האתגרים הייחודיים של Measuring בחללים הדוקים

מהנדסים מתמודדים עם קבוצה של קשיים ברורים כאשר קוטר של טנק קטן - לעתים קרובות מתחת 8 אינץ ' - או כאשר הכלי הוא גבוה ו slender. חלל מגביל את האפשרויות עבור חיישנים עולים וכוח את הטכנולוגיה לעבוד בתוך עמודה צר של שיטות מסורתיות כגון משדרי לחץ שונים דורש קווי הדופק השונים שיכולים לגרור, בעוד חיישנים קולי סובלים מפיזור אותות ולהיות מתפשטים במדריכים קטנים.

אבל בחירת חיישן GWR היא רק ההתחלה.קבלת מדידות אמינות, חוזרות ונשנות בכלי שיט אלה דורשות תשומת לב זהירה לבדיקת בחירת, פרטי ההתקנה, והמאפיינים הפיזיים של הנוזל עצמו. מאמר זה צולל עמוק לתוך ההיבטים המעשיים, האמיתיים של יישום GWR בטנקים צרים - גילוי הכל מן הפיזיקה של זמן-דומיין משקפים את הגמישות למתן עדות שדה להימנעות מטעויות נפוצות.

טכנולוגיית הגלים של Wave Radar

עקרונות של זמן-דומיין

חיישני GWR פועלים על עיקרון דומה מאוד לרדאר המזהה את המטוס. דופק מיקרוגל - באופן חד-משמעי בטווח התדר ג'יגההרצץ - הושק מטה גל מתכתי (הבדיקה) המשתרע לתוך הנוזל.כאשר הדופק נתקל בשינוי קבוע דיאלקטרי (מגז או אדפור מעל הנוזל עצמו), חלק מהאות משתקף בחזרה לעבר האלקטרוניקה הראשית.

מכיוון שמהירות האות לאורך החקירה מושפעת מהמדיום הסובב, החיישן משתמש בהשתקפות התייחסות – באופן חד-משמעי הפסקת אש קטנה שנבנתה בראש החקירה או מרחק ידוע לתחתית הטנק – כדי לפצות על וריאציות בקומפוזיציה vapor, טמפרטורה או לחץ.טבע זה-עצמי הוא הסיבה לכך ש-GWR נשאר אמין גם כאשר האווירה מעל לשינויים בנוזלים באופן משמעותי.

סוגים של Probes for Narrow Tanks

  • (FLT:0) בדיקות קואקסיאליות מס' 1: אלה מורכבים ממנצח מרכזי השוכן בתוך צינור חיצוני.האות הוא הכלול במלואו, מה שהופך את ה- coaxial בדיקה חיסונית למכשולים קרובים ואפקטי קיר טנק.הם אידיאליים עבור נוזים קטנים כמו 1.5 אינץ 'עם זאת, הם יכולים להיות יקרים יותר ומוכנים לתקעים מולקוע את ה-מולאוק נוזלי.
  • (FLT:0)Twin-rod (המנצח הכללי) בדיקה: שני מוטות מקבילים יוצרים קו שידור מאוזן.הם מציעים המכילות אותות טובים וספוגים קצת מגודל nozzle מינימלי הוא בדרך כלל 2 עד 3 אינץ '.הם עובדים היטב בנוזלים דלים חשמליים אבל עשויים לדרוש תהליך גדול יותר.
  • (בדומה ל-FLT:0) פועל מוט מתכתי יחיד (coaxial-like) ב-ALT:1: מוט מתכתי יחיד פועל כמנצח המרכז, עם קיר הטנק המשמש כמנצח החיצוני.עיצוב זה נפוץ בנוזלים מוליכים שבו המוט מבודד.
  • (FLT:0) בדיקות סלקטיביות (FLT:1): עבור טנקים צרים מאוד, ניתן לבצע בדיקה גמישה בהתקנה ולאחר מכן להוריד אותם בסגנונות קואקסיליים ובודדים.יש לנקוט כדי להבטיח כי הבדיקה אינה נוגעת לקיר או במבנים פנימיים.

בחירת החקירה הנכונה תלויה קבוע הדיאלקטרי של הנוזל, מוליכות, סטיות, החומרי של הטנק (המולי לעומת הלא-מוליכים) עבור טנקים צרים, בדיקות קואקסיאלי לעתים קרובות לספק את הביצועים הטובים ביותר כי האות מוגן לחלוטין.

