Tendencia de desarrollo de la tecnología de medición del nivel de material

1. Medidor de nivel por microondas. El medidor de nivel por microondas (comúnmente conocido como medidor de nivel por radar) utiliza el principio de ecometría. Su antena, con forma de cuerno o varilla, emite microondas a la superficie del material a medir, propagándose a zonas con diferente permitividad relativa. La reflexión se produce al recibir la superficie del material. La diferencia de tiempo entre la onda transmitida y la recibida es proporcional a la distancia entre la superficie del material y la antena, y esta distancia se puede determinar midiendo el tiempo de propagación. Dado que las microondas son ondas electromagnéticas, se propagan a la velocidad de la luz y no se ven afectadas por las características del medio. Por lo tanto, en entornos con temperatura, presión o vapor, el medidor de nivel ultrasónico no puede funcionar correctamente, pero sí se puede utilizar el medidor de nivel para microplantas. Tiene una amplia gama de aplicaciones en los sectores petrolero y petroquímico. El medidor de nivel por microondas tiene dos modos de funcionamiento: (1) Modo de onda pulsada: su modo de funcionamiento es similar al de un medidor de nivel ultrasónico. La antena emite periódicamente pulsos de microondas y recibe retroalimentación de la superficie del material. Al mismo tiempo, analiza y procesa la señal de retroalimentación para confirmar el eco efectivo y calcular el nivel del material en función de él. La precisión es de aproximadamente 0,2~0,3%FS Generalmente, los medidores de nivel de microplantas por debajo del rango medio utilizan este método. La mayoría de los fabricantes que originalmente produjeron medidores de nivel de sonido utilizaron este método para producir medidores de nivel de microplantas. Tales como: Vega, E+H, Siemens-Milltronics, etc. (2) Onda continua modulada en frecuencia (FMCW): La microondas emitida por la antena es una onda continua cuya frecuencia se modula linealmente. Cuando la antena recibe el eco, la frecuencia de emisión de la antena ha cambiado. La distancia entre la superficie del material se puede calcular de acuerdo con la diferencia de frecuencia entre el eco y la extremidad emisora. El circuito de medición FMCW es más complicado y el precio es más alto, pero la precisión de la medición es mayor, que puede alcanzar el 0,1%Fs, o incluso más. Al mismo tiempo, el eco de interferencia también es más fácil de eliminar. Generalmente, los cristales de alta gama utilizan esta solución. Cuando el medidor de nivel de microondas entró por primera vez en el mercado, se generó una gran expectativa, y se descubrió que tenía grandes limitaciones en la práctica. Los medidores de nivel de microondas comunes requieren que el material a medir sea ε1>4, y el tipo de precisión puede ser tan bajo como ε2>2. El medio con ε1>2 no se puede medir de forma estable debido a la débil onda de reflexión, y algunos medios con baja constante dieléctrica ε1 en el sistema petroquímico, como el gas licuado de petróleo, etc., no pueden obtener resultados de medición estables, por lo que es necesario agregar un tubo guía para concentrar la energía. Además, la mayoría de los medidores de micronivel de tipo pulso utilizan una frecuencia de microondas de 5,8 GHz, y su ángulo de radiación es relativamente grande. Además del eco de nivel de líquido, se generarán otros ecos de interferencia en el tanque de almacenamiento, lo que complica la recepción del eco. Es difícil confirmar el nivel de líquido de vuelta a la cortina. Cuando se utiliza en un tanque horizontal o abovedado, debido a que la parte superior tendrá un efecto de enfoque en la reflexión y el drapeado, formando múltiples ecos, no se puede instalar en el centro del tanque. Al medir materiales sólidos, se generarán varios ecos de interferencia, por lo que la mayoría de los medidores de nivel micro no se pueden usar para medir niveles de materiales sólidos. En respuesta a estos problemas, algunas empresas (como Siemens) han desarrollado medidores de nivel de microondas que utilizan frecuencias más altas (24 GHz), y sus ángulos de apuntamiento de emisión son menores de 10°, de modo que la energía se concentra, no solo puede medir una distancia mayor (45 m), sino que también con una alta relación señal-ruido, puede medir medios con baja constante dieléctrica (ε1 > 1,7). Debido al software de procesamiento de relleno mejorado incorporado, se puede usar para medir el nivel de materiales sólidos e incluso el nivel de cemento en polvo. 2. El medidor de nivel de microondas de onda guiada y la tecnología de medición de nivel de microplanta de tipo espín son una variante del medidor de nivel micro. El nombre en inglés es Reflectometría en el Dominio del Tiempo (Time Domain Reflectometry) o TDR para abreviar, también conocido comúnmente como radar de onda guiada. Funciona en modo de onda pulsada. La diferencia con el medidor de nivel de microondas es que el pulso de microondas no se propaga a través del espacio, sino a través de una (o dos) guías de onda que se extienden desde la parte superior del tanque hasta el fondo. La guía de onda puede ser una varilla metálica rígida o un cable metálico flexible. El micropulso se propaga hacia abajo a lo largo del exterior de la varilla o cable, se refleja en la superficie del material a analizar y es recibido por la antena. El intervalo de propagación se puede calcular a partir de la diferencia de tiempo entre el pulso transmitido y el pulso de eco. Puede medir el nivel de líquidos y sólidos, así como la interfaz entre líquidos no conductores y líquidos conductores.

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