ميزات وتطبيقات مستوى رادار الموجة الموجهة إلى Solidat - أخذ أسفل خزانات الزيت كمثال

ميزات وتطبيقات مستوى رادار الموجة الموجهة إلى Solidat - أخذ أسفل خزانات الزيت كمثال

الخلاصة: تقدم هذه المقالة أساسًا مبادئ تطبيق عدادات مستوى رادار الموجة الموجهة كأحد تقنيات القياس على المستوى ، وخصائص رادار رادار الميكروويف ورادار الموجة الموجهة على التوالي ، وكذلك تطبيق منتجات عدادات Radar Radar الموجهة SLDL5500 التي تم إطلاقها بواسطة Solidat في الحقل الفعلي للزيوت السفلية.

الكلمات الرئيسية: متر المستوى ؛ رادار الموجة الموجهة ؛ الميكروويف رادار؛ خزانات الزيت السفلية

1. نظرة عامة

مع الترقية التكرارية للتكنولوجيا الصناعية ، خضعت تقنية قياس المستوى لابتكارات متعددة ، وتطور من أساليب تعتمد على التشغيل اليدوية مثل القياس من نوع الوزن والقياس من نوع المقياس إلى قياس ذكي وعالي الدقة. في الوقت الحاضر ، تم تطبيق التقنيات المتقدمة مثل قياس الرادار وقياس الإشعاع النووي على نطاق واسع في السيناريوهات الصناعية. ومع ذلك ، فإن قياس الإشعاع النووي له قيود معينة بسبب حساسيته التقنية ومتطلبات التحكم في السلامة العالية. من بين تقنيات القياس المختلفة للمستوى ، أصبحت تقنية قياس الرادار المستمدة من الرادار العسكري ، مع أدائها المتميز وتطبيقها الواسع ، تدريجياً الخيار الأساسي في مجال قياس المستوى الصناعي.

تنقسم تقنية قياس مستوى الرادار بشكل أساسي إلى فئتين: رادار الميكروويف (نوع غير الاتصال) ورادار الموجة الموجهة. يستفيد قياس مستوى رادار الميكروويف من مزايا التكلفة والأداء الممتاز في الظروف المعقدة ، وكسب لصالح العديد من المستخدمين. ومع ذلك ، فإن كل تقنية لها حدود قابلة للتطبيق ، وقد لا تتمكن رادار الميكروويف من تلبية متطلبات القياس لجميع الوسائط. تقنية رادار الموجة الموجهة ، مع مبدأ القياس الفريد والخصائص الفنية ، تملأ بشكل فعال فجوة رادار الميكروويف في سيناريوهات القياس المحددة ، وتصبح مكملة مهمة لتقنيات القياس للمستوى.

2. خصائص تقنيات الرادار

2.1 خصائص رادار الميكروويف

· نطاق قياس كبير: إشارات الموجة الكهرومغناطيسية عالية التردد تسهل انتقال المسافات الطويلة ، مما يتيح قياس مجموعة كبيرة من المستويات.

· لا تتأثر بظروف مرحلة الغاز: لا تتأثر بالتغيرات في ظروف مرحلة الغاز في الفضاء ، قادرة على العمل بشكل ثابت في بيئات مرحلة الغاز المعقدة.

· قياس غير الاتصال: لا حاجة إلى الاتصال المباشر مع المتوسطة ، مما يقلل من تكاليف التآكل والصيانة.

2.2 خصائص رادار الموجة الموجهة

· استهلاك الطاقة المنخفضة: عند التشغيل ، يخرج رادار الموجة الموجهة الصلبة كمية صغيرة جدًا من طاقة الإشارة إلى مسبار الدليل الموجي ، ما يقرب من 10 ٪ من الطاقة المنبعثة من رادار غير الاتصال. ويرجع ذلك إلى بنية الدليل الموجي ، الذي يبني قناة نقل إشارة فعالة. أثناء انتقال الإشارة من نهاية الانبعاث إلى سطح الوسط ، يتم التحكم في التوهين إلى الحد الأدنى ، مما يقلل بشكل كبير من الطلب على الطاقة وتحقيق تشغيل الطاقة المنخفضة.

· إشارة قوية: أثناء انتقال الإشارة ، يلعب الدليل الموجي دورًا رئيسيًا ، مما يضمن انتقال الإشارة إلى تقلبات السطح السائل أو العقبات في خزان التخزين. لذلك ، فإن الإشارة النهائية المستلمة من الأداة قوية ، حوالي 20 ٪ من الطاقة المنبعثة. يضمن استقبال الإشارة المستقر والعالي الكثافة دقة وموثوقية بيانات القياس.

