De diëlektrische constante (relatieve vergunning, εr) van het medium bepaalt hoeveel van het radarsignaal aan de antenne wordt gereflecteerd. Media met εr > 3.6 weerspiegelen sterk en zijn gemakkelijke doelen;r koolwaterstoffen (meestal 1.4 radar met geleidegolf of hoogfrequente (80 GHz) contactradar voor betrouwbare meting gemeenschappelijke bewering dat de lage en constante vloeistoffen niet kunnen worden gemeten door radar ... is daarom slechts gedeeltelijk waar ... wat veranderingen is welke radar u specificeert.
Als u onbekend bent met de diëlektrische constante, bekijk deze video om u te helpen de basis te begrijpen.
https://www.youtube.com/watch?v=4hpLxJYEBHA&t
Wat is diëlectrisch Constant (εr)?
Diëlektrische constante, nauwkeuriger relatieve vergunning, beschrijft hoe een materiaal reageert op een toegepast elektrisch veld: hoeveel laadt het per eenheid spanning in vergelijking met vacuüm. Voor het meten van radarniveau is het belangrijk om één reden dat de grootte van de reflectie aan het mediumoppervlak wordt bepaald door de contrast in vergunning tussen het medium en de lucht (of damp) erboven. Een groot contrast geeft een sterke echo; een klein contrast geeft een zwakke.
De twee uiteinden van de praktische schaal:
- Hoogr (polair, geleidende): water en waterige oplossingen, zuren en basen. εr water is ongeveer 80 bij kamertemperatuur, dus het oppervlak gedraagt zich bijna als een radarspiegel.
- Lage εr (niet-polair): koolwaterstoffen, oplosmiddelen en vloeibaar gemaakte gassen. Benzeen is ongeveer 2,3 en n-hexaan ongeveer 1,9, dus het grootste deel van de puls gaat in het medium in plaats van terug te keren.
Industrie groepeert media in drie banden, wat een nuttige snelkoppeling is bij het lezen van een specificatieblad: niet-polair (εr < 2,8), zwak polaire (2,8 ≤ ε)r ≤ 3,6), en polair (εr > 3.6).
Diëlektrische constante en aanbevolen radartype
De tabel hieronder paart typische εr waarden met de radartechnologie die elk medium betrouwbaar meet. Waarden zijn relatieve toelaatbaarheid bij ongeveer 20 °C.
| Medium | εr (typisch) | Aanbevolen meetmethode |
|---|---|---|
| Water | ≈ 80 | Non-contact radar, sterke echo, makkelijkste geval |
| Zuren / bijtende oplossingen (geleidend) | staand | Radar zonder contact met een corrosie-compatibele antenne (PTFE/flens) |
| Methanol, ethanol, aceton | staand | Non-contact radar, standaard 80 GHz |
| Alcoholen/oplosmiddelen | staand | Radar zonder contact; geleidegolf waarbij agitatie of een smalle straal de bundel beperkt |
| Azijnzuur | ≈ 6.2 | Contactloze radar (80 GHz aanbevolen) |
| Oliën, eetbare oliën en procesoliën | staand | 80 GHz non-contact radar, of geleide-golf radar waar een stilstaande put beschikbaar is |
| Koolwaterstoffen/Benzine/benzeen | ≈ 1.8–2.3 | Begeleide golfradar (beste signaal), of 80 GHz contactloze radar |
| Vloeibaar petroleumgas, nr. 4 oplosmiddel | ≈ 1.4–1.8 | Alleen geleidegolfradar |
| Poeders en vaste stoffen (stoffen) | varieert sterk | 80 GHz non-contact radar; geleide golf indien opbouw op de sonde kan worden getolereerd |
Gemeenschappelijke vloeistoffen en hun relatieve vergunning
Voor referentiewerkzaamheden omvat de langere lijst hieronder de oplosmiddelen die de meeste niveaumetingsonderzoeken genereren. Waarden zijn relatieve permittiviteit bij kamertemperatuur.
