Ultraäänitason mittarin kalibrointi|Vaiheittainen--vaiheopas

Vedä huoltoloki ylös melkein minkä tahansa laitoksen lattialta, ja lopulta löydät tasolukeman, joka ei vastaa säiliössä todellisuudessa olevaa. Yhdeksän kertaa kymmenestä se ei ole huono anturi - se on anturi, jota ei koskaan kalibroitu kunnolla tai joka ajautui toleranssin ulkopuolelle eikä kukaan saanut sitä ajoissa kiinni.Ultraäänitason mittaritovat käsitteellisesti yksinkertaisia: lähetä pulssi, ajasta kaiku, laske etäisyys. Tarkkuusongelmat johtuvat muutamasta pienestä yksityiskohdasta, jotka ohitetaan asennuksen aikana ja jotka yhdistyvät hiljaa kuukausien käytön aikana.

Tämä opas kattaa kalibroinnin, jolla ohjaamme teknikon sen läpi seisoen säiliön edessä - mitä tulee tarkistaa ennen kuin kosketat määritysvalikkoa, kuinka nollaa ja etäisyys asetetaan oikein ja mitkä virheet aiheuttavat eniten huoltokutsuja.

Miksi kalibroinnilla on enemmän merkitystä kuin useimmat ihmiset ajattelevat

Ultraäänitason mittari mittaa pinnan epäsuorasti. Muunnin lähettää akustisen pulssin kohti nestemäistä tai kiinteää pintaa, ja koneen elektroniikka laskee etäisyyden ajasta, joka kuluu kaiun palautumiseen, perustuen äänen nopeudelle ilmassa. Tämä äänen nopeus ei ole kiinteä - se muuttuu lämpötilan, kosteuden ja astian sisällä olevan kaasukoostumuksen mukaan. Kerran asennuksen yhteydessä kalibroitu anturi, jota ei koskaan kosketettu uudelleen, ajautuu joskus muutaman millimetrin, joskus useita senttimetrejä riippuen siitä, kuinka kauas prosessiolosuhteet ovat siirtyneet alkuperäisestä asetuksesta.

Ei--kriittisissä sovelluksissa - sadevedenkeräyssäiliöllä, esimerkiksi - pienellä ajelehtimalla ei ole juuri merkitystä. Mutta kemikaalien annostelussa, säilytystilan siirrossa tai missä tahansa prosessissa, jossa tasotiedot syötetään automatisoituihin ohjaussilmukoihin, tämä ajautuminen voi johtaa ylitäyttyneisiin säiliöihin, laukeaviin hälytyksiin tai epätarkkoihin varastolaskuihin. Rutiinikalibrointi pitää numeron näytöllä samana kuin säiliössä.

Ultrasonic Level Transmitter

Kahden vertailupisteen ymmärtäminen: nolla ja jänne

Jokainen ultraäänitason kalibrointi tarkoittaa, että kaksi vertailupistettä asetetaan oikein.

Nollapiste (tyhjä etäisyys)

Nollapiste on etäisyys anturin pinnasta alimpaan pisteeseen, jonka anturi tarvitsee mitatakseen - tyypillisesti säiliön pohjaa tai määritellyn matalan-tason viitearvon, jos säiliössä on kaivo tai poistoliitin, joka luo kuolleen alueen. Ymmärrä tämä väärin, ja jokainen sen yläpuolella oleva lukema poistuu jatkuvasta poikkeamasta, vaikka anturin raakakaiun ajoitus olisi täydellinen.

Span Point (täysi matka)

Alue, jota joskus kutsutaan täydeksi-asteikoksi tai korkeaksi-tason pisteeksi, määrittää lyhimmän etäisyyden, jonka anturi lukee - yleensä lähellä mittausalueen huippua. Yhdessä nolla ja etäisyys muodostavat työikkunan, jota lähetin käyttää kaikuajan muuntamiseen prosentteina tai teknisissä -yksiköissä (4–20 mA, HART tai digitaalinen).

Valitse molemmat pisteet oikein, ja koko mittausalue niiden välillä skaalautuu oikein. Jos jompikumpi on väärässä, sinulla on anturi, joka saattaa lukea hyvin 50 %:lla, mutta ajautua huomattavasti lähelle tyhjää tai täynnä.

