Ultrahangos szintmérő kalibrálása|Lépésről--Útmutató: - Blog

Szinte minden üzemben húzzon fel egy karbantartási naplót, és végül olyan szintet talál, amely nem egyezik a tartályban lévővel. Tízből kilencszer nem rossz érzékelő - ez egy olyan érzékelő, amelyet soha nem kalibráltak megfelelően, vagy olyan, amely kicsúszott a tűréshatárból, és senki sem fogta fel időben.Ultrahangos szintmérőkfogalmilag egyszerűek: impulzus küldése, visszhang időzítése, távolság kiszámítása. A pontossági problémák néhány apró részletből fakadnak, amelyek a beállítás során kimaradnak, és a több hónapos működés során csendesen összetettek.

Ez az útmutató leírja a kalibrálást, ahogyan a tartály előtt álló technikust végigvezetjük rajta - mit kell ellenőrizni, mielőtt megérinti a konfigurációs menüt, hogyan kell helyesen beállítani a nullát és a tartományt, és mely hibák generálják a legtöbb szervizhívást.

Miért fontosabb a kalibrálás, mint azt a legtöbb ember gondolná?

Az ultrahangos szintmérő közvetetten méri a szintet. A jelátalakító akusztikus impulzust küld a folyékony vagy szilárd felület felé, a fedélzeti elektronika pedig a levegőben lévő hangsebesség alapján számítja ki a távolságot a visszhang visszatérésének idejétől. Ez a hangsebesség nem rögzített -, hanem a hőmérséklet, a páratartalom és az edényben lévő gázösszetétel függvényében változik. A telepítéskor egyszer kalibrált, és soha többé nem érintett érzékelő elsodródhat, néha néhány milliméterrel, néha több centiméterrel attól függően, hogy a folyamat körülményei milyen messze voltak az eredeti beállítástól.

Nem-kritikus alkalmazásoknál - egy esővízgyűjtő tartály, például - egy kis sodor alig számít. De a vegyszeradagolás, az őrzési átvitel vagy bármely olyan folyamat során, ahol a szintadatokat automatizált vezérlőhurkokba táplálják be, ez az eltolódás túltöltött tartályokhoz, kioldott riasztásokhoz vagy pontatlan készletszámláláshoz vezethet. A rutin kalibráció az, hogy a képernyőn látható szám megegyezzen a tartályban lévő számmal.

Ultrasonic Level Transmitter

A két referenciapont megértése: nulla és fesztáv

Minden ultrahangos szintkalibráció két referenciapont helyes beállításához vezet.

Nullapont (üres távolság)

A nulla pont az a távolság a jelátalakító felületétől a legalacsonyabb pontig, amelyre az érzékelőnek - jellemzően a tartály fenekét kell mérnie, vagy egy meghatározott alacsony-szintreferenciát, ha a tartálynak van egy aknával vagy kimeneti szerelvénye, amely holtzónát hoz létre. Ha félreérti ezt, minden fölötte lévő érték állandó eltolást eredményez, még akkor is, ha az érzékelő nyers visszhangidőzítése tökéletes.

Span Point (teljes távolság)

A tartomány, amelyet néha teljes -skála vagy magas-szintpontnak is neveznek, azt a legrövidebb távolságot határozza meg, amelyet az érzékelő - általában a mérési tartomány teteje közelében fog leolvasni. A nulla és a tartomány együttesen határozza meg azt a munkaablakot, amelyet a távadó használ a visszhangidő százalékos vagy mérnöki{4}}kimenetre való konvertálására (4–20 mA, HART vagy digitális).

Helyezze mindkét pontot helyesen, és a köztük lévő teljes mérési tartomány megfelelően skálázódik. Ha valamelyiket rosszul csinálja, akkor olyan érzékelője van, amely 50%-nál jól leolvashat, de észrevehetően elsodródhat az üres vagy a tele közelében.

