インターフェース測定:
誘導波レーダーは,インターフェースを測定することができます. 例えば,油と水のインターフェース,液体とスラムの間のインターフェースなど.化学工業その他の産業,特に多相液体系では,異なる介質間の境界の高さを測定する.以下の詳細は,その原理を説明します.実施方法と作業条件の要件.
1インターフェース測定の基本原理
導波レーダー測定インターフェースは,電圧変差と電磁波反射原理に基づいている.
1電磁波反射メカニズム
• 誘導波レーダーによって放出される電磁波は,異なるメディアに出くわすときに部分的に反射します.この反射の強さは,隣接する媒体の許容性の違いに依存する.
• 高変電圧を持つ媒体はより強い信号を反射する.例えば,水の変電圧 (≈80) は,石油 (≈2~4) よりもはるかに高い.つまり反射信号は油と水のインターフェースで非常に明白です.
2シグナル分布:
• 電磁波は最初に液体の表面 (例えば,油層の上部) に接触し,そこで最初の反射が起こります.
• 残る電磁波は,油と水の接点に到達するまで伝播し,第二の反射を生成します.
• 2つの反射信号を受信した後,計器は時間差と信号強度によって,液体レベル高度とインターフェース高度をそれぞれ計算します.
3双面インターフェース測定:
• 油水混合物では,誘導波レーダーで,油水レベルの位置を上部と油水インターフェースの高さを下部で同時に測定できます.
2インターフェース測定方法
2.1 信号処理
誘導波レーダーは,インターフェース測定を達成するために特別な信号分析アルゴリズムを使用します.
信号強度分析
• 反射信号の強さを分析することによって,上部液体レベルと下部インターフェースを区別します.
高介電常数 (水など) を有する介質はより強い信号を反射し,低介電常数 (油など) を有する介質はより弱い信号を反射する.
• 時間差の計算
• 計器は反射された各信号の時間を記録し,既知の波速と組み合わせて,上層液体レベルとインターフェースの位置を計算します.
2.2 多重校正
実際の条件では,インターフェースの測定は,導波レーダーの工場校正またはフィールド校正を必要とします.
• 工場校正: 製造者は一般的なメディアの容量に応じてパラメータを事前に設定します.
• 現場校正: ユーザは,異なるメディアの介電常数値を入力するなど,特定のメディアに応じて計器を設定し最適化します.
3インターフェース測定の作業条件要件
3.1 中程度の要件
1介電常数差:
• インターフェース測定の精度は,介電常数差と直接関係しています.介電常数差が大きいほど,インターフェースから反射された信号が強くなるほど,測定がより信頼性が高くなります..
• 典型的なメディア差の例:
• 水と油:大きな差があり,測定が簡単です.
• アルコール と 油: その 違い は 小さく,より 敏感 な 器具 が 必要 と なる こと が あり ます.
2均一性
• 測定基質は可能な限り均一でなければならない.例えば,油と水のインターフェースは透明でなければならない.基質が大きな変動または混合ゾーン (エミュルション層) を有する場合は,測定誤差を引き起こす可能性があります..
3.2 環境要件
1動かし方と変動:
• インターフェースが激しく変動する (激しく動かすか 投げかけるなど) の場合,反射された信号は不安定である可能性があります.
• 静的または安定した条件で測定することが推奨されます.
2温度と圧力:
• 導波レーダーは通常,高温と高圧に適応できますが,棒材料が実際の作業条件に耐えられるようにする必要があります.
• 温度グラデーションが大きい場合,信号伝播速度にわずかな影響があるかもしれませんが,計器は補償によって修正できます.
3容器の形と障害物
• 探査棒は,信号伝播に干渉しないように,動かす装置,エスカレーター,その他の構造的障害を避けなければならない.
3.3 変電圧の入力
• インターフェース測定には,両方のメディアの容量が事前に入力される必要があります.
• 2つのメディアの容量があまりにも近い場合 (例えば,差は5未満) は,導波レーダーはインターフェースを正確に区別するのに困難になる可能性があります.
4インターフェース測定の利点と限界
利点
1接触なしの測定 (探査棒を通して): インターフェースとの直接接触がない,耐久性が高い.
2インターフェースを正確に区別: 液体の上位レベルとインターフェース位置を同時に測定することができ,多層液体の包括的な情報を提供します.
3複雑な条件に耐える:高温,高圧,腐食媒体の環境に適しています.
4簡単な統合:産業自動化システムと互換性があり,データモニタリングを遠隔で達成できます.
制限
1低変電常差のインターフェースを測定することは困難である.
2エミュルション層の影響:
• 2つの介質の間 (例えば油水混合物) に乳化層がある場合,反射された信号は分散し,インターフェースの高さは不正確に測定される可能性があります.
3干渉信号: 乱す器や他の装置は,偽反射信号を引き起こす可能性があります.
4カリブレーションの複雑さ: 効果的なカリブレーションを行うためには,測定媒体の特徴を正確に理解することが必要です.
5典型的な応用シナリオ
1油水分離器:油の純度を確保するために,油水レベルの高さと油水インターフェースの位置を測定するために使用されます.
2化学反応タンク: 反応過程中に異なる液体の層化状態を監視する.
3下水処理: 処理作業を最適化するために,清水層とスランプインターフェースの高さを測定します.
4タンクレベル管理:混合液体タンク内の各液体層の正確な測定.
概要
誘導波レーダーは 異なるメディアの反射信号を検出することで 液体のインターフェースの高さを正確に測定できます鍵は,電圧定数と信号処理技術の違いにある労働条件や中程度の特性について一定の要求があるにもかかわらず,高精度と幅広い応用性により,多相液体インターフェース測定のための好ましいツールとなっています..
ありがとうございました