Vaiheittainen-kalibrointi-

1. Vahvista ensin asennusgeometria

Ennen kuin kosketat kalibrointivalikkoa, tarkista fyysiset asetukset. Mittaa todellinen etäisyys anturin pinnasta suonen alimmalle mitattavissa olevaan pisteeseen ja huomioi estoetäisyys (vähimmäisläheinen-etäisyys, jota anturi ei voi lukea anturin soittoäänen vuoksi). Valmistajat julkaisevat tämän kuolleen-kaistaluvun tietolomakkeessa - jättäen sen huomioimatta, ja se on yksi yleisimmistä virheellisten alhaisten{5}}lukemien lähteistä.

Tarkista myös, että säteen kulmassa on vapaa reitti pintaan. Esteet, kuten tikkaat, sekoittimen akselit tai imusuuttimet kartion sisällä, aiheuttavat vääriä kaikuja, joihin anturi voi lukittua todellisen pinnan sijaan.

2. Valitse Dry Calibration tai Wet Calibration

Referenssipisteiden asettamiseen on kaksi käytännöllistä tapaa, ja valinta riippuu sovelluksesta ja siitä, kuinka kriittistä tarkkuusvaatimus on.

Kuiva kalibrointikäyttää tunnettuja etäisyyksiä todellisen nestetason sijaan. Syötä tyhjä etäisyys (säiliön pohjasta anturiin) ja koko etäisyys (tai jänneväli) suoraan paikallisen näppäimistön tai konfigurointiohjelmiston kautta aluksen mekaanisen piirustuksen perusteella. Tämä on nopeampi tapa, ja se riittää tavallisesti yleiskäyttöisiin-säiliöihin, joissa pieni virhemarginaali on hyväksyttävä.

Märkäkalibrointisisältää säiliön täyttämisen kahdelle tai useammalle tunnetulle tasolle -, joka varmistetaan itsenäisesti kastoteipillä, tarkastuslasilla tai kalibroidulla viitearvolla - ja lähettimen lähdön säätäminen vastaavaksi. Tämä menetelmä ottaa huomioon todellisen akustisen käyttäytymisen todellisen aluksen sisällä, mukaan lukien säiliön geometriasta johtuvat pienet signaalivaikutukset, ja se on ensisijainen lähestymistapa säilytysoikeuden siirtoon, viranomaisraportointiin tai muihin prosessiin, joissa virheellisen lukeman kustannukset ovat korkeat.

3. Aseta nollapiste

Kun säiliö on tyhjä (tai sen alimmalla määritellyllä tasolla), siirry lähettimen asetusvalikkoon - joko paikallisen näytön, kädessä pidettävän HART-kommunikaattorin tai konfigurointiohjelmiston kautta mallista riippuen. Syötä tai vahvista tyhjä etäisyysarvo. Useimmissa nykyaikaisissa lähettimissä tämä voidaan tehdä joko suoralla numeerisella syötöllä tai "auto zero" -toiminnolla, joka lukee nykyisen kaiun ja tallentaa sen viitteeksi.

4. Aseta jännepiste

Toista prosessi alueen yläpäässä. Jos teet märkäkalibrointia, nosta säiliö tunnetulle korkealle tasolle ja varmista, että lähettimen lähtö täsmää. Jos se on kuiva, syötä koko-mittakaavaetäisyyden arvo suonipiirroksesta.

5. Tarkista riippumatonta viittausta vastaan

Tämä vaihe ohitetaan useammin kuin sen pitäisi. Kun olet asettanut nollan ja alueen, tarkista lähettimen lukema riippumattomalla menetelmällä - kastonauhan lukemalla, tarkastuslasilla tai toisella kalibroidulla instrumentilla - kahdella tai kolmella välitasolla, ei vain päätepisteissä. Anturi, joka asettuu riviin tyhjään ja täyteen, voi silti näyttää keulan muotoisen virheen alueen keskellä, jos kaiunkäsittelyalgoritmi kamppailee vaikean pinnan kanssa (vaahto, turbulenssi tai kapea astia, jossa on voimakkaita seinäheijastuksia).

6. Säädä ympäristökompensaatiota varten

Jos sovellukseen liittyy merkittäviä lämpötilan vaihteluita - suoralle auringonvalolle alttiina oleva säiliö tai lämmitetyllä sisällöllä varustettu astia -, tarkista, onko lähettimessä lämpötilan kompensointitulo tai sisäänrakennettu{2}}anturi. Äänen nopeus ilmassa muuttuu noin 0,17 % astetta kohden, mikä on pientä astetta kohden, mutta lisääntyy sovelluksissa, joissa on laaja kausi- tai prosessilämpötila-alue.

