תכונות מד רדאר מודרכות של סולידאט גל רדאר

תכונות מד רדאר מודרכות של סולידאט גל רדאר

תקציר: מאמר זה מציג בעיקר את עקרונות היישום של מוני רדאר גל מודרכים כאחת מטכנולוגיות המדידה ברמה, את המאפיינים של מכ"ם מיקרוגל ורדאר גל מודרך בהתאמה, כמו גם יישום מוצרי מד רדאר מונחים סדרת SLDL5500 שהושקו על ידי Solidat בשדה השמן התחתון.

מילות מפתח: מד רמה; מכ"ם גל מודרך; מִיקרוֹגַל; מכ"ם; מיכלי שמן תחתונים

1. סקירה כללית

עם שדרוג איטרטיבי של הטכנולוגיה התעשייתית, טכנולוגיית המדידה ברמה עברה חידושים מרובים, והתפתחה משיטות מבוססות תפעול ידניות כמו מדידה מסוג משקל ומדידה מסוג סולם למדידה אינטליגנטית ודיוק גבוהה. בימינו, טכנולוגיות מתקדמות כמו מדידת מכ"ם ומדידת קרינה גרעינית יושמו באופן נרחב בתרחישים תעשייתיים. עם זאת, למדידת קרינה גרעינית יש מגבלות מסוימות בגלל הרגישות הטכנית שלה ודרישות בקרת הבטיחות הגבוהות. בין טכנולוגיות המדידה ברמה השונה, טכנולוגיית מדידת הרדאר הנגזרת מרדאר צבאי, עם הביצועים הבולטים שלה ויישום רחב, הופכת בהדרגה לבחירה העיקרית בתחום המדידה ברמה התעשייתית.

טכנולוגיית מדידת רמת רדאר מחולקת בעיקר לשתי קטגוריות: מכ"ם מיקרוגל (סוג ללא קשר) ורדאר גל מודרך. מדידת רמת רדאר במיקרוגל תועלת מיתרונות עלות וביצועים מצוינים בתנאים מורכבים, ומרוויחה את החסד של משתמשים רבים. עם זאת, לכל טכנולוגיה יש גבולות רלוונטיים, ורדאר מיקרוגל עשוי לא להיות מסוגל לעמוד בדרישות המדידה לכל המדיה. טכנולוגיית מכ"ם גל מודרכת, עם עקרון המדידה הייחודי שלה ומאפייני הטכניים שלה, ממלאת למעשה את הפער של מכ"ם מיקרוגל בתרחישי מדידה ספציפיים, והופכת לתוסף חשוב לטכנולוגיות מדידה ברמה.

2. מאפייני טכנולוגיות מכ"ם

2.1 מאפייני מכ"ם מיקרוגל

· טווח מדידה גדול: אותות גל אלקטרומגנטיים בתדירות גבוהה מקלים על העברת העברת מרחקים ארוכים, המאפשרים מדידה של טווח גדול של רמות.

· לא מושפעים מתנאי שלב הגז: לא מושפעים משינויים בתנאי שלב הגז בחלל, מסוגלים לפעול יציבה בסביבות שלב גז מורכבות.

· מדידה ללא מגע: אין צורך במגע ישיר עם המדיום, ומפחית את עלויות השחיקה והתחזוקה של ציוד.

2.2 מאפייני מכ"ם גל מודרך

· צריכת אנרגיה נמוכה: בעת הפעלה, מכ"ם גל מודרך מוציא כמות קטנה מאוד של אנרגיית אות לבדיקת מוליך הגל, כ -10% מהאנרגיה הנפלטת על ידי מכ"ם ללא קשר. זה נובע ממבנה מוליך הגל, שבונה ערוץ העברת אות יעיל. במהלך העברת האות מקצה הפליטה אל פני המדיום, הנחתה נשלטת למינימום, ומפחיתה משמעותית את הביקוש לאנרגיה והשגת פעולה באנרגיה נמוכה.

· אות חזק: במהלך העברת האות, מוליך הגל ממלא תפקיד מפתח, הבטחת העברת האותות אינה מופרעת מתנודות משטח נוזלים או מכשולים במיכל האחסון. לפיכך, האות שהתקבל הסופי מהמכשיר הוא חזק, בערך 20% מהאנרגיה הנפלטת. קבלת אותות יציבה ועוצמת גבוהה זו מבטיחה את הדיוק והאמינות של נתוני המדידה.

