Измерение уровня мазута в резервуарах

Коротко о статье

Статья о сложностях измерения уровня мазута в резервуарах и о том, как современные радарные уровнемеры, в частности FMCW-радары Лимако УЛМ, решают эти проблемы. Из неё можно узнать, какие конструктивные и технические решения обеспечивают стабильность и точность измерений в условиях паров, конденсата и неоднородной поверхности продукта.

Главное

• Мазут густой и застывает, поэтому его хранят разогретым до 90°С, что создаёт обильные пары и конденсат в резервуаре.
• Контактные уровнемеры (буйковые, поплавковые) не работают из-за конденсации на холодных поверхностях.
• Ультразвуковые и оптические (лазерные) уровнемеры дают нестабильные и неточные показания из-за паров и необходимости прямой видимости.
• Радарные уровнемеры не чувствительны к парам, но требуют защиты антенны от налипания грязи и учёта неровностей поверхности мазута.
• В уровнемерах Лимако УЛМ применяются защищённая антенна с фторопластовой линзой, высокая частота до 94ГГц и FMCW-обработка сигнала.
• При интенсивном парообразовании в теплоизолированных резервуарах используется специальная изолирующая радиопрозрачная прокладка из фторопласта.

Термины и технологии

• мазут
• радарные уровнемеры
• FMCW-радары Лимако УЛМ
• СВЧ-диапазон
• 94ГГц

Кому полезно: Инженерам АСУ ТП, занимающимся измерением уровня в резервуарах с мазутом.

По теме на сайте

• Статья Радарные уровнемеры: история создания и перспективы развития систем контроля уровня

Первоисточник: azbukakip.ru

Выжимка составлена редакцией сайта с помощью ИИ по тексту статьи.

Основное отличие в свойствах мазута по сравнению с нефтью, с точки зрения технологий измерения уровня, состоит в том, что данный продукт значительно более густой и имеет тенденцию к застыванию. Поэтому его часто хранят в разогретом до 90°С виде. В результате, особенно в зимнее время, в резервуаре над мазутом скапливается большое количество паров, которые интенсивно конденсируются на более холодных поверхностях, что приводит к невозможности нормальной работы контактных уровнемеров (буйковых, поплавковых и т.д.).

Измерения уровня при помощи ультразвуковых или оптических (лазерных) уровнемеров будут крайне не стабильными и не точными из-за наличия паров в воздухе, в пространстве между уровнемером и продуктом (скорость распространения звука очень сильно зависит от состава атмосферы в которой он распространяется, а при лазерном методе необходима прямая оптическая видимость).

На погрешность и стабильность измерений радарных уровнемеров наличие паров в воздухе, в пространстве между уровнемером и продуктом, не влияют. Но применение радарных уровнемеров для контроля уровня мазута накладывает определенные требования к их конструкции.

Радарные уровнемеры

Ранее, при использовании для измерения уровня мазута радарных уровнемеров, возникали сложности связанные с ослаблением отраженного сигнала в следствии налипания «грязи» на не защищенную рупорную или параболическую антенну радарного уровнемера. Кроме того, имели место проблемы связанные с потерей уровнемером отраженного сигнала от поверхности продукта из-за ее неровности. Даже в разогретом состоянии мазут остается вязким и неравномерно остывая, на поверхности, может образовывать статичные, медленно меняющиеся «наплывы», что приводит к дополнительному ослаблению отражения зондирующего сигнала. Так же, остывая, мазут изменяет и свою структуру, при этом изменяются и его поглощающие и отражающие свойства.

Все вышеперечисленные особенности мазута приводят к тому, что при применении радарных уровнемеров с невысокой чувствительностью, например импульсных или работающих на частотах 10ГГц и меньше, возникает нестабильность измерения то есть периодическая потеря реального уровня продукта, резкие скачки показаний не соответствующие действительности и увеличение реальной погрешности погрешности измерения уровня.

В современных радарных уровнемерах, таких, например, как FMCW-радары Лимако УЛМ для устранения влияния на процесс измерения уровня мазута вышеперечисленных факторов принят комплекс мер:

• Защищенная антенна. Уровнемеры УЛМ используют антенну которая находится полностью внутри корпуса датчика уровня и изолирована от внутренней среды резервуара фторопластовой линзой, имеющей специальную форму препятствующую налипанию на нее грязи. Поэтому уровнемеры УЛМ нечувствительны к испарениям мазута, и испарения не приводят к срыву измерения уровня мазута или к увеличению погрешности.
• Высокая частота. Уровнемеры УЛМ работают в СВЧ-диапазоне (микроволновом) на частотах до 94ГГц, поэтому обеспечивают максимальную чувствительность. Таким образом исключается влияние неоднородности структуры внешнего слоя остывающего мазута на надежность приема отраженного сигнала.
• Обработка сигнала. Уровнемеры УЛМ построены по принципу FMCW-радара. Использование такой схемы позволяет производить тонкую обработку сигнала при помощи методов спектрального анализа в реальном масштабе времени. При применении FMCW-метода амплитуда отраженного сигнала не является основным определяющим параметром — информацию об уровне контролируемой среды несет частота сигнала.

Если же внутри резервуара происходит интенсивное парообразование и при этом резервуар теплоизолирован от окружающей среды, например, зарыт в землю, то выпадение влаги может достигнуть величин, когда она не будет успевать стекать с защитной линзы. В этом случае при установке уровнемера Лимако УЛМ применяется специальная изолирующая радиопрозрачная прокладка. Данная прокладка имеет специальную форму и изготавливается из фторопласта. Фторопластовая прокладка обеспечивает дополнительную защиту от выпадения влаги и оптимизирует прохождение электромагнитной волны. Также прокладка обеспечивает теплоизоляцию уровнемера (датчика уровня) от внутреннего объема резервуара.

Описанные меры позволяют уровнемерам Лимако УЛМ стабильно и с гарантированной точностью, измерять уровень мазута в условиях высоких температур, интенсивного испарения и конденсации росы.

Источник: http://azbukakip.ru/publ/gotovye_reshenija/izmerenie_urovnja_mazuta_v_rezervuarakh/2-1-0-14

Источник: статья в сообществе ВКонтакте