องสั่น, ระดับบันไดหรืออุปสรรคโครงสร้างอื่น ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการแทรกแซงการกระจายสัญญาณ

3.3 ความถาวรของไฟฟ้าดียิเลคทริก

• การวัดอินเตอร์เฟสต้องใส่อนุญาตของสื่อทั้งสองก่อน

• หากความอนุญาตของสื่อสองตัวใกล้ชิดเกินไป (เช่น ความแตกต่างน้อยกว่า 5) ราดาร์คลื่นนําอาจมีปัญหาในการแยกแยกระหว่างอินเตอร์เฟสอย่างแม่นยํา

4ข้อดีและข้อจํากัดของการวัดอินเตอร์เฟซ

ข้อดี

1การวัดโดยไม่ต้องสัมผัส (ผ่านไม้สอด): ไม่มีการสัมผัสโดยตรงกับอินเตอร์เฟซ ความทนทานสูง

2การแยกแยกระหว่างอินเตอร์เฟสอย่างแม่นยํา: สามารถวัดระดับของเหลวบนและตําแหน่งของอินเตอร์เฟสในเวลาเดียวกัน, ให้ข้อมูลครบวงจรของเหลวหลายชั้น

3.ทนต่อสภาพที่ซับซ้อน: เหมาะสําหรับอุณหภูมิสูง ความดันสูง สภาพแวดล้อมสื่อที่กัดสนอง

4การบูรณาการง่าย: สามารถติดตามข้อมูลได้จากระยะไกลได้ โดยเข้ากับระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม

จํากัด

1ความพึ่งพาที่แข็งแกร่งต่อความเหลื่อมล้ําของความถี่ Dielectric: ผ่าตัดที่มีความเหลื่อมล้ําของความถี่ Dielectric น้อยยากที่จะวัด

2. ผลของชั้นเอมูลชั่น:

• หากมีชั้นระเหยระหว่างสื่อทั้งสอง (เช่นผสมน้ํามัน) สัญญาณที่สะท้อนกลับอาจกระจายและความสูงของอินเตอร์เฟซสามารถวัดไม่แม่นยํา

3สัญญาณรบกวน: เครื่องระบวนหรืออุปกรณ์อื่น ๆ อาจทําให้สัญญาณสะท้อนกลับ

4ความซับซ้อนของการปรับ: มันจําเป็นต้องเข้าใจอย่างแม่นยําลักษณะของสื่อที่วัดเพื่อดําเนินการปรับที่มีประสิทธิภาพ

5สถานการณ์การใช้งานทั่วไป

1. เครื่องแยกน้ํามัน-น้ํา: ใช้ในการวัดความสูงของระดับน้ํามันและตําแหน่งของแอร์เฟสน้ํามัน-น้ํา เพื่อให้แน่ใจว่าความบริสุทธิ์ของน้ํามัน

2- ถังปฏิกิริยาเคมี: ติดตามภาวะการจัดชั้นของของเหลวที่แตกต่างกันระหว่างกระบวนการปฏิกิริยา

3การบําบัดน้ําเสีย: การวัดความสูงของชั้นน้ําสะอาดและอินเตอร์เฟซของ sludge เพื่อปรับปรุงการทํางานของกระบวนการ

4การจัดการระดับถัง: การวัดละเอียดของชั้นของเหลวแต่ละชั้นในถังเหลวผสม

สรุป

ราดาร์คลื่นนํา สามารถวัดความสูงของผ่าตัดของของเหลวได้อย่างแม่นยํา โดยการตรวจจับสัญญาณที่สะท้อนจากสื่อต่าง ๆที่สําคัญคือความแตกต่างระหว่างค่าคงที่แบบไฟฟ้าและเทคโนโลยีการประมวลสัญญาณถึงแม้ว่ามันจะมีความต้องการบางอย่างสําหรับสภาพการทํางานและลักษณะกลางความแม่นยําสูงและการใช้ได้อย่างกว้างขวางทําให้มันเป็นเครื่องมือที่นิยมสําหรับการวัดอินเตอร์เฟสของเหลวหลายเฟส.

                                                                                           ขอบคุณครับ