Kalibrácia prístroja na meranie hladiny: Kompletný sprievodca

Väčšina závodov prevádzkuje viac ako jeden typ úrovňového prístroja. Tá istá stránka môže maťultrazvukové snímače na otvorených nádržiach, radarové vysielačena tlakových nádobách, amagnetické hladinomery na aplikáciách rozhrania- a každý z nich sa kalibruje trochu inak. To je na papieri v poriadku, ale v praxi je to často dôvod, prečo sa kalibrácia stáva nekonzistentnou: technici predvolia postup, ktorý si pamätajú najlepšie, a prístroj, ktorému sa nevenuje veľa pozornosti, je zvyčajne ten, ktorý sa posunie najviac, kým si to niekto všimne.

Táto príručka spája tri najbežnejšie technológie merania úrovne - ultrazvukové, radarové a magnetické - do jednej referencie. Zahŕňa to, čo má každý z nich spoločné, kde sa kalibračné kroky líšia a ako vytvoriť rutinu údržby, ktorá nezávisí od pamäte jedného technika. Ak potrebujete celý postup-za{5}}krokom pre konkrétny typ nástroja, prepojili sme vás s podrobnými sprievodcami v každej sekcii.

Prečo je dôležitá stratégia kalibrácie, nielen postup kalibrácie

Individuálne je kalibrácia jedného senzora jednoduchá. Ťažší problém sa objavuje na úrovni závodu: s tuctom alebo viacerými prístrojmi v troch rôznych technológiách sú nekonzistentné kalibračné intervaly a nezdokumentované postupy to, čo v skutočnosti spôsobuje nezrovnalosti v zásobách, falošné poplachy a neplánované kontroly. Stratégia - štandardných intervalov podľa kritickosti, zdieľaný formát dokumentácie a spoločné chápanie toho, ako „dobre“ vyzerá pre každú technológiu -, je dôležitejšie ako akákoľvek dokonalá kalibrácia.

Technológie merania úrovne v skratke

Predtým, ako sa pustíte do špecifikácií kalibrácie, pomôže vám vedieť, čo sa vlastne meria a prečo sa postup líši.

Spoločné vlákno: každá z týchto technológií potrebuje definovanú nulovú referenciu a definovanú referenciu v plnom rozsahu-. Rozdiel je v tom, čo generuje signál a čo ho môže rušiť.

Kalibrácia ultrazvukového merača hladiny

Ultrazvuková kalibrácia sa sústreďuje na nastavenie nulovej (prázdnej) a rozpätia (plnej) vzdialenosti, potom sa overí oproti nezávislej referencii v niekoľkých medziľahlých bodoch. Hlavnou premennou, ktorú treba riadiť, je akustická dráha - čokoľvek, čo narúša povrch (pena, turbulencia) alebo blokuje lúč (vnútorné prekážky), vyhodí údaje, aj keď sú nula a rozpätie správne nastavené.

Prečítajte si celý postup: Ako kalibrovať ultrazvukový hladinomer- pokrýva suchú a mokrú kalibráciu, úvahy o mŕtvom pásme-, environmentálnu kompenzáciu a príklad problému s unášaním peny-, ktorý vyzeral ako problém s kalibráciou, ale nebol.

Kalibrácia radarového snímača hladiny

Radarová kalibrácia sa riadi rovnakou logikou nula/rozpätie ako ultrazvuková, ale s jednou pridanou premennou: dielektrickou konštantou procesného média. Keďže radar meria skôr elektromagnetickým odrazom než zvukom, slabo odrážajúce médiá - ľahké uhľovodíky, skvapalnené plyny, nízko{2}}kvapaliny s nízkou vodivosťou - vracajú slabšiu ozvenu a vysielač potrebuje poznať dielektrickú hodnotu média, aby túto ozvenu správne interpretoval.