יתרונות מרכזיים של GWR בחללים מאומנים

אזור רציחות מינימלי וכלכלה גבוהה

בניגוד לחיישנים מכ"ם קוליים או לא מגע, הדורשים מרחק מסוים מהאנטנה ועד משטח הנוזל כדי להימנע מהתערבות מהגג הטנק והנופשים, GWR יכול למדוד ממש עד לחיבור החקירה. יצרנים רבים מציינים אזור מת של רק כמה סנטימטרים מנקודת ההתייחסות העליונה של החקירה.זה קריטי בטנקים צרים שבהם גובה המילוי עשוי להיות מוגבל, וכל סנטימטר של נושאים שניתן יהיה מוגבל.

מפרטים Accuracy עבור GWR בטנקים קטנים בדרך כלל נופלים בתוך ±0.04 אינץ ' (1 מ"מ) על טווח המדידה כולו, בתנאי שהבדיקה מותקנת כראוי.רמת רמת הדיוק הזו קשה להשיג עם כל טכנולוגיה אחרת ברמה גיאוגרפיה מוגבלת.

חסינות לשינויים דיאלקטריים

כאב ראש משותף למדידה נוזלי הוא כי קבוע דיאלקטרי של הנוזל יכול להשתנות עם טמפרטורה, ריכוז, או איור וריאציות. מכ"ם לא מגע מסתמכ הרבה על הגדרה דיאלקטרית נכונה להמיר זמן של טיסה למרחק. GWR, מצד שני, משתמש במהירות של האות לאורך החקירה, אשר נקבע בעיקר על ידי הגיאומטריה של החקירה עצמו ואת קבוע של המדיום המקיף אותו, אשר יכול להיות משתקף באופן אוטומטי.

אין לעבור חלקים ותחזוקה נמוכה

ללא צף, נושאים, או קישורים מכניים, חיישני GWR יש מעט מאוד מצבי כישלונות. בתוך מיכל חזק שבו הגישה היא קשה, צמצום הצורך תחזוקה הוא יתרון גדול.הבדיקה ניתן לנקות במהלך הפסקות מתוכננות באמצעות קיטור או שטף כימי, אבל האלקטרוניקה נותרה סגורה ומוגן.

בחירת חיישן GWR הנכון ו-Probe

התאמת Probe לנכסים נוזליים

עבור נוזלי לא מוליכים (למשל, פחמימנים, שמנים, פותרים) עם קבוע דיאלקטרי מתחת 3, בדיקה קואקסיאלית או תאומים-rod מומלץ להבטיח אות חזק משתקף. בדיקות חד-rods לא יכול לייצר השתקפות אמינה בנוזלים חשמליים כה נמוכים.

עבור מולקווס או נוזל מקלי שיכול לחבוש את החקירה ולגרום לנפיחות בין המנצחים, לשקול בדיקה אחת-הורודה עם PTFE או insulator קרמיקה. Coaxial בדיקות יכול להיות מוצף אם הנוזל הוא מטושטש או יש מוצקות שיכול לצבור בתוך הצינור.

אורך וגובה טנקים

החקירה חייבת להרחיב לתחתית הטנק, או לפחות לרמה המינימלית שיש למדוד.בטנקים צרים, את הבדיקה ניתן לקצץ באורך מדויק. כמה יצרנים מציעים בדיקות שדה עם הוראות פשוטות.וודא כי החקירה היא ארוכה מספיק כדי להסביר עבור כל הרחבה של עדיין טובה או לא מזוקק בתוך הטנק.

חיבורים וגודל Nozzle

רוב חיישני GWR זמינים עם flanges סטנדרטי (1 אינץ ', 1.5 אינץ ', 2 אינץ ') או חיבורי חוט (NPT, BSP) עבור טנקים קטנים מאוד, 1 אינץ ' עשוי להיות האפשרות היחידה. ⁇ קואקסיאלי לעתים קרובות דורש חיבור גדול יותר (1.5 או 2 אינץ ') בשל הצינור החיצוני.

המונחים: Narrow Tanks

השתמש ב- Stilling Well or Standpipe

בטנקים צרים מאוד (פחות מ-4 אינץ' קוטר), התרגול הטוב ביותר הוא להתקין את הג'ורור בתוך באר שעדיין מסתובב - מתכת חלקה או צינור פלסטיק עם חריצים או חורים כדי לאפשר לפירוק תוך כדי מניעת זעזועים וקצף מהתערבות עם המדידה.העדיין מבודדת גם את הבדיקה מהקיר, ולהבטיח נתיב אות עקבי גם אם הטנקים אינם אנכיים לחלוטין.

