Tendência de desenvolvimento da tecnologia de medição de nível de material

1. Medidor de nível de micro-ondas O medidor de nível de micro-ondas (comumente conhecido como medidor de nível de radar) usa o princípio de alcance de eco. Sua antena em forma de chifre ou haste emite micro-ondas para a superfície do material a ser medido, e as micro-ondas são propagadas para áreas de diferentes permissividades relativas. A reflexão ocorrerá quando a superfície do material for recebida pela antena. A diferença de tempo entre a onda transmitida e a onda recebida é proporcional à distância entre a superfície do material e a antena, e a distância pode ser conhecida medindo-se o tempo de propagação. Como a micro-ondas é uma onda eletromagnética, ela se propaga na velocidade da luz e não é afetada pelas características do meio, portanto, em alguns locais com temperatura, pressão, vapor, etc., o medidor de nível ultrassônico não pode funcionar normalmente, mas o medidor de nível de micro-planta pode ser usado. Ele tem uma ampla perspectiva de aplicação nos campos de petróleo e petroquímica. O medidor de nível de micro-ondas tem dois modos de trabalho. (1) Modo de onda de pulso: seu modo de trabalho é semelhante ao de um medidor de nível ultrassônico. A antena emite pulsos de micro-ondas periodicamente e recebe feedback da superfície do material. Ao mesmo tempo, analisa e processa o sinal de feedback para confirmar o eco efetivo e calcular o nível do material com base nele. A precisão é de cerca de 0,2 a 0,3% FS Geralmente, medidores de nível de micro-planta abaixo da faixa média usam esse método. A maioria dos fabricantes que originalmente produziram medidores de nível de som usaram esse método para produzir medidores de nível de micro-planta. Como: Vega, E + H, Siemens-Milltronics, etc. (2) Onda contínua modulada em frequência (FMCW): A micro-ondas emitida pela antena é uma onda contínua cuja frequência é modulada linearmente. Quando o eco é recebido pela antena, a frequência de emissão da antena mudou. A distância entre a superfície do material pode ser calculada de acordo com a diferença de frequência entre o eco e o membro emissor. O circuito de medição FMCW é mais complicado e o preço é mais alto, mas a precisão da medição é maior, podendo chegar a 0,1% Fs ou até mais. Ao mesmo tempo, o eco de interferência também é mais fácil de remover. Geralmente, cristais de alta qualidade utilizam essa solução. Quando o medidor de nível de micro-ondas entrou no mercado, foi alvo de grandes expectativas e descobriu-se que apresentava grandes limitações na prática. Os medidores de nível de micro-ondas comuns exigem que o material a ser medido seja ε1>4, e o tipo de precisão pode ser tão baixo quanto ε2>2. O meio com ε1>2 não pode ser medido de forma estável devido à fraca onda de reflexão, e alguns meios com baixa constante dielétrica ε1 no sistema petroquímico, como gás liquefeito de petróleo, etc., não podem obter resultados de medição estáveis, por isso é necessário adicionar um tubo guia para concentrar a energia. Além disso, a maioria dos medidores de nível de micro-ondas do tipo pulso utiliza uma frequência de micro-ondas de 5,8 GHz e seu ângulo de radiação é relativamente grande. Além do eco do nível do líquido, outros ecos de interferência serão gerados no tanque de armazenamento, o que torna o eco de recepção complicado. É difícil confirmar o nível do líquido de volta para a cortina. Quando usado em um tanque horizontal ou em um tanque abobadado, como a parte superior terá um efeito de foco na reflexão e no drapeado, formando múltiplos ecos, ele não pode ser instalado no centro do tanque. Ao medir materiais sólidos, vários ecos de interferência serão gerados, portanto, a maioria dos medidores de nível micro não pode ser usada para medir níveis de materiais sólidos. Em resposta a esses problemas, algumas empresas (como a Siemens) desenvolveram medidores de nível de micro-ondas que usam frequências mais altas (24 GHz) e seus ângulos de apontamento de emissão são menores que 10 °, de modo que a energia é concentrada, não só pode medir uma distância maior (45 m), mas também Com alta relação sinal-ruído, ele pode medir meio com baixa constante dielétrica (ε1> 1,7). Devido ao software de processamento de preenchimento aprimorado integrado, ele pode ser usado para medir o nível de materiais sólidos e até mesmo o nível de cimento em pó. 2. O medidor de nível de micro-ondas de onda guiada e a tecnologia de medição de nível de micro-planta do tipo spin são uma variante do medidor de nível micro. O nome em inglês é Time Domain Reflectometry (Refletometria no Domínio do Tempo) ou TDR para abreviar, também comumente conhecido como radar de onda guiada. Trabalha no modo de onda de pulso. A diferença do medidor de nível de micro-ondas é que o pulso de micro-ondas não se propaga pelo espaço, mas se propaga através de um (ou dois) guias de onda que se estendem do topo do tanque até o fundo do tanque. O guia de onda pode ser uma haste de metal rígido ou um cabo de metal flexível. O micropulso se propaga para baixo ao longo da parte externa da haste ou cabo, é refletido na superfície do material a ser testado e é recebido pela antena de volta, e o intervalo de propagação pode ser calculado a partir da diferença de tempo entre o pulso transmitido e o pulso de eco. Ele pode medir o nível de líquido e sólido, bem como a interface entre líquido não condutor e líquido condutor.

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