Typické kroky kalibrácie:

• Potvrďte prázdne a úplné referenčné vzdialenostiz nákresu cievy, rovnako ako ultrazvuk - meraný od čela antény po najnižší a najvyšší bod v meracom rozsahu.
• Zadajte dielektrickú konštantupre procesné médium, ak to vysielač podporuje. Väčšina výrobcov zverejňuje referenčné tabuľky; uhádnutie tejto hodnoty je jednou z najbežnejších príčin nízkej presnosti na médiách s nízkou{1}}dielektrikou.
• Suchá kalibráciapoužíva referenčný cieľ (plochú kovovú platňu, zvyčajne aspoň meter štvorcový) umiestnený v známych prázdnych a plných vzdialenostiach, pričom anténa je naň kolmá.
• Mokrá kalibrácianaplní cievu na známe úrovne a upraví výstup tak, aby zodpovedal - nevyhnutnému, keď vnútorné prekážky generujú falošné ozveny, ktoré je potrebné zmapovať a odfiltrovať.
• Nesprávne{0}}mapovanie ozveny, niekedy nazývaná "krivka ozveny" alebo "prázdna krivka", zaznamenáva odrazy od pevných vnútorných štruktúr (miešadlá, trysky, rebríky), takže softvér vysielača ich môže počas normálnej prevádzky ignorovať.
• Overte na strednej úrovni, nielen koncové body -, ktoré sú obzvlášť dôležité na plavidlách s -plochou strechou alebo šikmými vnútornými časťami, ktoré môžu skresliť údaj takmer na plný výkon.

Radar má tendenciu časom vyžadovať menšiu rekalibráciu ako ultrazvuk, pretože nie je ovplyvnený teplotnými-zmenami rýchlosti zvuku. Ide o bežnú cestu inovácie pre aplikácie, kde ultrazvuk bojuje s - ťažkými parami, penou alebo prachom -, pretože elektromagnetické vlny nie sú týmito podmienkami zoslabené rovnako ako zvukové vlny.

Kalibrácia magnetického hladinomeru

Magnetické hladinomery fungujú inak ako ostatné dva. Vizuálny indikátor - stĺpec prevrátených magnetických vlajok - sleduje fyzickú polohu plaváka a vo všeobecnosti nevyžaduje kalibráciu v rovnakom zmysle; nie je potrebné upravovať žiadne spracovanie signálu. Čo si vyžaduje pozornosť, jezarovnanie mierkya tam, kde je k meraciemu prístroju pripojený vysielač, kalibrácia výstupu tohto vysielača.

Typické kontroly a postup:

• Overte, či sa špecifická hmotnosť plaváka zhoduje s procesným médiom.Plavák s nesprávnou veľkosťou hustoty bude jazdiť v nesprávnej polohe, aj keď je všetko ostatné nainštalované správne - toto je problém so špecifikáciou, nie niečo, čo môžete vyriešiť úpravou mierky.
• Skontrolujte voľný pohyb plavákavo vodiacej komore. Akékoľvek lepenie spôsobené úlomkami, koróziou alebo ohnutou komorou sa prejaví ako hodnota hladiny, ktorá zaostáva alebo sa vôbec nehýbe.
• Zarovnajte mierkupomocou korekčného postupu výrobcu, ktorý zvyčajne zohľadňuje posun medzi stredovou čiarou magnetu plaváka a základňou plaváka.
• Ak je pripojený magnetostrikčný alebo jazýčkový{0}}reťazový vysielač, vykonajte štandardnú kalibráciu nuly/rozsahu na tomto vysielači: posuňte plavák na referenciu 0 %, potvrďte alebo upravte výstup a potom opakujte pri 100 %.
• Prekrížte-skontrolujte vizuálny stĺpec oproti výstupu vysielačapravidelne - nesúlad medzi týmito dvoma zvyčajne poukazuje na posun kalibrácie vysielača, a nie na problém s mechanickým plavákom, pretože samotná vizuálna indikácia nemá žiadnu elektroniku, ktorá by sa posúvala.
• Skontrolujte magnetické rušenieak sa namerané hodnoty nezhodujú, - silné vonkajšie magnetické polia v blízkosti komory môžu ovplyvniť odozvu vlajky, hoci to nie je v typických inštaláciách bežné.

Pretože vizuálna indikácia jadra je mechanická a nie elektronická, magnetické hladinomery majú tendenciu udržiavať si svoju presnosť po dlhú dobu s minimálnym zásahom -, hlavná údržba spočíva na plavákovej komore a tam, kde je namontovaný, na vysielači.