מרכז Probe כראוי

מיקום מחוץ למרכז יכול לגרום אות מיקרוגל לקפוץ מהקיר טנק, יצירת הדים כוזבים או צמצום כוח האות. עבור בדיקות חד-ורודות יחיד בטנקים מוליכים, הקיר הטנק הוא חלק קו השידור, כך ריכוז הוא פחות קריטי אבל עדיין מומלץ.עבור בדיקות coaxial ותאום-rod-rod-rod-rod, יש להתאים את הבדיקה עם ציר nozzle. השתמש מרכזי תמיכה (spids) כל חללים ארוכים הוא רק אם הוא.

להימנע מהוראות בתוך הטנקים

באפיטים פנימיים, סלילי חימום, זעזועים, וכדורי ריסוס יכולים ליצור השתקפות כוזבת.בכלי צר, החקירה יש מעט מקום לתמרן סביב מכשולים אלה.תכנן את המיקום הלא-מזויף כך שהבדיקה רחוקה מאוד מחומרה פנימית ככל האפשר.אם מכשולים הם בלתי נמנעים, לבצע מיפוי של הטנק הפנימי באמצעות עקומה תוך כדי מתן זיהוי ודכאת שווא באמצעות סינון תוכנה.

ניהול קונדנות ומבנה

בטנקים צרים המטפלים ב- vapors חם או לחמא, condensation יכול להיווצר על החקירה, במיוחד בחלל הריק מעל הנוזל.זה יוצר שכבה רטובה כי מגבירה את האות ויכולה לייצר קוראות לא יציבים.שימוש בבדיקה עם ציפוי הידרופובי (PTFE, PFA) או אפשרות בדיקה מחוממת עוזר.

המונחים: Grounding

ריצוף נכון של אלקטרוניקה חיישן ובדיקה חיוני כדי למנוע פריקה סטטית ולהבטיח מדידות זמן מדויקות של טיסה.בטנקים לא מוליכים (פלסטיק, סיבים), טבעת מעומקת או התייחסות אלקטרודה חייב להיות מותקן בתוך הטנק כדי להשלים את הנתיב החשמלי.מדריך השידור GWR יפרט דרישות ריצוף. . הזנחה שלב זה יכול להוביל קריאה בלתי אמינה ואפילו נזק לאלקטרוניקה.

קלבריה וידוי

ייבוש קלבריון לעומת Wet Calibration

רוב חיישני GWR יכולים להיות מכווצים "דחופים" באמצעות מיכל הריק ונקודת ההתייחסות ידועה (למשל, החלק התחתון של בדיקה או ציון ההתייחסות) קלמנט יבש מספיק כאשר קבוע הדיאלקטרי של הנוזל ידוע ויציב. עם זאת, עבור דיוק מקסימלי בטנקים צרים, קלמנט רטוב (הסתנן לרמה ידועה ומתאים את האפס) הוא מומלץ לכל אורך הנקה.

המונחים: Dielectric Constant

הזן את הקבוע הדיאלקטרי הנכון של הנוזל לתוך התצורה של משדר.לערובות או נוזלים עם דיאלקטריות לא ידועות, לנסות ערך טיפוסי עבור סוג זה של נוזל (למשל, 2.2 עבור פחמימנים, 80 למים) ולאחר מכן לבצע בדיקת נקודה.יחידות מתקדמות GWR יכולות להפחית את המשתנים על ידי ניתוח של ampude של הדופק משתקף, אבל אמין יותר עבור נוזלי חשמלאי.

פסקול: Tank Bottom Tracking

בטנקים צרים, הבדיקה לעתים קרובות מרחיבה את כל הדרך לתחתית.המשדר חייב להיות מוגדר עם התחלה תחתית (המרחק מנקודת ההתייחסות של החקירה לתחתית הטנק). כמה חיישנים יכולים לעקוב באופן אוטומטי אחר הד התחתון של הטנק.לוודא כי כל ציפוי או פענוח בתחתית הוא אחראי על - שימוש בנקודת מפנה אפס יכול למנוע קריאה כוזבת עקב בניית.

מלכודות נפוצות ופתרון בעיות

תגיות: Nozzle or Welds

אם ה- nozzle הוא ארוך מדי או יש לנו נביחות פנימיות, הדופק של המכ"ם עשוי להרהר לפני הכניסה לטנקים.זה מופיע כדזה שקרי קבוע שניתן לפרש כרמה גבוהה.פתרון: הוסף הרחבה נושלת או להשתמש בבדיקה קצרה יותר שגורמת לבלוטות מעבר לצומת.

אובדן אותות בנוזלים נמוכים-נמואלקטריים

עם קבוע דיאלקטרי מתחת ל-1.6 (למשל, LPG, כמה גזים), האות המתבטא של משטח הנוזל הופך חלש מאוד.בטנקים צרים, שטח פני השטח הוא קטן, מה שהופך את המצב גרוע יותר. השתמש בבדיקה קואקסיאלית כדי לרכז את האות. כמה יצרנים מציעים מודלים רגישות גבוהה במיוחד עבור יישומים Cryogenic או נמוך-חשמלי.