· מגוון רחב: למדידת מדיה קבועה דיאלקטרית נמוכה, מכ"ם גל מודרך מוצג בצורה יוצאת דופן. נטילת מוצרי הרדאר הגל המודרך שלה כדוגמה, הקבוע הדיאלקטרי הנמוך ביותר שניתן למדוד הוא נמוך עד 1.4, המסוגל לעמוד במדויק בדרישות המדידה של מדיה קבועה דיאלקטרית נמוכה, להרחיב משמעותית את היקף היישום ולמלא תפקיד חשוב בסביבות תעשייתיות מורכבות רבות.

· אנטי-התערבות חזקה: לשינוי הקבוע הדיאלקטרי אין השפעה על ביצועי המדידה. בין אם זה פני השטח של פחמימנים (קבוע דיאלקטרי 2 - 3) או השתקפות מים (קבוע דיאלקטרי 80), זמן ההתפשטות זהה, רק משרעת האות משתנה. מכ"ם מיקרוגל צריך לסנן אותות על בסיס מאפייני המדיום כדי להשיג ערכי מדידה מדויקים, ושינוי חוזק האות במהלך הקבלה מועד להפרעה; בעוד שרדאר גל מודרך הוא בעל אנרגיה מרוכזת, הוא יכול להימנע ביעילות על הפרעות. · לא מושפע מהצפיפות: למרות ששינויים בצפיפות המדיום ישפיעו על כוח הציפה המופעל על האובייקט השקוע, אין לו שום השפעה על התפשטות גלים אלקטרומגנטיים במדריך הגל.

· השפעה מינימלית של הדבקה: להדבקה של המדיום על הבדיקה/כבל יש השפעה זניחה על מדידת הרמה. ההדבקה בעיקר לובשת שתי צורות: דמויי סרט וגישור. במקרה של הדבקה דמוית סרטים, ככל שרמת החומר פוחתת, כיסוי אחיד של צורות בינוניות בעלות צמיגות גבוהה על הגשוש, שכמעט אין לו השפעה על המדידה; בעוד שגישר בין הידבקות עלול להוביל לשגיאות מדידה משמעותיות. לכן, בבחירת מוליך מוט/כבלים כפול, יש לקחת בחשבון את הצמיגות של המדיום באופן מלא.

3. עקרונות מכ"ם מיקרוגל ורדאר גל מודרך

3.1 מכ"ם מיקרוגל:

מכ"ם מיקרוגל מודד את הרמה על ידי פליטה וקבלת גלים אלקטרומגנטיים בתדר גבוה (GHz). הרמה מחושבת על סמך הזמן שלוקח לגלים האלקטרומגנטיים להגיע אל פני האובייקט הנמדד ולהשתקף בחזרה לאנטנה המקבלת. מכיוון שהפצת האנרגיה האלקטרומגנטית אינה מוגבלת יתר על המידה על ידי תכונות מרחב ההתפשטות, ניתן להעביר אותה בלחץ גבוה/נמוך (ואקום) או בנוכחות אמצעי אידוי, ותנודות הגז משפיעות מעט על התפשטותה. עם זאת, האנטנה של מכשיר מדידת רדאר מיקרוגל נפוץ מקרינה אנרגיה חלשה יחסית, בערך 1MW. כאשר האות מתפשט באוויר, האנרגיה מתפרקת במהירות. יתר על כן, כאשר אות המיקרוגל מגיע אל פני השטח של האובייקט הנמדד ומשתקף, עוצמת האות (המשרעת) קשורה קשר הדוק לקבוע הדיאלקטרי של המדיום. עבור אמצעי תקשורת לא מוליכים עם קבועים דיאלקטריים נמוכים במיוחד, כמו נוזלי פחמימנים, האות המשתקף חלש ביותר. לאחר שהאות המוחלט חוזר לאנטנה המקבלת העליונה, הוא מאבד עוד יותר אנרגיה. מד רדאר מיקרוגל מקבל את אנרגיית האות המוחזרת, שהיא רק כ -1% מאנרגיית האות הנפלטת. בתנאים אלה, הביצועים של מד רדאר מיקרוגל מסוג מיקרוגל מסוג מגע יירדו באופן משמעותי, והוא עשוי אפילו לא להיכשל כראוי.