Suchá kalibrácia vs. mokrá kalibrácia: Rovnaká voľba, každá technológia

Bez ohľadu na to, s ktorým prístrojom pracujete, platí rovnaké základné rozhodnutie: kalibrujte pomocou známych referenčných vzdialeností (suché) alebo kalibrujte proti skutočne naplnenej nádobe (mokré).

• Suchá kalibráciaje rýchlejší a nevyžaduje odpojenie nádoby alebo jej naplnenie na konkrétne úrovne. Je to predvolené nastavenie pre všeobecné monitorovanie procesov, kde je prijateľná malá chybovosť.
• Mokrá kalibráciazodpovedá skutočnému správaniu vo vnútri konkrétneho plavidla - interné prekážky, ne-štandardná geometria, skutočné vlastnosti média - a je tou správnou voľbou pre prenos do úschovy, regulačné hlásenia alebo akúkoľvek aplikáciu, kde náklady na nesprávne nastavenie prevyšujú náklady na dodatočný čas nastavenia.

Rozumná stredná cesta, ktorá sa v praxi často používa: nasucho-kalibrujte pri uvedení do prevádzky pomocou presných nákresov a potom vykonajte jedinú kontrolu za mokra pomocou ponornej pásky alebo priezoru predtým, ako sa prístroj uvedie do plnej prevádzky.

Príklad poľa: Rovnaký symptóm, tri rôzne hlavné príčiny

Spracovateľské zariadenie, ktoré prevádzkuje všetky tri typy prístrojov na rôznych nádobách, raz vysledovalo opakujúcu sa sťažnosť „údaj hladiny nezodpovedá nádrži“ späť na tri nesúvisiace príčiny na troch rôznych senzoroch, všetky hlásené v ten istý týždeň.

Na ultrazvukovom snímači bola príčinou penová vrstva, ktorá zmätila ozvenu -, ktorá je už pokrytá v ultrazvukovom sprievodcovi uvedenom vyššie. Na radarovej jednotke bolo príčinou chýbajúce nastavenie dielektrickej konštanty; bola ponechaná na predvolenej hodnote vhodnej pre vodu, ale skutočným médiom bolo oveľa menej odrážajúce rozpúšťadlo, ktoré zoslabovalo ozvenu a vnášalo šum blízko spodnej hranice rozsahu. Na magnetickom hladinomere bol problémom samotný plavák - náhradný plavák nainštalovaný počas predchádzajúcej opravy mal nesprávne hodnotenie špecifickej hmotnosti pre procesné médium, takže jazdil nižšie, ako by mal, bez ohľadu na to, ako dobre bola stupnica zarovnaná.

Žiadna z týchto troch nebola opravená „rekalibráciou“ vo všeobecnom zmysle. Každý z nich vyžadoval pochopenie toho, od čoho závisí táto konkrétna technológia, aby sa v prvom rade vytvoril presný údaj. To je praktický argument pre to, aby sa s kalibráciou zaobchádzalo ako s-špecifickými znalosťami prístroja a nie ako s jediným univerzálnym kontrolným zoznamom.

Ako často by sa mal každý typ nástroja prekalibrovať?

Intervaly špecifikované výrobcom- by mali mať vždy prednosť pred všeobecnými pokynmi, ak sú konzervatívnejšie, najmä v prípade akéhokoľvek nástroja napájajúceho bezpečnostný-prístrojový systém.

Bežné chyby, ktoré sa týkajú všetkých troch technológií

Každá nezrovnalosť sa považuje za problém s kalibráciou.Ako ukazuje príklad poľa, opravou je často nastavenie konfigurácie, mechanický komponent alebo podmienka procesu -, nie samotné hodnoty nula/rozpätie.

Preskakovanie dokumentácie.Nech už ide o akúkoľvek technológiu, kalibračný záznam, ktorý hovorí iba „nakalibrované, OK“, je takmer zbytočný na zistenie trendov posunu. Vždy si zaznamenajte referenčnú metódu, podmienky prostredia a hodnoty pred/po.

