مقدمة عن عدة أنواع من صدى تداخل مقياس مستوى الرادار

في مقالات سابقة، قدمت لكم... مقياس مستوى الرادار يُسبب صدى التداخل مجموعة متنوعة من الأعطال، ولكن لم يُكتب بعد عن أنواع صدى التداخل، وما هي أسباب حدوثه، وما هي الطرق التي يمكن من خلالها كبحه؟ سنقدم لكم اليوم شرحًا علميًا مفصلًا!

نؤكد دائمًا على أنه لفهم أي معلومة متعلقة بالأجهزة، مهما كان نوعها، يجب أولًا فهم مبدأ عملها، وذلك لفهم المعلومات الأخرى بشكل أفضل. يعتمد مبدأ قياس مستوى الرادار على استقبال الهوائي للإشارة المنعكسة من نبضة الرادار، ثم إرسالها إلى الجهاز. يقوم المعالج الدقيق للجهاز بتحليل الإشارة وتحديد صدى نبضة الرادار على سطح المادة. تتناسب المسافة بين الجهاز وسطح المادة طرديًا مع زمن انتشار نبضة الرادار. في الوقت نفسه، ترتبط قوة انعكاس موجة الرادار على سطح السائل بثابت العزل الكهربائي للسائل؛ فكلما زاد ثابت العزل الكهربائي، زاد الانعكاس، وازدادت قوة الموجة، وضعف انتقالها.

بشكل عام، توجد ثلاثة أنواع من صدى التداخل، دعونا نتعرف عليها جميعًا ونوضح أسباب حدوثها. النوع الأول هو صدى الأجسام الغريبة، وينشأ هذا الصدى لأنه في عملية القياس الفعلية، وبسبب محدودية زاوية شعاع هوائي الرادار، يكون اتجاه انتشار موجة الرادار على شكل مروحة، كما هو الحال عند وجود أجسام غريبة في الخزان أو عند مرور سائل. سعر جهاز إرسال مستوى الرادار عند انخفاض مستوى السائل، يصطدم المحرك بسطحه، مما يُنتج صدىً قويًا للجسم الغريب. ثانيًا، الصدى المتعدد، فعندما يقترب سطح السائل من طرف الإرسال للهوائي، وبسبب شدة الصدى العالية، تنعكس الموجة عدة مرات على سطح الخزان وسطح السائل، مُشكّلةً أصداءً متعددة. ثالثًا، صدى قاع الخزان، فعندما يقترب مستوى السائل من قاع الخزان، وبسبب انخفاضه، يقل امتصاص موجات الرادار، لذا يمر جزء من موجات الرادار عبر سطح السائل وينعكس على قاع الخزان، مُشكّلًا صدى قاع الخزان. عادةً، لا يتولد صدى قاع الخزان في الوسط الذي يتميز بثابت عزل كهربائي عالٍ.

لحل مشكلة صدى التداخل، توجد طريقتان فعالتان لكبحه. الأولى هي الخوارزمية الثابتة لكبح صدى التداخل، وتشمل طريقة ملف تعريف الضوضاء الذاتية وطريقة منحنى الكبح المحدد. تعمل الأولى بشكل أساسي على كبح الصدى الصغير منخفض الشدة والصدى المتعدد، وذلك للتخلص من ضوضاء التداخل الذاتية في الخزان. عمومًا، لا تتجاوز سعة صدى القاع والصدى المتعدد ملف تعريف الضوضاء الذاتية إلا إذا كان مستوى السائل في قاع الخزان وأعلاه. أما الثانية، فتتعلق بصدى الأجسام الغريبة، مثل موجات الرادار التي تصطدم بالحواجز ولحامات جدار الخزان، حيث يكون الصدى أكبر ويتجاوز عادةً شدة منحنى الضوضاء الذاتية. لذلك، عند تشغيل الجهاز، يجب رسم منحنى كبح محدد أعلى منحنى الضوضاء الذاتية داخل جهاز الإرسال أثناء مرحلة التشغيل التجريبي. ويُشترط أن يُعتبر الصدى حقيقيًا فقط عندما تتجاوز شدته شدة منحنى الكبح المحدد. ثانيًا، خوارزمية تتبع متجه الصدى الديناميكي متعدد القنوات. تقوم الخوارزمية الديناميكية بتتبع العلامات لكل صدى ضمن نطاق القياس، واستنادًا إلى تحليل البيانات الضخمة، فمن المعقول القول أنه لن يكون هناك فقدان للموجة سواء كان مستوى السعة في حالة كبت أو خارج حالة الكبت.