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0 – 100% WCMulti-Frequenz-AnregungSalinitätsadaptivATEX / IECEx4–20 mA · HART · Modbus

Wo konventionelle Instrumente aufhören. Der ZT-100 Full-Cut macht weiter.

Jeder Produktionsstrom überquert irgendwann die Phaseninversionsgrenze — den Punkt, an dem ölkontinuierlich zu wasserkontinuierlich wird. Standard-Kapazitätsinstrumente erreichen diese Wand und stoppen. Salinisches Produktionswasser wird elektrisch leitfähig, das dielektrische Signal bricht zusammen und die Messung geht genau dann verloren, wenn sie am meisten gebraucht wird.

Der ZT-100 Full-Cut Analysator wurde um dieses Problem herum entwickelt. Unter Verwendung einer proprietären Multi-Frequenz-Anregungsarchitektur und eines adaptiven Signalinterpretations-Frameworks trennt er die dielektrische Komponente von der leitfähigen Komponente der Gemischantwort — und extrahiert Wassergehaltsinformationen, die konventionelle Instrumente nicht erreichen können, über den gesamten Produktionsbereich.

ZT-100 Full-Cut Analysator

Messarchitektur auf Basis strenger Physik

Der ZT-100 Full-Cut arbeitet nach dem Prinzip, dass die komplexe Permittivität eines Öl-Wasser-Gemischs weit mehr Information enthält, als eine Einzelfrequenzmessung extrahieren kann. Multi-Frequenz-Anregung erschließt diese Information über das gesamte Wassergehaltsspektrum.

Komplexe Permittivität
ε* = ε′(ω) − jε″(ω)
ε″ = σ/ω + εd
Realteil ε′ trägt dielektrische Zusammensetzungsinformation. Imaginärteil ε″ kodiert sowohl ionische Leitfähigkeit als auch Dipol-Relaxationsverluste — frequenzabhängig trennbar.
Maxwell-Wagner-Relaxation
fMW ∝ σw / (εoil + 2εw)
τ = ε0(ε₁+2ε₂) / σ₂
Grenzflächenpolarisation an Öltröpfchengrenzen erzeugt eine charakteristische Relaxationsfrequenz. Deren Position kodiert den Phasenanteil unabhängig von der Bulk-Leitfähigkeit.
Bruggeman / Maxwell-Garnett
m−ε₂)/(ε₁−ε₂) · (ε₁/εm)1/3 = 1−φ
Asymmetrische Effektive-Medium-Theorie setzt die gemessene Gemisch-Permittivität in Beziehung zu Volumenanteilen über beide Kontinuierphasen-Regime. Wird adaptiv angewendet, während das Instrument die Inversion verfolgt.

Die differentielle Antwort über das Multi-Frequenz-Anregungsfenster wird durch ein neuronales-Netzwerk-gestütztes Kalibriermodell verarbeitet, das über den gesamten Betriebsbereich trainiert ist — Wassergehalt, Salinität, Temperatur und Strömungsregime. Das Ergebnis ist eine Messung, die bei der Phaseninversion nicht degradiert. Sie passt sich an.

Zwei Domänen. Ein kontinuierliches Signal.

Die Physik von Öl-Wasser-Gemischen ist auf beiden Seiten der Phaseninversion grundlegend verschieden. Der ZT-100 Full-Cut löst beide — nicht durch Umschalten zwischen Sensoren, sondern durch gleichzeitiges Auflösen beider innerhalb einer einzelnen Sensorgeometrie.

Ölkontinuierliches vs. wasserkontinuierliches Regime und Phaseninversionspunkt
Ölkontinuierliches Regime

Dielektrische Komponente dominant

Mit Öl als kontinuierlicher Phase verfolgt der Realteil der Gemisch-Permittivität den Wasseranteil mit hoher Empfindlichkeit. Der Kontrast zwischen Öl (ε′ ≈ 2) und Wasser (ε′ ≈ 80) bietet ein breites, gut konditioniertes Messfenster. Multi-Frequenz-Anregung bestätigt die Regimeidentität und überwacht kontinuierlich die Annäherung an die Inversion.

Wasserkontinuierliches Regime

Leitfähige Komponente aufgelöst

Sobald Wasser kontinuierlich und salinisch ist, dominiert die ionische Leitfähigkeit die Niederfrequenz-Antwort. Die Multi-Frequenz-Architektur trennt dies von der frequenzabhängigen Maxwell-Wagner-Grenzflächenpolarisations-Signatur der dispergierten Ölphase. Die differentielle Antwort über das Anregungsspektrum bleibt eine monotone Funktion des Wassergehalts — messbar, stabil und salinitätsadaptiv.

