ХВИЛЕВІДНІ РІВНЕМІРИ: КАЛІБРУВАННЯ ТА ВПЛИВ УМОВ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Анотація

Проведено детальний аналіз невизначеності для хвилеводні радарні рівнеміри, зосереджуючись на схемах калібрування та впливі факторів навколишнього середовища. Хвилеводні радарні рівнеміри широко застосовуються в промисловості, особливо в умовах жорстких експлуатаційних середовищ. Частина таких сенсорів призначена для технологічного контролю і не потребують високого рівня точності, тоді як інші застосування вимагають надвисокого рівня точності. У дослідженні розглянуто вплив факторів навколишнього середовища, таких як температура, тиск і вологість повітря, на точність вимірювань та ефективність калібрування. Проаналізовано компоненти невизначеності  включно з похибками еталонних інструментів, випадковими некомпенсованими флуктуаціями результатів вимірювань, нелінійністю функції перетворення та варіативністю діелектричної проникності. Аналіз виконано для еталонних умов і розширеного діапазону умов навколишнього середовища. Результати показують, що невизначеність вимірювань залишається в межах допустимих норм для малих контрольованих відстаней та референсних умов експлуатації. Однак, за умов значної мінливості навколишнього середовища, зміни діелектричної проникності та шуму в оцінці часу значно збільшують загальну невизначеність, особливо для вимірювань на великих відстанях. Наведено практичні рекомендації щодо підтримання точності вимірювань для різних умов експлуатації. У статті наведено порівняння сценаріїв використання високоточних калібрувальних стендів із альтернативами відносно низької вартості, придатними для некритичних застосувань та забезпечення рівня невизначеності типової для технологічного контролю. Такі порівняння є корисними як для виробників сенсорів, так і для метрологічних служб підприємств або регуляторних установ для оптимізації підходів до калібрування, балансуючи між вартістю та продуктивністю. Результати дослідження

підкреслюють важливість компенсації варіативності діелектричної проникності для застосувань зі значними змінами умов експлуатації. Перспективною тематикою подальших досліджень є розробка методів зменшення невизначеності, включно з дослідженням невизначеності за умов введення корекцій. Наведені моделі та висновки є цінними для вдосконалення поліметричних систем, забезпечуючи надійність вимірювань рівня в різноманітних застосуваннях і сприяючи розвитку промислової автоматизації та управління технологічними процесами.