Pengukuran antarmuka:
Radar gelombang dipandu dapat mengukur antarmuka, seperti antarmuka minyak-air, antarmuka antara cairan dan bubur, dll. Fungsi ini sangat penting dalam petrokimia,industri kimia dan industri lainnya, terutama dalam sistem cair multifase untuk mengukur ketinggian batas antara media yang berbeda.persyaratan mode implementasi dan kondisi kerja.
1Prinsip dasar pengukuran antarmuka
Antarmuka pengukuran radar gelombang dipandu didasarkan pada konstanta perbedaan dielektrik dan prinsip refleksi gelombang elektromagnetik.
1Mekanisme refleksi gelombang elektromagnetik:
• Gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh radar gelombang dipandu akan sebagian mencerminkan ketika ia bertemu media yang berbeda.Kekuatan refleksi ini tergantung pada perbedaan permittivitas antara media yang berdekatan.
• Medium dengan konstanta dielektrik yang tinggi mencerminkan sinyal yang lebih kuat.Jadi sinyal yang dipantulkan sangat jelas pada antarmuka minyak-air.
2Distribusi sinyal:
• Gelombang elektromagnetik pertama kali bertemu permukaan cairan (misalnya, bagian atas lapisan minyak), di mana refleksi pertama terjadi.
• Gelombang elektromagnetik yang tersisa terus menyebar sampai mencapai antarmuka minyak-air, menghasilkan pantulan kedua.
• Setelah menerima dua sinyal yang dipantulkan, instrumen menghitung ketinggian tingkat cairan dan ketinggian antarmuka masing-masing melalui perbedaan waktu dan kekuatan sinyal.
3. Pengukuran antarmuka ganda:
• Untuk campuran minyak-air, radar gelombang dipandu dapat secara bersamaan mengukur posisi tingkat minyak di atas dan ketinggian antarmuka minyak-air di bawah.
2Metode pengukuran antarmuka
2.1 Pengolahan Sinyal
Radar gelombang dipandu menggunakan algoritma analisis sinyal khusus untuk mencapai pengukuran antarmuka:
• Analisis kekuatan sinyal:
• Membedakan tingkat cairan atas dari antarmuka bawah dengan menganalisis kekuatan sinyal yang dipantulkan.
Media dengan konstanta dielektrik tinggi (seperti air) mencerminkan sinyal yang lebih kuat, sedangkan media dengan konstanta dielektrik rendah (seperti minyak) memiliki sinyal yang lebih lemah.
• Perhitungan perbedaan waktu:
• Instrumen mencatat waktu setiap sinyal yang dipantulkan dan, dikombinasikan dengan kecepatan gelombang yang diketahui, menghitung posisi tingkat cairan atas dan antarmuka masing-masing.
2.2 Kalibrasi Multiple
Dalam kondisi nyata pengukuran antarmuka membutuhkan kalibrasi pabrik atau kalibrasi lapangan radar gelombang dipandu:
• Kalibrasi pabrik: Produsen menetapkan parameter sebelumnya sesuai dengan permisibilitas media umum.
• Kalibrasi di tempat: Pengguna mengatur dan mengoptimalkan instrumen sesuai dengan media tertentu, seperti memasukkan nilai konstanta dielektrik dari media yang berbeda.
3. Persyaratan kondisi kerja dari pengukuran antarmuka
3.1 Persyaratan Menengah
1Perbedaan konstanta dielektrik:
• Keakuratan pengukuran antarmuka secara langsung terkait dengan perbedaan konstanta dielektrik.semakin kuat sinyal yang dipantulkan antarmuka dan semakin dapat diandalkan pengukuran.
• Contoh perbedaan media yang khas:
• Air dan minyak: perbedaan besar, mudah diukur.
• Alkohol vs minyak: Perbedaannya lebih kecil dan mungkin memerlukan instrumen yang lebih sensitif.