Kalibrálási eljárás lépésről--

1. Először erősítse meg a telepítési geometriát

A kalibrációs menü megérintése előtt ellenőrizze a fizikai beállításokat. Mérje meg a tényleges távolságot a jelátalakító felületétől az ér legalacsonyabb mérhető pontjáig, és jegyezze fel a blokkoló távolságot (az a minimális közeli tartomány, amelyet a jelátalakító nem tud olvasni a jelátalakító csengetése miatt). A gyártók ezt a halott-sávadatot közzéteszik az adatlapon -, figyelmen kívül hagyva, hogy ez az egyik leggyakoribb forrása a hibás alacsony{5}}szintű leolvasásoknak.

Ellenőrizze azt is, hogy a sugárszögnek szabad útja van-e a felülethez. Az olyan akadályok, mint a létrák, a keverőtengelyek vagy a bemeneti fúvókák a kúp belsejében, hamis visszhangokat keltenek, amelyekre az érzékelő ráakadhat a valódi felület helyett.

2. Válassza a Dry Calibration vagy Wet Calibration lehetőséget

A referenciapontok beállításának két gyakorlati módja van, a választás az alkalmazástól és a pontossági követelménytől függ.

Száraz kalibrálásismert távolságokat használ, nem pedig tényleges folyadékszintet. Az üres távolságot (a tartály fenekétől a jelátalakítóig) és a teljes távolságot (vagy tartományt) közvetlenül a helyi billentyűzeten vagy a konfigurációs szoftveren keresztül adja meg, a hajó mechanikai rajza alapján. Ez a gyorsabb módszer, és általában elegendő általános-célú tartályokhoz, ahol kis hibahatár is elfogadható.

Nedves kalibrálásmagában foglalja a tartály két vagy több ismert szintre való feltöltését -, függetlenül mérőszalaggal, kémlelőüveggel vagy kalibrált referenciával -, és a távadó kimenetének megfelelő beállítását. Ez a módszer figyelembe veszi a tényleges akusztikus viselkedést a hajó belsejében, beleértve a tartály geometriájából származó kisebb jelhatásokat is, és ez az előnyben részesített megközelítés a felügyeleti jog átadásához, a hatósági jelentésekhez vagy minden olyan folyamathoz, ahol a pontatlan leolvasás költsége magas.

3. Állítsa be a nullapontot

Ha a tartály üres (vagy a legalacsonyabb meghatározott szinten), lépjen be a távadó konfigurációs menüjébe - a modelltől függően a helyi kijelzőn, egy kézi HART kommunikátoron vagy konfigurációs szoftveren keresztül. Írja be vagy erősítse meg az üres távolság értékét. A legtöbb modern adón ez megtehető közvetlen numerikus bevitellel vagy egy "auto nulla" funkcióval, amely beolvassa az aktuális visszhangot és eltárolja azt referenciaként.

4. Állítsa be a Feszítési pontot

Ismételje meg a folyamatot a tartomány felső végén. Ha nedves kalibrációt végez, állítsa a tartályt az ismert magas szintre, és ellenőrizze, hogy a távadó kimenete megegyezik-e. Ha száraz, adja meg a teljes -skálájú távolságértéket az érrajzból.

5. Független hivatkozás alapján ellenőrizze

Ez a lépés gyakrabban kerül kihagyásra, mint kellene. A nulla és a tartomány beállítása után ellenőrizze a távadó leolvasását egy független módszerrel - egy mérőszalagos leolvasással, egy kémlelőüveggel vagy egy második kalibrált műszerrel - két vagy három közbenső szinten, nem csak a végpontokon. Az üres és teli sorba sorakozó érzékelő továbbra is íj-alakú hibát mutathat a tartomány közepén, ha a visszhangfeldolgozó algoritmus nehéz felülettel küzd (hab, turbulencia vagy keskeny edény erős falvisszaverődéssel).

6. Állítsa be a környezeti kompenzációt

Ha az alkalmazás jelentős hőmérsékleti ingadozást okoz - közvetlen napsugárzásnak kitett tartály vagy felforrósodott tartalmú edény - ellenőrizze, hogy a távadó rendelkezik-e hőmérséklet-kompenzációs bemenettel vagy beépített{2}}érzékelővel. A hangsebesség a levegőben fokonként nagyjából 0,17%-kal változik, ami fokonként kicsi, de a széles szezonális vagy folyamathőmérséklet-tartományú alkalmazásokban összeadódik.