· نطاق واسع: لقياس وسائل الإعلام الثابتة العازلة المنخفضة ، فإن رادار الموجة الموجهة الصلبة تعمل بشكل جيد بشكل استثنائي. أخذ منتجات الرادار الموجية الموجهة على سبيل المثال ، فإن أقل ثابت عازلة يمكن قياسه منخفضًا إلى 1.4 ، قادر على تلبية متطلبات القياس بدقة مختلفة من وسائل الإعلام الثابتة العازلة المنخفضة ، مما يوسع نطاق التطبيق بشكل كبير ولعب دور مهم في العديد من البيئات الصناعية المعقدة.

· القوي المضاد للمؤتمرات: لا يؤثر التغيير المستمر العازلة على أداء القياس. سواء كان سطح الهيدروكربونات (ثابت العزل الكهربائي 2 - 3) أو انعكاس الماء (ثابت عازلة 80) ، فإن وقت الانتشار هو نفسه ، فقط سعة الإشارة تختلف. يحتاج رادار الميكروويف إلى تصفية الإشارات بناءً على خصائص الوسط للحصول على قيم قياس دقيقة ، وتغيير قوة الإشارة أثناء الاستقبال عرضة للتداخل ؛ في حين أن رادار الموجة الموجهة لها طاقة مركزة ، فإنها يمكن أن تتجنب التداخل بشكل فعال. · لا تتأثر بالكثافة: على الرغم من أن التغييرات في كثافة الوسط ستؤثر على قوة الطفو التي تمارس على الكائن المنغمس ، إلا أنها لا تؤثر على انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الدليل الموجي.

· تأثير الحد الأدنى من التصاق: التصاق الوسيلة على التحقيق/الكابل له تأثير ضئيل على قياس المستوى. يأخذ الالتصاق أساسا شكلين: تشبه الأفلام وسد. في حالة التصاق الشبيه بالفيلم ، مع انخفاض مستوى المادة ، فإن الغطاء الموحد لأشكال متوسطة للشفاء عالي اللزوجة على المسبار ، والذي لا يؤثر تقريبًا على القياس ؛ في حين أن سد التصاق قد يؤدي إلى أخطاء قياس كبيرة. لذلك ، عند اختيار موصل نوع الكبل/الكبل المزدوج ، يجب النظر بشكل كامل لزوجة الوسط.

3. مبادئ رادار الميكروويف ورادار الموجة الموجهة

3.1 رادار الميكروويف:

يقيس رادار الميكروويف المستوى من خلال انبعاث واستلام الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد (GHZ). يتم حساب المستوى بناءً على الوقت الذي يستغرقه الموجات الكهرومغناطيسية للوصول إلى سطح الكائن المقاس ويعكس مرة أخرى إلى هوائي الاستلام. نظرًا لأن انتشار الطاقة الكهرومغناطيسية لا يقتصر بشكل مفرط على خصائص مساحة الانتشار ، يمكن أن ينتقل في الضغط العالي/المنخفض (الفراغ) أو في وجود وسائط تبخير ، وتأثير الغاز القليل على انتشاره. ومع ذلك ، فإن هوائي أداة قياس مستوى رادار الميكروويف الشائعة يشع طاقة ضعيفة نسبيا ، حوالي 1 ميجاوات. عندما تنتشر الإشارة في الهواء ، تتحلل الطاقة بسرعة. علاوة على ذلك ، عندما تصل إشارة الميكروويف إلى سطح الكائن المقاس وينعكس ، ترتبط كثافة الإشارة (السعة) ارتباطًا وثيقًا بالثابت العازلة للوسيط. بالنسبة للوسائط غير الموصلة ذات الثوابت العازلة المنخفضة للغاية ، مثل سوائل الهيدروكربون ، فإن الإشارة المنعكسة ضعيفة للغاية. بعد أن تعود الإشارة الموهنة إلى هوائي تلقي أعلى ، فإنها تفقد الطاقة. يتلقى متر رادار الميكروويف طاقة الإشارة التي تم إرجاعها ، والتي لا سوى حوالي 1 ٪ من طاقة الإشارة المنبعثة. في ظل هذه الظروف ، فإن أداء مقياس رادار الميكروويف من نوع الاتصال سوف ينخفض ​​بشكل كبير ، وقد يفشل في العمل بشكل صحيح.