Entwickelt für den gesamten Lebenszyklus des Bohrlochs

Voller 0–100%-Bereich

Kontinuierliche Messung von trockenem Öl bis vollem Wassergehalt. Kein Bereichsumschalten, keine Totbänder, keine Phaseninversions-Klippe.

Salinitätsadaptiv

Multi-Frequenz-Messarchitektur kompensiert inhärent variierende Produktionswasser-Salinität ohne manuelle Neukalibrierung.

Neuronales Netzwerk-Kalibrierung

On-Board-Inferenzmodell, trainiert über den gesamten Betriebsbereich. Passt sich in Echtzeit an Fluideigenschafts-Variationen an.

ATEX / IECEx zertifiziert

Zertifiziert für Zone 1 explosionsgefährdete Bereiche. Geeignet für Onshore- und Offshore-Installation in Öl- und Gas-Produktionsumgebungen.

Standardintegration

4–20 mA Analogausgang, HART und Modbus RTU über RS-485. Passt in bestehende DCS- und SCADA-Infrastruktur ohne Modifikation.

Keine beweglichen Teile

Festkörper-Einstecksonde. Keine Verbrauchsmaterialien, keine optischen Fenster zum Verschmutzen, keine Wartungsintervalle außer periodischer Kalibrierungsüberprüfung.

Technische Spezifikationen

Messbereich0 – 100% Wassergehalt (WC)
AnregungsarchitekturMulti-Frequenz; proprietäre adaptive Anregung
PhasenabdeckungÖlkontinuierlich und wasserkontinuierlich, durch Phaseninversion
SalinitätskompensationAdaptiv — keine manuelle Salinitätseingabe erforderlich
KalibriermodellNeuronales Netzwerk-gestützt, Effektive-Medium-Theorie-Basis (Bruggeman / Maxwell-Garnett)
ProzessanschlussEinstecksonde; geflanschter oder Gewindeanschluss; 1″ – 24″ Rohr
Medienberührte WerkstoffeSS316L Standard; Hastelloy C-276 auf Anfrage
ProzessdruckBis 100 bar Standard; höher auf Anfrage
Prozesstemperatur−20 bis +120 °C
Analogausgang4–20 mA (2-Leiter schleifengespeist)
Digitale KommunikationHART 7 / Modbus RTU (RS-485)
Explosionsgefährdeter BereichATEX / IECEx Zone 1, Ex d / Ex ia
SchutzartIP66 / IP68

Wo der Full-Cut Analysator überzeugt

Reife Feldproduktion

Bohrlöcher mit hohem Wassergehalt, bei denen konventionelle Instrumente ihre Betriebsgrenze erreicht haben. Aufrechterhaltung des Messvertrauens über die gesamte Feldlaufzeit.

Dreiphasen-Abscheiderregelung

Kontinuierliche Zusammensetzungsüberwachung an Öl- und Wasserauslässen. Unterstützt Grenzschicht-Niveauregelung und Wasser-Ablassventil-Automatisierung über den gesamten WC-Bereich.

LACT und Allokationsmessung

BS&W-Überwachung für Eigentumsübergabe-Anwendungen. Zuverlässige Messung auch bei sich ändernder Produktionswasser-Salinität und -Zusammensetzung über die Reservoirlaufzeit.

Bohrlochprüfung

Schnelle Zusammensetzungsprofilierung während Bohrlochprüfungen ohne Bereichsvorauswahl. Erfasst frühe Bohrlöcher mit niedrigem WC und späte mit hohem WC mit demselben Instrument.

Tankentwässerungssysteme

Sumpf- und Boot-Überwachung für automatische Entwässerungssteuerung. Zuverlässige Schnitterkennung unabhängig von der Wasser-Salinität.

FPSO und Offshore

Kompakt, robust, Ex-zertifiziert. Geeignet für platzlimitierte Offshore-Installationen mit Standard-Prozessanschlüssen und DCS-Integration.

Messvertrauen über den gesamten Produktionslebenszyklus

Kontaktieren Sie Zelentech, um Ihre Anwendung zu besprechen. Unsere Ingenieure empfehlen die richtige Konfiguration für Ihre Fluideigenschaften, Prozessbedingungen und Installationsanforderungen.