7. Dokumentálja a kalibrálást

Jegyezze fel a dátumot, az alkalmazott referenciamódszert, a környezeti feltételeket, a technikus nevét és az előtte/utáni leolvasást. Ez nem pusztán papírmunka -, hanem egy adatfolyam, amely lehetővé teszi a következő technikus számára, hogy észrevegye az idő múlásával járó trendeket, ahelyett, hogy a nulláról indulna minden alkalommal, amikor valami elromlik.

Gyakori kalibrációs hibák, amelyeket érdemes elkerülni

A holt zóna figyelmen kívül hagyása.Ha a nulla pontot a gyártó minimális blokkolási távolságán belül állítja be, az instabil vagy hiányzó leolvasási szintet eredményez, amelyet gyakran hibás érzékelőként diagnosztizálnak.

Kalibrálás zavart felülettel.A hab, az erős turbulencia vagy a kalibrálás közben működő keverőmű az érzékelő hamis visszhangra való blokkolását okozhatja. Ahol lehetséges, stabil, csendes felületi körülmények között végezzen kalibrálást.

A középső{0}}ellenőrzés kihagyása.Ahogy fentebb említettük, csak a két végpont ellenőrzése elrejti a tartományban máshol megjelenő hibákat.

Elfelejti az újra{0}}kalibrálást a folyamat megváltoztatása után.Ha egy másik, eltérő gőzsűrűségű termékre vált, vagy módosítja a tartály belső szerelvényeit, akkor az akusztikai viselkedés annyira megváltozhat, hogy az új kalibrálást - indokolja, nem csak a firmware visszaállítását.

Nem veszik figyelembe a szerelési szöget.A nem a folyadék felületére merőlegesen szerelt jelátalakító az impulzust a vevőtől távolabb, nem pedig visszaveri, ami gyengíti a jelerősséget, és kalibrációs problémának tűnhet, ha valójában mechanikus.

Egy terepi példa: Amikor nem az „újrakalibrálás” volt az igazi probléma

Egy közepes méretű vegyszerkeverési művelet valamikor visszatérő problémát jelentett: a keverőtartályon lévő ultrahangos szintmérőjük nagyjából 8%-kal magasabb szintet mutatott, mint amit a kezelők kézi műszakváltáskor megerősítettek. A karbantartó csapat első lépése a - kétszeri újrakalibrálása volt. A leolvasás mindkét alkalommal helyesnek tűnt közvetlenül a kalibrálás után, majd néhány napon belül visszasodródott.

A valódi ok a hab volt. A keverési folyamat néhány centiméter vastag, tartós habréteget hozott létre, és az érzékelő a hab tetejére rögzült, nem pedig az alatta lévő valódi folyadékfelületre. Semmilyen nulla/span beállítás nem javítja ezt, mivel a nullapont és a tartomány soha nem volt rossz - a visszhang célpontja volt. Az érzékelő visszhang{4}}feldolgozási beállításainak habzásra hajlamos-felületekre hangolt módra állítása, valamint a hamis közeli-visszhang kiszűrése érdekében egy rövid csillapítási késleltetés hozzáadása a kalibráció érintése nélkül megoldotta az eltolódást.

A lecke jól általánosít: nem minden szinteltérés kalibrációs probléma. A nullapont és a fesztáv beállítása előtt érdemes kizárni a felületi feltételeket, a rögzítési geometriát és a jelinterferenciát -, különben újra kell kalibrálnia azt az érzékelőt, amely végig helyesen olvasta a tényleges célpontot.

Milyen gyakran kell újrakalibrálni?

Nincs egyetlen intervallum, amely minden alkalmazáshoz passzolna - ez attól függ, mennyire kritikus a mérés és mennyire stabilak a folyamat körülményei. Általános iránymutatásként:

A felügyeleti jog átruházása vagy a hatósági-bejelentési kérelmek: negyedévente ellenőrizze a nyomon követhető hivatkozások alapján.
Szabványos folyamatfigyelés stabil körülmények között: általában elegendő egy éves ellenőrzés.
Kíméletlen vagy változó környezet(széles hőmérséklet-ingadozások, poros vagy párás{0}}erős légkör): a gyakoribb helyszíni ellenőrzések megéri az erőfeszítést, mivel ezek a körülmények felgyorsítják a sodródást.