3.2 رادار الموجة الموجهة:

للتغلب على القيود المفروضة على متر من نوع رادار التلامس ، ظهرت عدادات رادار الموجة الموجهة. يشبه مبدأ العمل في رادار الموجة الموجهة بمهمة الرادار التقليدي ، بناءً على انعكاس المجال الزمني TDR (عرقلة مجال الوقت) ومبادئ ETS (أخذ عينات من الوقت المتساوي). لفترة طويلة ، تم استخدام تقنية TDR للكشف عن نهايات الكابلات والكابلات المدفونة في الجدران. عند انتهاء الكبل ، تنتشر إشارة النبض الكهرومغناطيسي المنبعثة من مولد TDR على طول الكبل ، وعندما يصل إلى النهاية ، يتم إنشاء نبض انعكاس القياس. في الوقت نفسه ، يتم تعيين تغيير مقاومة محددة مسبقًا المقابلة للطول الكلي للكابل في المتلقي لتشغيل نبضة مرجعية. من خلال مقارنة نبض الانعكاس مع النبض المرجعي ، يمكن تحديد موضع النهاية بدقة. بتطبيق هذا المبدأ على قياس المستوى ، يولد مولد TDR عشرات الآلاف من نبضات الطاقة في الثانية وتجريها على طول الدليل الموجي. عندما تصل النبض إلى السطح المتوسط ​​، فإنه ينتج عن انعكاس مستوي نبض أصلي. في الوقت نفسه ، يتم تعيين مقاومة قيمة مسبق في الجزء العلوي من المسبار لإنشاء نبضة مرجعية موثوقة ، وهي نبض انعكاس خط الأساس. يكتشف مقياس مستوى الرادار النبض الأصلي انعكاس المستوى ويقارنه بنبض انعكاس خط الأساس للحصول على قيمة قياس المستوى ، وهي عملية عمل مقياس مستوى رادار الموجة الموجهة.

يتم استخدام مبدأ ETS (أخذ عينات من الوقت المتساوي) لقياس الإشارات الكهرومغناطيسية عالية السرعة ، وهو مفتاح تطبيق تقنية قياس مستوى السائل TDR. نظرًا لصعوبة قياس المسافات القصيرة للإشارات الكهرومغناطيسية عالية السرعة ، يمكن لـ ETS التقاط الإشارات الكهرومغناطيسية (UIS) في الوقت الفعلي وإعادة بنائها في غضون وقت مكافئ لتطبيق التقنيات المتقدمة بشكل أفضل للقياس.

With the development of level measurement technology to date, a variety of mature and reliable level measurement instruments have emerged, each with its unique performance and application range, playing an important role in different liquid level measurement scenarios, such as pressure/differential pressure measurement liquid level method, radio frequency conductivity/ capacitance level meters, ultrasonic level meters, and float level meters, etc. These instruments have decades of successful application experience in the industrial field.

4.

حقق Solidat ، كمورد معدات أتمتة معروف في الصناعة ، نجاحًا ملحوظًا في البحث وتصنيع أدوات قياس المستوى. تلتزم الشركة دائمًا بمفهوم الابتكار وتلتزم بتزويد العملاء بحلول قياس مستوى عالية الجودة وعالية الأداء.

تم تصميم عداد مستوى رادار الموجة الموجهة SLDL5500 التي أطلقتها الشركة خصيصًا للسوائل المسببة للتآكل ، والسوائل عالية الحرارة ، والسوائل ذات الضغط العالي. ينبعث رادار الموجة FlexScan الموجهة إلى نبضات الميكروويف عالية التردد التي تنتشر على طول مكون الكشف (كابل الصلب أو قضيب الصلب). عند مواجهة الوسط المقاس ، نظرًا للتغير المفاجئ في ثابت العزل الكهربائي ، يحدث انعكاس ، وينعكس بعض طاقة النبض. الفاصل الزمني بين النبض المرسل والنبض المنعكس يتناسب مع مسافة الوسط المقاس. يتضمن FlexScan SLDL5521 نوعًا عاديًا ، ونوع SLDL5522 المضاد للتآكل ، ونوع CoAxial SLDL5523 ، ونوع SLDL5524 ذي درجة حرارة عالية ، ونوع تعويض البخار SLDL5525 ، ونوع SLDL5526 مزدوج. من بينها ، تحتوي سلسلة SLDL5525 على وظيفة تعويض البخار ويمكنها تصحيح تأثير البخار المشبع على القياس ، ومناسبة للاستخدام في ظروف قياس درجة الحرارة العالية وعالية الضغط مثل أسطوانة البخار ، وسخانات مياه التغذية ذات الضغط العالي والمنخفض ، والمكثفات.