3.2 מכ"ם גל מודרך:

כדי להתגבר על המגבלות של מד רדאר מסוג מגע, צצו מד רדאר מונחה גל מונחה. העיקרון העובד של מכ"ם גל מודרך דומה לזה של הרדאר המסורתי, על סמך עקרונות השתקפות התחום TDR (Refectory Refectory) ו- ETS (דגימת זמן שווה). במשך זמן רב, טכנולוגיית TDR משמשת לגילוי קצות הכבלים והכבלים הקבורים המוטמעים בקירות. בעת גילוי כבלים, אות הדופק האלקטרומגנטי הנפלט על ידי מחולל ה- TDR מתפשט לאורך הכבל, וכאשר הוא מגיע לקצה, נוצר דופק השתקפות מדידה. במקביל, נקבע שינוי עכבה מראש המתאים לאורך הכולל של הכבל במקלט כדי להפעיל דופק התייחסות. על ידי השוואה בין דופק ההשתקפות עם דופק ההתייחסות, ניתן לקבוע במדויק את מיקום הקצה. יישום עיקרון זה על מדידה ברמה, מחולל ה- TDR מייצר עשרות אלפי פולסי אנרגיה לשנייה ומוביל אותם לאורך מוליך הגל. כאשר הדופק מגיע למשטח הבינוני, הוא מייצר דופק מקורי של השתקפות ברמה. יחד עם זאת, עכבה מראש מוגדרת מראש נקבעת בחלקו העליון של הבדיקה ליצירת דופק התייחסות אמין, כלומר דופק השתקפות הבסיס. מד רמת הרדאר מגלה את הדופק המקורי של השתקפות רמה ומשווה אותו לדופק ההשתקפות של קו הבסיס כדי להשיג את ערך המדידה ברמה, שהוא תהליך העבודה של מד רדאר הגל המודרך.

עיקרון ה- ETS (דגימת זמן שווה) משמש למדידת אותות אלקטרומגנטיים במהירות גבוהה בעלת עוצמה נמוכה והוא המפתח ליישום טכנולוגיית מדידת רמת נוזל TDR. בשל הקושי במדידה למרחקים קצרים של אותות אלקטרומגנטיים במהירות גבוהה, ETS יכול לתפוס את האותות האלקטרומגנטיים (UIS) בזמן אמת ולשחזר אותם תוך זמן שווה ליישום טוב יותר טכנולוגיות מתקדמות למדידה.

עם פיתוח טכנולוגיית מדידה ברמה עד כה, עלו מגוון של מכשירי מדידה ברמה בוגרים ואמינים, שלכל אחד מהם טווח הביצועים והיישומים הייחודיים שלו, ומשחקים תפקיד חשוב בתרחישים שונים של מדידת נוזלים שונים, כמו לחץ/ מדידת לחץ דיפרנציאלית שיטה נוזלית, שיטת רמת נוזלים ברמת הרדיו/ רמת הקיבול במטרות המוצגים במטרות עשירה במטרות ענשי במטרות עשירה במטרות עשירה של מכשירים.

4. מבוא ויישום של מד רדאר גל מודרך

Solidat, כספק ציוד אוטומציה ידוע בענף, השיג הצלחה מדהימה במחקר וייצור מכשירי מדידה ברמה. החברה תמיד דבקת במושג החדשנות ומחויבת לספק ללקוחות פתרונות מדידה באיכות גבוהה וביצועים גבוהים.

מד רדאר גל מודרך של SLDL5500 מדדד הגל שהושק על ידי החברה מיועד במיוחד לנוזלים מאכלים, נוזלים בטמפרטורה גבוהה ונוזלים בלחץ גבוה. מכ"ם הגל המודרך של FlexScan פולט פולסים מיקרוגל בתדירות גבוהה המתפשטים לאורך רכיב הגילוי (כבל פלדה או מוט פלדה). כאשר נתקלים במדיום שנמדד, בגלל השינוי הפתאומי בקבוע הדיאלקטרי, מתרחש השתקפות, וחלק מאנרגיית הדופק משתקפת לאחור. מרווח הזמן בין הדופק המועבר לדופק המשתקף הוא פרופורציונלי למרחק המדיום שנמדד. ה- FlexScan כולל SLDL5521 סוג רגיל, SLDL5522 סוג אנטי-קורוזיה, SLDL5523 סוג קואקסיאלי, SLDL5524 סוג טמפרטורה גבוהה, סוג פיצוי SLDL5525 מסוג SLDL5526 סוג כפול-מעבר. ביניהם, לסדרת SLDL5525 יש תפקוד פיצוי קיטור ויכול לתקן את ההשפעה של קיטור רווי על המדידה, המתאימה לשימוש בתנאי מדידה בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה כמו תוף קיטור, מחממי מים גבוהים ולחץ נמוך, ומעבים.