2. Keseragaman:
• Medium pengukuran harus seragam mungkin, misalnya, antarmuka minyak-air harus jelas.dapat menyebabkan kesalahan pengukuran.
3.2 Persyaratan Lingkungan
1- Pemberantasan dan fluktuasi:
• Jika antarmuka berfluktuasi keras (seperti bergoyang atau melempar dengan keras), sinyal yang dipantulkan mungkin tidak stabil.
• Disarankan untuk mengukur dalam kondisi statis atau lebih stabil.
2. Suhu dan tekanan:
• Radar gelombang dipandu umumnya dapat beradaptasi dengan suhu dan tekanan tinggi, tetapi perlu untuk memastikan bahwa bahan batang dapat menahan kondisi kerja yang sebenarnya.
• Gradien suhu yang besar mungkin memiliki efek kecil pada kecepatan propagasi sinyal, tetapi instrumen dapat dikoreksi dengan kompensasi.
3Bentuk kontainer dan hambatan:
• Tongkat probe harus menghindari penggerak, tangga bergerak atau hambatan struktural lainnya untuk menghindari gangguan pada penyebaran sinyal.
3.3 Input konstanta dielektrik
• Pengukuran antarmuka membutuhkan permisifitas kedua media untuk dimasukkan sebelumnya.
• Jika permittivitas kedua media terlalu dekat (misalnya, perbedaannya kurang dari 5), radar gelombang dipandu mungkin mengalami kesulitan untuk membedakan antarmuka dengan akurat.
4Keuntungan dan keterbatasan pengukuran antarmuka
Keuntungan
1Pengukuran tanpa kontak (melalui batang probe): tidak ada kontak langsung dengan antarmuka, daya tahan yang kuat.
2. Membedakan antarmuka dengan tepat: dapat mengukur tingkat cairan atas dan posisi antarmuka pada saat yang sama, memberikan informasi yang komprehensif dari cairan multi-lapisan.
3Tahan terhadap kondisi yang kompleks: cocok untuk suhu tinggi, tekanan tinggi, lingkungan media korosif.
4Integrasi yang mudah: Kompatibel dengan sistem otomatisasi industri, pemantauan data jarak jauh dapat dicapai.
pembatasan
1Ketergantungan yang kuat pada perbedaan konstanta dielektrik: antarmuka dengan perbedaan konstanta dielektrik kecil sulit diukur.
2Dampak lapisan emulsi:
• Jika ada lapisan emulsifikasi di antara kedua media (seperti campuran minyak-air), sinyal yang dipantulkan dapat tersebar dan ketinggian antarmuka dapat diukur secara tidak akurat.
3Sinyal interferensi: penggerak atau perangkat lain dapat menyebabkan sinyal pseudo-reflek.
4Kompleksitas kalibrasi: Perlu memahami secara akurat karakteristik medium yang diukur untuk melakukan kalibrasi yang efektif.
5. Skenario aplikasi khas
1Pemisah minyak-air: digunakan untuk mengukur ketinggian tingkat minyak dan posisi antarmuka minyak-air untuk memastikan kemurnian minyak.
2Tangki reaksi kimia: memantau keadaan stratifikasi cairan yang berbeda selama proses reaksi.
3Pengolahan limbah: Mengukur ketinggian lapisan air bersih dan antarmuka lumpur untuk mengoptimalkan operasi proses.
4Pengelolaan tingkat tangki: Pengukuran yang akurat dari setiap lapisan cairan di tangki cair campuran.
Ringkasan
Radar gelombang dipandu dapat mengukur dengan akurat ketinggian antarmuka cairan dengan mendeteksi sinyal yang dipantulkan dari media yang berbeda.Kuncinya terletak pada perbedaan konstanta dielektrik dan teknologi pemrosesan sinyalMeskipun memiliki persyaratan tertentu untuk kondisi kerja dan karakteristik menengah,Keakuratan tinggi dan penerapannya yang luas membuatnya menjadi alat yang disukai untuk pengukuran antarmuka cairan multifase.
Terima kasih.