7. Dokumentoi kalibrointi

Kirjaa ylös päivämäärä, käytetty vertailumenetelmä, ympäristöolosuhteet, teknikon nimi ja ennen/jälkeen lukemat. Tämä ei ole pelkkää paperityötä - se on tietopolku, jonka avulla seuraava teknikko voi havaita ajan mittaan ajautuvat trendit sen sijaan, että hän aloittaisi nollasta aina, kun jokin näyttää huonolta.

Yleiset kalibrointivirheet, joita kannattaa välttää

Kuolleen alueen huomioiminen.Nollapisteen asettaminen valmistajan vähimmäissulkuetäisyyden sisäpuolelle tuottaa epävakaita tai puuttuvia lukemia lähellä tyhjää, mikä usein diagnosoidaan väärin vialliseksi anturiksi.

Kalibrointi häiriintyneellä pinnalla.Vaahto, voimakas turbulenssi tai kalibroinnin aikana käynnissä oleva sekoitin voivat saada anturin lukkiutumaan väärään kaikuun. Kalibroi mahdollisuuksien mukaan vakaassa, hiljaisessa pinnassa.

Ohitetaan keski{0}}tarkistus.Kuten edellä mainittiin, vain kahden päätepisteen tarkistaminen piilottaa virheet, jotka näkyvät muualla alueella.

Uudelleen{0}}kalibroinnin unohtaminen prosessimuutoksen jälkeen.Vaihtaminen toiseen tuotteeseen, jolla on erilainen höyryntiheys, tai säiliön sisäisten varusteiden muuttaminen voi muuttaa akustista käyttäytymistä niin paljon, että se edellyttää uuden kalibroinnin - ei vain laiteohjelmiston nollausta.

Ei huomioi kiinnityskulmaa.Muunnin, jota ei ole asennettu kohtisuoraan nesteen pintaan nähden, heijastaa pulssin poispäin vastaanottimesta eikä takaisin siihen, mikä heikentää signaalin voimakkuutta ja voi näyttää kalibrointiongelmalta, kun se on itse asiassa mekaaninen.

Kenttäesimerkki: Kun "uudelleenkalibrointi" ei ollut todellinen ongelma

Keskikokoinen -kemiallinen sekoitustoiminto ilmaisi kerran toistuvan ongelman: niiden sekoitussäiliössä oleva ultraäänitason mittari näytti jatkuvasti noin 8 % korkeampaa tasoa kuin mitä käyttäjät vahvistivat manuaalisesti vuoroa vaihdettaessa. Huoltoryhmän ensimmäinen askel oli kalibroida - uudelleen kahdesti. Molemmilla kerroilla lukema näytti oikealta heti kalibroinnin jälkeen, sitten ajautui takaisin muutaman päivän sisällä.

Todellinen syy osoittautui vaahdoksi. Sekoitusprosessi muodosti pysyvän, muutaman senttimetrin paksuisen vaahtokerroksen, ja anturi lukittui vaahdon yläosaan eikä todelliseen nestepintaan sen alla. Mikään nolla-/väli-säätö ei korjaa asiaa, koska nolla- ja etäisyyspisteet eivät koskaan olleet väärin - kaikukohde oli. Anturin kaiun-käsittelyasetusten vaihtaminen vaahto-alttiille pinnoille säädetylle tilaan ja lyhyen vaimennusviiveen lisääminen väärän lähe-kaiun suodattamiseksi ratkaisi poikkeaman koskematta lainkaan kalibrointiin.

Oppitunti yleistää hyvin: jokainen tasoero ei ole kalibrointikysymys. Ennen nollan ja alueen säätämistä kannattaa sulkea pois pintaolosuhteet, asennusgeometria ja signaalihäiriöt -, muuten joudut kalibroimaan uudelleen anturin, joka luki koko ajan oikein todellista kohdetta.

Kuinka usein sinun pitäisi kalibroida uudelleen?