| vloeibaar | εr |
|---|---|
| Water ( H2O) | 78.5 |
| mierenzuur (HCOOH) | 58.5 |
| N,N-dimethylformamide (DMF) | 36.7 |
| Methanol (CH)3OH) | 32.7 |
| Ethanol (C2H5OH) | 24.5 |
| Aceton (CH)3COCH3) | 20.7 |
| n-Hexanol | 13.3 |
| Azijnzuur | 6.15 |
| Benzeen (C6H6) | 2.28 |
| tetrachloorkoolstof (CCl)4) | 2.24 |
| n-Hexaan (C6H14) | 1.88 |
| 4 oplosmiddel | 1.78 |
Hoer Affecten geleid-golf radar
Een geleidingsradar stuurt een lage energiepuls naar beneden (staalkabel of staaf). Bij de sonde/mediumgrens weerspiegelt de verandering in diëlektrische constante een deel van de pulsrug; de rest gaat verder naar beneden. Doordat de puls eerder geleid wordt dan uitgezonden, hangt de echo niet af van een vlak oppervlak of een brede bundel, wat de reden is waarom de geleidingsgolf omgaat met turbulentie, hellende oppervlakken en zeer laag enr media die een contactloze eenheid zouden verslaan.
Praktische bands voor begeleide golfselectie:
- Petroleumproducten en koolwaterstoffen in petrochemische dienstverlening: 1,4 ≤ εr ≤ 4,0
- Alcoholen, organische oplosmiddelen en mengsels van olie en water: 4,0 ≤ εr ≤ 10,0
- Geleidende vloeistoffen zoals waterige oplossingen, verdunde zuren en basen:r > 10.0
Een geleidingsradar kan ook een gas/vloeistof, gas/vaste of vloeistof/vloeistofinterface meten, wat de standaardoplossing is voor de detectie van olie-/watergrenzen in separatoren en sumps.
Hoer Affecten Non-Contact Radar
De contactloze radar straalt uit vanuit een antenne en is afhankelijk van de reflectie van het productoppervlak. Hoe hoger de ondoordringbare constante, hoe sterker de reflectie en, al het andere gelijk zijn, hoe langer het bereik dat je kunt bereiken. Hoe verder het doel, hoe meer signaal wordt verloren om te stralen verspreiding en demping, dus een laag-εr medium moet dichter bij de antenne zijn voor dezelfde betrouwbaarheid.
Moderne 80 GHz (millimetergolf) radar lost grotendeels de historische beperking op: een veel groter dynamisch signaalbereik en een smallere, meer geconcentreerde straal gemiddelde laag-εr media kunnen stabieler worden gemeten dan met oudere 26 GHz instrumenten. Ons 80 GHz-radarniveausensorbereik is gespecificeerd voor precies deze dienst. Bijvoorbeeld, de KLD804 radarniveausensor bereikt ±2 mm nauwkeurigheid met een minimale blindzone van 0,05 m, en is expliciet ontworpen om metingen op lage diëlektrische constante media, adhesie en condensatie te houden.
Meting van Low-εr Media (εr < 2.5): 80 GHz vs geleide golf
Onder ruwwegr = 2.5, de reflectie is zwak genoeg dat instrumentkeuze een voorkeur is en een beperking wordt. De twee haalbare opties hebben verschillende grenzen:
| Situatie | Kies | Waarom |
|---|---|---|
| εr 1.8 | 80 GHz contactloze radar | Millimeter-golf dynamisch bereik herstelt de zwakke echo; niets contacteert het product |
| εr 1.4 | radar met geleidegolf | Pols wordt langs de sonde geleid, dus het verlies van het pad is minimaal en de zwakke reflectie is nog steeds detecteerbaar |
| Turbulent oppervlak, schuim of een sterk hellend vloeistofniveau | radar met geleidegolf | De echo is niet afhankelijk van een vlak, horizontaal oppervlak |
| Agressieve media, hygiënische service of opbouw die een sonde zou verstoren | 80 GHz contactloze radar | Geen natte sonde om te reinigen of te corroderen |
| Vloeibaar/vloeibaar interface (oliewater) | radar met geleidegolf | Lost de interface reflectie, niet alleen het bovenste oppervlak |
| Lange silo met stoffige vaste stoffen, zeer lang bereik | 80 GHz contactloze radar | Narrow balk en hoog dynamisch bereik, niet beïnvloed door stof en condensatie |
Wanneer een tank noch een mondstuk heeft dat geschikt is voor 80 GHz non-contact radar noch een stilling put voor een sonde, kan het praktische alternatief het meetprincipe volledig wijzigen in plaats van een onbetrouwbare radarlezing te accepteren, een capacitief of hydrostatisch instrument het juiste technische antwoord zijn.