נפיחות או טיבולנס

ההתמדה, מילוי מלמעלה, או תגובות כימיות יכול ליצור קצף סופג או מתפזר את הדופק המכ"ם. Foam מופיע כשכבה עבה עם ביניים קבוע דיאלקטרי בין אוויר לנוזל, מה שגורם קריאה ברמה אקראית. התקנת באר עם חורים כניסה תחתית מפחיתה מאוד את קצף באגרסיביות.אם קצף הוא בלתי נמנע, השתמש בבדיקה כי הוא מספיק זמן כדי לחוש מתחת לשכבה הנוזלית אם הדחף הוא פועל.

שגיאות מותאמות

כאמור, הדבקה על החקירה יכולה ליצור נתיב אות המחקה משטח נוזלי.זה בעייתי במיוחד בטנקים צרים של חלל הראש עם לחות גבוהה.שימוש בבדיקה מחוממת או טיהור של חנקן יבש יכול למנוע הדבקה.בתוכנה, מאפשר ללחוץ מסננים או להגדיר סף אות מינימלי להתעלם מהשתקפות חלשה מאוד מ טיפות condensation.

יישומים בתעשייה

מים וטיפול במים

טנקים אנכיים Narrow נפוצים בחדרים של dosing כימי (יחידות ייצור דו-חמצני, כלוראין מגע תאים, מיכלי coagulant) GWR מספק מדידה אמינה ברמת למרות נוכחות של כימיקלים המקיפים חיישנים מסורתיים.גורם הצורה הקומפקטי מתאים לתוך אולמות קטנים ושילוב בקלות עם מערכות SCADA.

עיבוד כימי

כורים קטנים, כלי אחסון ביניים, ושילוב טנקים לעתים קרובות יש עקבות פיזיות הדוקות. GWR מטפל בחומצות אגרסיביות, בסיסים, ו פותרים ללא מגע עם הנוזל (למרות שבדיקות עשויות להיות רטובות) בדיקות חד-roded לעבוד טוב בחומצות התנהגותיות.דיוק גבוה מאפשר שליטה אצווה מדויקת במפעלים רב-מוצרים.

תרופות וביוטכנולוגיה

בסביבה נקייה-אין-אין-עין (CIP) ו-SIP (SIP) סביבות פלדה 316L נירוסטה עם חיבורים סניטריים נדרשים. Narrow מחזיק טנקים עבור buffers, מדיה, והטבות מים לזריקת מים מן הטבע הלא פולשני של GWR (אין חלקים נעים שיכולים לספק חיידקי אולטרה סאונד).

מזון ו Beverage

מיכלי אחסון מרכיבים קטנים, מיזוג כלי שיט, וטנקים טעם צריכים דיוק גבוה כדי להבטיח איכות מוצר עקבית. GWR חיישני עם חותמות היגייניות (למשל, חינם אלסטומר, EHEDG-apped) זמינים.היכולת להתמודד עם קצף (בבירה, מיץ, חלב) עם עדיין עושה GWR טכנולוגיה מועדפת על פני קיבול או קטיפה עבור כוונון עבור כוונון.

מסקנה: הכלי הנכון לחללים מוקפים

גל ראדר המליץ לעצמו כטכנולוגיית המדידה המדויקת והאמין ביותר עבור טנקים צרים.חסינותו ל- vapors, טמפרטורה, שינויים דיאלקטריים, בשילוב עם היכולת להתאים ל- nozzles קטנים ועדיין לייצר דיוק ברמה של מילימטר, הופכת אותו כלי חיוני לתהליכים תעשייתיים מודרניים.

בעוד שהדחיפה לדיגיטליזציה תעשייתית ממשיכה, משדרי GWR חדשים מציעים תקשורת אלחוטית, אבחון מרחוק, ואזהרות תחזוקה חיזוייות שמפחיתות עוד יותר את העלות הכוללת של הבעלות.עבור מהנדסים שהופעלו עם מדידת נוזלים במרחבים הצפופים ביותר, GWR נשאר הפתרון המספק היכן שאחרים נופלים קצרים.

(ב) לקריאה נוספת, עיין בסימן הבקשה של הקיסרסון ב-GWR בטנקים צרים של ההרחבה 1 ו-FLT:2API MPMS פרק 8 ברמת המדידה של GWRLT:3 בנוסף, כך גם במאמר הטכני של FLT:4Control.com:5 מספק סקירה מוצקה של עקרונות GWR.