Ei ole olemassa yhtä intervallia, joka sopii jokaiseen sovellukseen - se riippuu siitä, kuinka kriittinen mittaus on ja kuinka vakaat prosessiolosuhteet ovat. Yleisenä ohjeena:

Huoltajuuden siirto- tai{0}}säännösten mukaiset raportointisovellukset: tarkista jäljitettävien viitteiden perusteella neljännesvuosittain.
Vakioprosessin valvonta vakaissa olosuhteissa: vuosittainen tarkastus yleensä riittää.
Ankarat tai vaihtelevat ympäristöt(suuret lämpötilanvaihtelut, pölyinen tai höyry{0}}raskas ilma): useammin suoritettavat pistetarkastukset ovat ylimääräisen vaivan arvoisia, koska nämä olosuhteet kiihdyttävät ajautumista.

Valmistajien suositusten tulee aina olla etusijalla silloin, kun ne ovat konservatiivisempia kuin yllä, erityisesti turvallisuuteen{0}}varustetuissa järjestelmissä käytettäville lähettimille.

Mitä tämä tarkoittaa, kun valitset anturin

Kalibrointi on syytä ottaa huomioon ennen ostamista, ei vain asennuksen jälkeen. Muutama käytännön seikka punnittavaksi:

Automaattiset-nolla- ja yksi-painikkeen välitoiminnotlyhennä asennusaikaa huomattavasti monisäiliöasennuksissa,{0}}varsinkin kun urakoitsijan on otettava käyttöön kymmeniä antureita tiukassa aikataulussa.

Sisäänrakennettu{0}}lämpötilakompensointion tärkeämpää kuin mitä se näyttää, jos anturi sijaitsee ulkona tai lämmitettyjen laitteiden lähellä - se poistaa yhden kokonaisen ajautumisen ilman teknikon osallistumista.

Muokattavat kaiun{0}}käsittelyprofiilit(vaahto, sekoitus, vähän dielektriset pinnat) voivat säästää huoltokäynnin, kuten yllä oleva kenttäesimerkki osoittaa. On helpompi valita oikea profiili käyttöönoton aikana kuin diagnosoida "haamu"-kalibrointiongelma kuukausia myöhemmin.

HART tai digitaalinen lähtö etäkonfiguraatiollaantaa teknikon tarkastaa ja säätää kalibrointia valvomosta, millä on merkitystä säiliöille, joihin on vaikea päästä käsiksi fyysisesti. Jos prosessiolosuhteissasi on raskasta höyryä, vaahtoa tai pölyä, jotka heikentävät ultraäänimittauksen luotettavuutta,a tutkan tasoanturisaattaa sopia paremmin samaan{0}}etämääritystyönkulkuun.

Mikään näistä ei korvaa hyvää kalibrointikäytäntöä, mutta oikea lähetin tekee siitä nopeamman ja vähemmän virhe{0}}alttiita.

Viimeisiä ajatuksia

Ultraäänitason mittarin kalibrointi ei ole monimutkaista, mutta se palkitsee kärsivällisyyden. Teknikot, jotka saavat jatkuvasti tarkkoja lukemia, eivät välttämättä käytä kalliimpia laitteita -. He ovat niitä, jotka tarkistavat asennusgeometrian ennen anturin syyttämistä, varmistavat riippumattoman referenssin perusteella sen sijaan, että luottaisivat vain kahteen päätepisteeseen, ja pitävät kalibrointilokia, joka muuttaa "näyttää hyvältä" todelliseksi datatrendiksi. Aseta nolla- ja mittauspisteet oikein, ota huomioon ympäristö, jossa anturi todella toimii, ja muu mittausalue hoitaa itsensä.

Viitteet

Instrument Society of America (ISA) - yleisohjeita tasonmittausinstrumenteista ja kalibrointikäytännöistä.
American Petroleum Institute,Öljyn mittausstandardien käsikirja, Luku 3 - säiliön mittaus- ja tasonmittausperiaatteet.
National Institute of Standards and Technology (NIST) - viitetiedot äänen nopeudesta ilmassa ja sen lämpötilariippuvuudesta.
Valmistajan tekniset asiakirjat ultraäänitasolähettimien - kuollut-kaistan (estoetäisyys) tekniset tiedot ja konfigurointimenettelyt.

Harrastatko kalibrointiongelmaa omassa säiliössäsi tai määritteletkö uuden ultraääni- tai tutkatason instrumentin vaikeaan sovellukseen? Lähetä meille tankkipiirustus ja prosessiehdot - autamme sinua selvittämään oikean asennuksen ennen kuin siitä tulee toistuva huoltolippu.

Ota yhteyttä nyt