Đo mức trong bọt: radar, 80 GHz và sóng dẫn hướng | METRAVON

Đo mức trong bọt: khi nào radar hoạt động và khi nào không

Radar có thể phát hiện mặt chất lỏng dưới bọt, đỉnh bọt, các phản xạ cạnh tranh hoặc không tìm được mục tiêu tin cậy. Tỷ lệ chất lỏng, độ dẫn điện, cấu trúc bọt, tính chất hóa học và độ dày đều quan trọng. Bọt ướt dẫn điện có thể làm suy hao mạnh; một số bọt khô truyền sóng tốt hơn, nhưng tần số riêng lẻ không dự đoán được kết quả.

Phân loại bọt trước khi chọn thiết bị

Diễn biến bọt thay đổi theo hàm lượng chất lỏng, tính chất hóa học, cấu trúc và độ dày:

Xác định quy trình cần mức lỏng hay mức bọt. Đo tồn kho thường cần bề mặt lỏng; báo động mức bọt có mục đích và tiêu chí nghiệm thu khác.

80 GHz thay đổi gì và không thay đổi gì

Các đặc tính thiết bị liên quan gồm:

• Độ rộng chùm tia. So sánh góc ăng-ten được quy định thay vì chỉ nhìn tần số. Ở khoảng cách 10 m, đường kính hình học với góc toàn phần 4°, 8° và 10° lần lượt khoảng 0,70 m, 1,40 m và 1,75 m. Giảm phần chùm tia chạm thành có thể giảm nhiễu phản xạ nhưng không chứng minh khả năng xuyên bọt tốt hơn.
• Độ phân giải. Độ phân giải tầm FMCW phụ thuộc chủ yếu vào băng thông quét và xử lý tín hiệu, không chỉ bước sóng sóng mang. Đừng cho rằng 80 GHz sẽ phân giải lớp bọt 100 mm chỉ từ nhãn tần số.
• Kích thước ăng-ten. Kiểm tra đồng thời thấu kính hoặc loa đã đặt hàng, đường kính trong của kết nối và chiều dài cổ lắp. Ăng-ten gọn có thể thuận tiện khi lắp, nhưng không có đường kính cổ lắp chung nào bảo đảm tương thích hoặc ngăn được phản xạ cự ly gần.

Các giới hạn quy trình sau vẫn còn:

• Truyền qua bọt dày. Nếu bọt phản xạ phần lớn năng lượng, chùm hẹp hơn không xuyên qua.
• Lớp bám. Cặn bọt trên thấu kính là vấn đề cơ học.
• Độ phản xạ của sản phẩm. Tín hiệu từ mặt chất lỏng yếu có thể làm giảm biên tín hiệu dưới lớp bọt. Kiểm tra đáp ứng kết hợp của chất lỏng và bọt ở khoảng cách cần đo; không suy ra một sai số cố định chỉ từ hằng số điện môi.

Chọn công nghệ từ thử nghiệm mục tiêu bọt và lỏng thực tế thay vì chỉ từ tần số sóng mang.

Các lựa chọn đo cho điều kiện bọt khác nhau

Radar sóng dẫn hướng (GWR) cho điều kiện bọt khó đo

Đầu dò sóng dẫn hướng dẫn một xung điện từ dọc thanh hoặc cáp, với năng lượng tương tác môi trường xung quanh. Nó có thể cải thiện phát hiện bề mặt lỏng qua một số bọt, nhưng tính chất bọt, phủ đầu dò, tạo cầu, giới hạn quy trình và vùng chuyển tiếp trên/dưới vẫn quan trọng.

Với quá trình thường tạo bọt, so radar không tiếp xúc, đầu dò dẫn sóng và phương pháp khác có định mức phù hợp bằng dữ liệu quá trình đại diện hoặc thử nghiệm.

So sánh thiết bị trong điều kiện vận hành

Nơi có cả hai thiết bị, so sánh chúng với cùng tham chiếu mức lỏng độc lập:

1. Đổ đầy bình đến mức đã biết với quy trình tạo bọt đang chạy.
2. Đo bằng radar không gian tự do và ghi số đọc cùng đường cong tiếng vọng.
3. Đo đồng thời bằng đầu dò sóng dẫn hướng, hoặc đo thủ công qua kính quan sát.
4. So sánh mỗi thiết bị với cùng mốc mức chất lỏng độc lập. Chênh lệch tương quan với độ dày bọt là dấu hiệu cần điều tra, chưa đủ chứng minh một thiết bị đang theo đỉnh bọt; cần xem cả tín hiệu được chọn và thời điểm đo.
5. Lặp lại ở các mức có thể tiếp cận an toàn và các giai đoạn tạo loại bọt khó đo nhất. Ghi rõ phần dải vận hành hoặc chu kỳ mẻ chưa được thử.

Đưa điều kiện bọt dự kiến và phương pháp tham chiếu vào đánh giá ứng dụng. Khi khả thi, thử tại hiện trường trước khi quyết định lắp hàng loạt.