A gyártói ajánlásoknak mindig elsőbbséget kell élvezniük, ha a fentieknél konzervatívabbak, különösen a biztonsági{0}}műszeres rendszerekben használt távadók esetében.

Mit jelent ez, ha érzékelőt választ?

A kalibrációs erőfeszítést vásárlás előtt érdemes figyelembe venni, nem csak a telepítés után. Néhány gyakorlati szempont a mérlegeléshez:

Automatikus-nulla és egy-gomb span funkciókjelentősen lerövidíti a beállítási időt a több{0}}tartályos telepítéseknél, különösen akkor, ha egy vállalkozónak több tucat érzékelőt kell üzembe helyeznie szoros ütemezéssel.

Beépített{0}}hőmérsékletkompenzációtöbbet számít, mint amilyennek az adatlapon látszik, ha az érzékelő a szabadban vagy fűtött berendezés közelében helyezkedik el - egy teljes kategóriájú sodródást eltávolít a technikusok közreműködése nélkül.

Konfigurálható visszhangfeldolgozó{0}}profilok(hab, keverés, alacsony dielektromos felületek) megspórolhatja a szervizlátogatást, amint azt a fenti helyszíni példa mutatja. Könnyebb az üzembe helyezés során kiválasztani a megfelelő profilt, mint hónapokkal később diagnosztizálni a "szellem" kalibrációs problémát.

HART vagy digitális kimenet távoli konfigurációvallehetővé teszi a technikus számára, hogy a vezérlőteremből ellenőrizze és állítsa be a kalibrációt, ami a fizikailag nehezen hozzáférhető tartályok esetében számít.Ha a folyamat körülményei erős gőzök, habok vagy porok miatt kevésbé megbízhatóak az ultrahangos mérésnél,a radar szintérzékelőjobban illeszkedik ugyanahhoz a távoli{0}}konfigurációs munkafolyamathoz.

Ezek egyike sem helyettesíti a helyes kalibrálási gyakorlatot, de a megfelelő távadó mindenekelőtt gyorsabbá és kevésbé hibás{0}}gyorsítja ezt a gyakorlatot.

Végső gondolatok

Az ultrahangos szintmérő kalibrálása nem bonyolult, de megjutalmazza a türelmet. Azok a technikusok, akik folyamatosan pontos leolvasást kapnak, nem feltétlenül drágább berendezéseket használnak -, ők azok, akik ellenőrzik a telepítés geometriáját, mielőtt az érzékelőt hibáztatnák, független referencia alapján ellenőrzik, ahelyett, hogy egyedül bíznának a két végpontban, és kalibrációs naplót vezetnek, amely a „jónak tűnik” tényleges adattrenddé változtat. Állítsa be helyesen a nulla- és tartománypontokat, vegye figyelembe azt a környezetet, amelyben az érzékelő ténylegesen dolgozik, és a mérési tartomány többi része általában magától gondoskodik.

Hivatkozások

Instrument Society of America (ISA) - általános útmutatás a szintmérő műszerekhez és a kalibrálási gyakorlatokhoz.
American Petroleum Institute,Kőolaj mérési szabványok kézikönyve, 3 -. fejezet, a tartály mérési és szintmérési alapelvei.
Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST) - referenciaadat a levegőben lévő hangsebességről és annak hőmérsékletfüggéséről.
A gyártó műszaki dokumentációja az ultrahangos szinttávadók - holtsávos-sávos (blokkolótávolság) specifikációi és konfigurációs eljárások.

Kalibrálási problémán dolgozik saját tartályán, vagy új ultrahangos vagy radarszintmérő műszert szeretne megadni egy nehéz alkalmazáshoz? Küldje el nekünk a tankrajzot és a feldolgozási feltételeket - segítünk kitalálni a megfelelő beállítást, mielőtt az ismétlődő szervizjegy lesz.

Lépjen kapcsolatba most