以前常常在思考,不同氣相介質對導波雷達液位計測量準確度到底有沒有影響。直到問了很多相關專業人士以及看了專家的分析,才得出了一個結論,今天分享給大家,希望對大家在使用導波雷達液位計有一些幫助。
時域反射原理是導波雷達物位計測量的核心原理,它頭部會發出周期性的電磁波脈沖,電磁波脈沖以光速沿探頭傳播。當探頭上存在阻抗失配點時,電磁波脈沖會在該點產生反射回波,在液面產生的反射回波會沿探頭傳播并被引導接收波雷達液位計的頭部部分。由于電磁波脈沖的發射和接收時間與導波雷達液位計的頭部與液位的距離成正比,因此可以根據電磁波脈沖的傳播時間計算出被測液位高度。它具有高可靠性,其測量過程只與被測介質的介電常數有關,與密度、壓(ya)力等無關,傳播(bo)過程中(zhong)產生的(de)(de)損耗更(geng)小(xiao),返(fan)回(hui)信號質量(liang)更(geng)好。因此,高溫(wen)高壓(ya)、泡沫、灰塵等復雜工況(kuang)對(dui)導波雷(lei)達液位計的(de)(de)影響很小(xiao)。而且它的(de)(de)測(ce)量(liang)精度很高,可實現回(hui)波信號在時間軸上的(de)(de)精確放大,最小(xiao)測(ce)量(liang)誤差可控制在±1mm以(yi)內,測(ce)量(liang)精度高,同時非常易于安裝和維護。
了解了導波雷達液位計的原理和特點之后,我們正式回歸主題,在氣相介質的介電常數發生變化的工況下,是否會對導波雷達液位計測量結果產生影響。有專家針對這個問題進行了實驗,考慮到高溫高壓、高飽和蒸汽工(gong)況下氣相介質的(de)(de)介電(dian) 常(chang)(chang)數較(jiao)為不穩定(ding)(ding)(ding),且(qie)具有較(jiao)高(gao)的(de)(de)危險性(xing),所(suo)以(yi)他們(men)采用食用油填充(chong)容器(qi)內液面(mian)上方的(de)(de)空間,模(mo)擬介電(dian)常(chang)(chang)數發生(sheng)變化(hua)的(de)(de)氣相介。分五步進行(xing)(xing)了實驗(yan),分別是(shi)(shi)第一(yi)(yi)進行(xing)(xing)回(hui)(hui)波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)預處(chu)理(li),使用巴特沃斯濾波(bo)(bo)(bo)器(qi),濾除 回(hui)(hui)波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)中的(de)(de)高(gao)頻(pin)噪聲。第二進行(xing)(xing)回(hui)(hui)波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)識別,根(gen)據(ju)(ju)回(hui)(hui)波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)特點,在(zai)一(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding) 橫坐標(biao)范圍內,查找(zhao)幅值(zhi)(zhi)最(zui)(zui)大點所(suo)在(zai)的(de)(de)位(wei)置作為回(hui)(hui)波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao) 的(de)(de)位(wei)置。 第三回(hui)(hui)波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)定(ding)(ding)(ding)位(wei)點的(de)(de)選(xuan)擇,在(zai)回(hui)(hui)波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)峰值(zhi)(zhi) 點處(chu)使用二階拉格朗(lang)日插(cha)值(zhi)(zhi),將插(cha)值(zhi)(zhi)后(hou)的(de)(de)橫坐標(biao)作為回(hui)(hui)波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)定(ding)(ding)(ding)位(wei)點,以(yi)獲取更高(gao)的(de)(de)測量精度。第四(si)進行(xing)(xing)液位(wei) - 傳(chuan)播(bo)時(shi)(shi)間關系的(de)(de)確(que)定(ding)(ding)(ding),根(gen)據(ju)(ju)導波(bo)(bo)(bo)雷(lei)達液位(wei)計(ji)的(de)(de)等效時(shi)(shi)間采樣原理(li),確(que)定(ding)(ding)(ding)在(zai)正常(chang)(chang)工(gong)況下測得的(de)(de)傳(chuan)播(bo)時(shi)(shi) 間與(yu)對(dui)應液位(wei)的(de)(de)關系。 最(zui)(zui)后(hou)一(yi)(yi)步是(shi)(shi)液位(wei)值(zhi)(zhi)的(de)(de)標(biao)定(ding)(ding)(ding),對(dui)根(gen)據(ju)(ju)測量時(shi)(shi)間計(ji)算得到的(de)(de)液位(wei) 進行(xing)(xing)標(biao)定(ding)(ding)(ding)處(chu)理(li)。
最終得(de)出結論,在極端高溫高壓、高飽和蒸(zheng)汽(qi)工況下,蒸(zheng)汽(qi)的(de)(de)密度和溫度會增(zeng)(zeng)大,導致蒸(zheng)汽(qi)介(jie)質(zhi)的(de)(de)介(jie)電(dian)(dian)常(chang)數(shu)增(zeng)(zeng)大。根據時域反(fan)射(she)原理(li),當氣相介(jie)質(zhi)的(de)(de)介(jie)電(dian)(dian)常(chang)數(shu)增(zeng)(zeng)大時,電(dian)(dian)磁波脈(mo)沖的(de)(de)傳(chuan)播(bo)速度會相應減(jian)慢,使(shi)得(de)測得(de)的(de)(de)電(dian)(dian)磁波脈(mo)沖傳(chuan)播(bo)時間增(zeng)(zeng)大,導致測得(de)液(ye)位(wei)位(wei)置低于實際(ji)液(ye)位(wei)位(wei)置。
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