Interfacemeting: wat εr Vereist
Zowel geleid-golf als non-contact radar kunnen een interface meten door het gedeelte van de puls te volgen dat niet wordt weerspiegeld aan het bovenste oppervlak naar beneden naar het lagere product. De eisen zijn strenger dan voor een eenvoudig niveau:
- Begeleide radar: Het bovenste medium moet meestal minstens 10r moet lager zijn dan ongeveer 3 en lager boven ongeveer 20, met een verschil groter dan 10.
- Radar zonder contact: de diëlektrische constanten van beide producten moeten bekend en stabiel zijn en het verschil tussen beide moet groter zijn dan ongeveer 6.
- In beide gevallen degradeert de meting als de bovenste laag geëmulgeerd is, als de dikte snel varieert, of als het schuim aan beide zijden zit.
Het kiezen van de juiste radar voor uw vloeistof
Een korte samenvatting van de selectie: water en waterige oplossingen zijn de eenvoudige case die standaard non-contact radar verwerkt. Oplosmiddelen en lichte oliën zitten in de middenband en willen meestal 80 GHz. Koolwaterstoffen en vloeibaar gemaakt gassen zijn het harde geval en willen meestal geleide golf. Als uw tank op afstand is en bekabeling is de beperking in plaats van het medium, een draadloze radar regeling verandert de installatie economie Zie onze 433 M draadloze radar technische oplossing, en voor de head-to-head vergelijking tussen de twee technologieën gelezen 80 GHz radar vs. geleidingsradar. De volledige catalogus staat onder radar niveausensoren, met geleide-golf modellen in een specifieke categorie.
FAQ
V: Wat is de minimale diëlektrische constante die een non-contact radar kan meten?
A: Fabrikanten geven meestal een minimum van ongeveer εr 1.5 Hieronder is geleide-golf radar de aanbevolen technologie, omdat de puls wordt geleid langs een sonde in plaats van uitgezonden door de lucht.
V: Welk oneven constant verschil is nodig voor het meten van de olie- en waterinterface?
A: Geleidende radar heeft meestal het bovenste medium onder ongeveer ε nodigr 3 en de onderste boven ongeveer 20, met een verschil groter dan 10; contactloze radar vereist een verschil groter dan ongeveer 6. Beide media moeten gekend hebben, stabiele diëlektrische constanten.
V: Heeft schuim invloed op radarniveau meting op lage-εr vloeistoffen?
A: Ja. Schuim voegt een tweede, diffuse reflecterende laag toe en verzwakt het signaal voordat het het echte oppervlak bereikt. Op laag-εr media, de marge is al dun, dus geleide-golf radar
V: Wat is de diëlektrische constante van water?
A: Water heeft een hoge relatieve vergunning van ongeveer 80 bij kamertemperatuur, wat een zeer sterke radar-echo geeft en maakt het het gemakkelijkste gemeenschappelijke medium om te meten.
Bronvermeldingen
- Vega, Radarniveaumeting Technologienotities op non-contact- en geleidegolfradar.
- Edress+Hauser, Radarniveaumeting Ononderbroken constante eisen en interfacemeting.
- Emerson, Niveaumeetinstrumentatie Toepassingsrichtsnoeren.
- CRC Handbook of Chemistry and Physics bron van de relatieve vergunningswaarden hierboven weergegeven.
- Kacise, KLD804 80 GHz-radarniveausensor Datasheet.
