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Referenz-
signal
Oberes
Füllstand-
signal
Trennschicht-
füllstandsignal
Zeit
Trennschichtmessung
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Beim ECLIPSE-Messumformer wird dazu eine Sonde mit charakteri-
stischem Luftwiderstand eingesetzt. Wird ein Teil der Sonde in ein
anderes Medium als Luft eingetaucht, ist der Widerstand niedriger,
weil eine Flüssigkeit eine höhere Dielektrizitätskonstante aufweist
als Luft. Wird ein EM-Impuls durch die Sonde gesendet und trifft
dabei auf die Änderung des Epsilonwertes zwischen Luft und
Flüssigkeit, wird er reflektiert.
3.2.3 Equivalent Time Sampling (ETS)
ETS (Equivalent Time Sampling) wird zur Messung von niedriger
elektromagnetischer Hochgeschwindigkeitsenergie eingesetzt. ETS
ist für die Anwendung der TDR-Technologie in der
Füllstandmessung für Behälter von wesentlicher Bedeutung.
Elektromagnetische Hochgeschwindigkeitsenergie (305 m/s) lässt
sich über kurze Distanzen und mit der in der Verfahrensindustrie
erforderlichen Auflösung nur schwer messen. ETS erfasst die EM-
Signale in Echtzeit (Nanosekunden) und wandelt sie in
Äquivalentzeit (Millisekunden) um, die sich mit der heutigen
Technologie wesentlich leichter messen lässt.
ETS erfolgt durch Scannen der Sonde, um so Tausende von
Abtastungen durchzuführen. Pro Sekunde werden ca. 5 Scans
durchgeführt, bei denen jeweils über 50.000 Abtastungen erfolgen.
3.2.4 Trennschichtmessung
Der ECLIPSE Modell 706 in Kombination mit den geeigneten Sonden ist
ein Messumformer zur Messung von sowohl oberem Füllstand als auch
Trennschichtfüllstand. Dazu müssen die obere Flüssigkeit einen Epsilonwert
zwischen 1,4 und 10 und die beiden unteren Flüssigkeiten eine Differenz des
Epsilonwerts von über 10 aufweisen. Eine typische Anwendung wäre Öl
auf Wasser, wobei die obere Schicht (Öl) nicht-leitend mit einem
Luft
ε
Epsilonwert von etwa 2 und die untere Schicht (Wasser) stark lei-
(
r = 1)
tend mit einem Epsilonwert von etwa 80 ist. Diese Trennschicht -
messung kann nur durchgeführt werden, wenn der Epsilonwert des
Medium mit
oberen Mediums niedriger ist als der des unteren Mediums.
niedrigem
Epsilonwert
ε
Wie oben erläutert beruht der ECLIPSE Guided Wave Radar auf
z.B. Öl,
= 2
der TDR-Technologie, die mit Impulsen elektromagnetischer
Emulsionsschicht
Energie arbeitet, welche entlang einer Messsonde geführt werden.
Medium mit hohem
Wenn der übertragene Impuls die Oberfläche einer Flüssigkeit
Epsilonwert
ε
z.B. Wasser,
= 80
erreicht, deren Epsilonwert höher ist als der der Luft (Epsilonwert
von 1), die er durchquert, kommt es dort zu einer Reflexion des
Impulses, und ein ultraschneller Zeitmesskreis ermittelt eine präzi-
se Messung des Flüssigkeitsfüllstands. Auch wenn der Impuls teilweise
von der oberen Fläche reflektiert wurde, läuft ein gewisses Maß an
Energie entlang der Sonde durch die obere Flüssigkeit. Erreicht der
Impuls die untere Flüssigkeit mit dem höheren Epsilonwert, wird er
erneut reflektiert (siehe Abbildung links). Die
Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals durch die obere Flüssigkeit
hängt vom Epsilonwert des Mediums ab, das es durchquert.
57-606 ECLIPSE Modell 706 GWR-Füllstandmessumformer
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