Za predpokladu, že výrobné nastavenia sú konečné.Každý prístroj sa dodáva s predvolenou konfiguráciou, ktorá nemusí zodpovedať vašej špecifickej geometrii cievy alebo procesnému médiu. Overenie tejto konfigurácie počas uvádzania do prevádzky - nielen po objavení sa problému - zabráni väčšine problémov uvedených v tejto príručke.

Nekonzistentné intervaly medzi podobnými úrovňami rizika.Ak sa aplikácia na prenos-správy na jednej technológii kontroluje štvrťročne, rovnako kritická aplikácia na inej technológii na tom istom mieste by mala prebiehať podľa porovnateľného harmonogramu a nemala by byť ponechaná na čokoľvek, čo nastavil pôvodný dodávateľ uvedenia do prevádzky.

Vytvorenie jednoduchého kalibračného programu

V prípade lokality so zmiešanými typmi nástrojov má funkčný program zvyčajne tri časti:

• Úroveň kritickosti pre nástroj každej úrovne- prenos/bezpečnosť, štandardný proces a -nekritické - s definovaným intervalom pre každú úroveň, ktorý sa uplatňuje konzistentne bez ohľadu na technológiu.
• Formát zdieľaného kalibračného záznamu, takže ten, kto si neskôr vytiahne históriu údržby, môže porovnávať prístroje vedľa seba namiesto toho, aby interpretoval tri rôzne konvencie protokolovania.
• Krátky kontrolný zoznam-špecifický pre technológiupre každý typ nástroja - prevzatý z vyššie uvedených sekcií -, takže technici sa nespoliehajú na pamäť alebo neaplikujú ultrazvukové myslenie na magnetické meradlo.

Nič z toho nevyžaduje špeciálny softvér alebo veľký rozpočet. Zdieľaná tabuľka s tromi priloženými kontrolnými zoznamami dostatočne pokrýva väčšinu malých-až{2}}stredne veľkých- operácií. väčšie lokality s desiatkami nástrojov to zvyčajne zložia do svojich existujúcich CMMS.

Záverečné myšlienky

Ultrazvukové, radarové a magnetické hladinomery riešia ten istý základný problém tromi rôznymi spôsobmi a tento rozdiel je v čase kalibrácie dôležitejší, než väčšina plánov údržby. Štandardizácia intervalov a dokumentácie v rámci lokality je užitočná, ale nemala by zakrývať skutočnosť, že každá technológia má svoje vlastné režimy zlyhania - na ultrazvuku, dielektrické nezhody na radare, chyby špecifikácie plaváka na magnetických meradlách. Vedieť, s ktorým z nich máte čo do činenia a od čoho závisí presnosť konkrétneho nástroja, je to, čo oddeľuje rýchlu opravu od opakovaného servisného volania.

Referencie

• Všeobecné pokyny spoločnosti Instrument Society of America (ISA) - o prístrojoch na meranie úrovne a postupoch kalibrácie.
• Americký ropný inštitút,Manuál štandardov merania ropy, kapitola 3 - princípy merania a merania hladiny v nádrži.
• Referenčné údaje National Institute of Standards and Technology (NIST) - o rýchlosti zvuku vo vzduchu a jeho teplotnej závislosti.
• Technická dokumentácia výrobcu pre ultrazvukové, radarové a magnetické prístroje na meranie hladiny - mŕtveho-pásma, dielektrickej konštanty a špecifikácie plaváka.
• Nie ste si istí, ktorá technológia merania úrovne vyhovuje vašej aplikácii, alebo potrebujete pomoc s auditom kalibračných postupov v rámci zmiešanej flotily prístrojov? Pošlite nám podrobnosti o vašom plavidle a podmienky spracovania -, radi vám pomôžeme s tým prejsť.

Tiež by sa vám mohlo páčiť

• Ako kalibrovať ultrazvukový hladinomer: krok-po{1}}krokovom sprievodcovi pre presné monitorovanie nádrže
• Ako kalibrovať magnetický hladinomer: krok-po{1}}krokovom sprievodcovi pre presné monitorovanie nádrže
• Ako kalibrovať radarový snímač hladiny: Krok{0}}Sprievodca{1}}presným monitorovaním nádrže