מאפיינים טכניים מרכזיים כוללים:

4.1 התנגדות לטמפרטורה ולחץ: SLDL525 בעל תפקוד פיצוי קיטור וביצועי התנגדות טמפרטורה ולחץ מצוינים (275bar@450 מעלות, 413bar@80 מעלות)

4.2 שיטות תקשורת מרובות: תומך ב- HART, Modbus, Profibus PA, Foundation Fieldbus, GPRS/CDMA שיטות תקשורת מרחוק.

סדרת SLDL5500 כוללת טווח דינמי של 120 dB (לעומת 96 dB עבור 26 ג'יגה הרץ), משפרת את האמינות בתנאים קיצוניים כמו קצף בעובי 1.5 מטר (מפעל הזנת בעלי חיים), עיבוי או סביבות הדבקה (התחדשות נפט), ותמיכה בחדירה של קירות זכוכית/קירות מיכל (AS).

4.3 מבנה קואקסיאלי: SLD5523/5525 ​​יש מבנה קואקסיאלי, מה שמבטיח שום מדידה עיוור

4.4 קלות התקנה: ניפוי באגים פשוטים, אין צורך לטעון את המכולה או לרוקן אותו, חוסך זמן

4.5 יכולת הסתגלות בינונית: שימוש בטכנולוגיית עיבוד הד של FlexScan, המדידה אינה מושפעת מהפרעות חיצוניות כמו קצף, אדים, אבקה וכו ', או מחומרים תלויים. המדידה אינה מושפעת משינויים בצפיפות בינונית, קבוע דיאלקטרי, לחץ, טמפרטורה או צורת מיכל.

למפעל זה נטילת מפעל נפט תחתון בקנה מידה גדול, יש למפעל זה מפרטים שונים של מיכלי נפט המאחסנים מדיה שונה כמו נפט גולמי ושמן מעודן. לפני השימוש במד מפלס הרדאר המודרך של Solidat, שיטת המדידה המסורתית הייתה דיוק מדידה מוגבל והייתה לא יציבה ביותר בתנאים מורכבים כמו כאשר היה אדים או קצף במיכל. זה הוביל לעתים קרובות לשגיאות תזמון ייצור, הצפת חומרים או מצוקות, ומצבים כאלה התרחשו לעתים קרובות. לאחר שהציג את מד רדאר הגל המודרך של Solidat, המצב שופר מאוד. זה יכול להתאים בקלות לתנאים מורכבים, גם כאשר סביבת הטנק קשה, ויכולה לייצר נתונים ברמת דיוק גבוהה. יתר על כן, אזור עיוור המדידה קטן, ועומד בדרישות המדידה של מיכלי נפט שונים. תהליך ההתקנה פשוט ונוח, ועלות התחזוקה גם נמוכה, וחוסכת הרבה כוח אדם ומשאבי חומר למפעל הנפט. ביישום מיכלי אחסון נפט גולמי, הוא יכול לפקח על רמת הנוזל בזמן אמת, ביציבות ובאמינות, ולספק תמיכה מדויקת לנתונים לתזמון הייצור של מפעל הנפט, לסייע במיטוב תהליך הייצור, ביעילות הימנעות מפסולת חומרית ומחסור באספקת, והבאת יתרונות כלכליים משמעותיים ומתחבבות ביטחון למפעל הנפט.

לסיכום, מד רדאר הגל המודרך של Solidat, עם הטכנולוגיה המתקדמת שלו, ביצועים יוצאי דופן ואיכות אמינה, מדגימה יתרונות משמעותיים ופוטנציאל יישום בתחום מדידת רמה, ומספקת תמיכה חזקה להתפתחות חכמה של תעשיות שונות.