Chi tiết lắp đặt cải thiện hiệu năng bọt

• Khi khả thi, tránh vùng tạo bọt hoặc dòng vào. Xác nhận phân bố bọt thực tế khi vận hành; vị trí bọt dày nhất có thể thay đổi trong một mẻ.
• Kiểm tra cao độ chất lỏng và bọt lớn nhất so với vị trí ăng-ten và khoảng hở yêu cầu. Tiếp xúc với bọt có thể để lại lớp bám, nên cần đánh giá khả năng vệ sinh và tiếp cận bảo trì an toàn.
• Bảo đảm khoảng cách tối thiểu của model và biên lắp đặt có cơ sở ở mức chất lỏng và bọt cao nhất. Khoảng cách chặn nhỏ được quảng bá không chứng minh khả năng theo dõi tin cậy khi lớp bọt dâng.
• Chỉ dùng theo dõi tiếng vọng phù hợp sau khi xác minh bề mặt được chọn và độ trễ tối đa cho phép; cấu hình rõ ràng phản hồi mất tiếng vọng và an toàn.
• Nếu có chênh lệch xuất hiện, xác định nó có đổi theo độ sâu bọt và trạng thái vận hành không. Đừng coi độ lệch bọt thay đổi là hiệu chỉnh hiệu chuẩn cố định, nhất là trong dịch vụ tồn kho hoặc liên quan an toàn.

Bọt trong máy lên men và lò phản ứng sinh học

Bọt lên men có thể thay đổi đáng kể trong một mẻ khi lưu lượng khí, hàm lượng protein và điều kiện quy trình thay đổi. Thử đo ở các giai đoạn tạo bọt nhiều nhất, không chỉ khi khởi động.

Cách tiếp cận thực tế:

• Với radar không tiếp xúc, xác minh mục tiêu dự kiến vẫn nhận dạng được suốt mẻ và ghi mọi thay đổi chênh lệch so với mức lỏng độc lập.
• Radar sóng dẫn hướng, nếu vật liệu đầu dò, tính chất điện môi, rủi ro bám bẩn, yêu cầu làm sạch và bố trí cơ khí phù hợp.
• Điểm phát hiện bọt riêng, tương thích với ứng dụng, có thể báo bọt hiện diện tại vị trí đó. Nó không xác định radar đang theo bề mặt nào; cần xác minh riêng hai phép đo và các hành động điều khiển.

Yêu cầu vệ sinh không mặc nhiên loại trừ đầu dò dạng thanh. Xác minh toàn bộ thiết kế cảm biến, khả năng vệ sinh, giới hạn CIP/SIP, vật liệu và chứng nhận riêng của dự án.

Bọt trong bể sục khí và nước thải

Bọt nước thải thay đổi theo tải, sục khí và chất hoạt động bề mặt. Xác định điều khiển cần mức lỏng hay mức bọt, và thử radar ứng viên qua các điều kiện dự kiến. Độ lệch 100 mm chưa xác minh có thể ảnh hưởng chuyển mạch bơm và không được bỏ qua tự động.

Câu hỏi thường gặp

Radar có đo qua bọt không?

Có thể trong một số trường hợp. Xác nhận giá trị báo về theo mặt chất lỏng, đỉnh bọt hay mục tiêu khác khi bọt nghiêm trọng nhất. Thử với nước trong chưa chứng minh điều này. Ghi diễn biến bọt, mốc mức chất lỏng độc lập và cách xử lý mất tín hiệu trước khi chấp nhận cấu hình cho tồn kho hoặc điều khiển.

80 GHz thấy qua bọt tốt hơn 26 GHz không?

Không có kết luận chung. Chùm hẹp có thể tránh thành và kết cấu bên trong, nhưng khả năng truyền qua bọt phụ thuộc tính chất bọt và toàn bộ thiết kế radar. So sánh thiết bị ứng viên với chất lỏng và bọt thực tế, kể cả lớp bám sau nhiều mẻ, thay vì chỉ chọn theo tần số sóng mang.

Sai số điển hình do bọt gây ra là gì?

Không có giá trị hoặc chiều sai số áp dụng chung. Thiết bị có thể theo bọt, tiếp tục theo chất lỏng, chuyển mục tiêu hoặc vào trạng thái lỗi đã cấu hình. Đo chênh lệch so với mốc độc lập trong toàn chu kỳ; không bù độ lệch cố định cho lớp bọt thay đổi.

Siêu âm có tốt hơn trong bọt không?

Siêu âm cũng có thể bị bọt làm suy hao hoặc phản xạ. Đường truyền qua khí còn chịu giới hạn về nhiệt độ và thành phần khí. Nếu cân nhắc siêu âm, hãy thử với mục tiêu chất lỏng hoặc bọt cần đo trong điều kiện vận hành và kiểm tra khoảng hở ở mức cao nhất. Tên công nghệ siêu âm hay radar tự nó chưa chứng minh sự phù hợp.

Tôi có thể dùng phao hoặc bộ dịch chuyển thay thế không?

Thiết bị dựa trên lực nổi có thể phù hợp, nhưng đáp ứng phụ thuộc khối lượng riêng của chất lỏng và bọt, thiết kế phao hoặc phần tử chiếm chỗ, nhiễu động và lớp bám. Xác minh chuyển động tự do và điểm đo hoặc chuyển mạch cần thiết. Không mặc định mọi phao đều bỏ qua bọt hoặc thay bằng radar dẫn sóng là tự động tương thích.

Mô tả độ dày và hành vi bọt, tính chất chất lỏng, nhiệt độ và quy trình cần mức lỏng hay mức bọt.Nhận đánh giá bọt

Đọc thêm:So sánh công nghệ đo mức: radar so với siêu âm so với sóng dẫn hướng|Đo mức radar trong hơi nước, bụi và ngưng tụ: điều gì thực sự hiệu quả