تتضمن الميزات الفنية الرئيسية:

4.1 مقاومة درجة الحرارة والضغط: يحتوي SLDL525 على وظيفة تعويض البخار ولديه أداء ممتازة لمقاومة درجة الحرارة والضغط (275BAR@450 درجة ، 413BAR@80 درجة)

4.2 طرق اتصال متعددة: يدعم Hart ، Modbus ، Profibus PA ، Foundation Fieldbus ، GPRS/CDMA طرق الاتصال عن بُعد.

تتراوح سلسلة SLDL5500 بمجموعة ديناميكية تبلغ 120 ديسيبل (مقارنة بـ 96 ديسيبل ل 26 جيجا هرتز) ، مما يعزز الموثوقية في الظروف القصوى مثل الرغوة البالغة 1.5 متر (مصنع التغذية الحيوانية) ، وبيئات التكثيف أو التصاق (مفاعل تجديد الزيت) ، ودعم تغلغل جدران الزجاج/الحاويات (مثل مثل عملية التقطير).

4.3 بنية محورية: SLD5523/5525 ​​لها بنية محورية ، مما يضمن عدم وجود منطقة عمياء القياس

4.4 سهولة التثبيت: تصحيح الأخطاء البسيطة ، لا حاجة لتحميل الحاوية أو تفريغها ، وتوفير الوقت

4.5 القدرة على التكيف المتوسطة: لا يتأثر استخدام تقنية معالجة صدى FlexScan ، والقياس بالتداخل الخارجي مثل الرغوة والبخار والمسحوق ، وما إلى ذلك ، أو بالمواد المعلقة. لا يتأثر القياس بالتغيرات في الكثافة المتوسطة ، أو ثابت العزل الكهربائي ، أو الضغط ، أو درجة الحرارة ، أو شكل الحاوية.

أخذ مصنع زيت أسفل الخزان على نطاق واسع كمثال ، يحتوي هذا المصنع على مواصفات مختلفة لخزانات النفط التي تخزن وسائط مختلفة مثل الزيت الخام والزيت المكرر. قبل استخدام مقياس مستوى الرادار الموجي الموجهة إلى Solidat ، كانت طريقة القياس التقليدية دقة قياس محدودة وكانت غير مستقرة للغاية في ظروف معقدة مثل عندما كان هناك بخار أو رغوة في الخزان. غالبًا ما أدى ذلك إلى أخطاء جدولة الإنتاج ، أو تفاقم المواد أو النقص ، وحدثت مثل هذه الحالات بشكل متكرر. بعد إدخال مقياس مستوى الرادار الموجي الموجهة إلى Solidat ، تم تحسين الوضع بشكل كبير. يمكن أن تتكيف بسهولة مع الظروف المعقدة ، حتى عندما تكون بيئة الخزان قاسية ، ويمكن أن تخرج بيانات مستوى الدقة العالية بشكل ثابت. علاوة على ذلك ، فإن منطقة القياس العمياء صغيرة ، وتلبية متطلبات القياس لمختلف خزانات النفط. عملية التثبيت بسيطة ومريحة ، كما أن تكلفة الصيانة منخفضة ، مما يوفر الكثير من القوى العاملة والموارد المادية لمصنع النفط. في تطبيق خزانات تخزين النفط الخام ، يمكنه مراقبة المستوى السائل في الوقت الفعلي ، بشكل ثابت وموثوق ، وتوفير دعم بيانات دقيق لجدولة إنتاج مصنع النفط ، والمساعدة في تحسين عملية الإنتاج ، وتجنب نفايات المواد والتوريد بشكل فعال ، وجلب فوائد اقتصادية وضمان أمنية مهمة لمصنع النفط.

في الختام ، يوضح مقياس مستوى رادار الموجة الموجهة إلى Solidat ، من خلال تقنيته المتقدمة ، والأداء المتميز والجودة الموثوقة ، مزايا كبيرة وإمكانات التطبيق في مجال قياس المستوى ، مما يوفر دعمًا قويًا للتطور الذكي لمختلف الصناعات.