Πώς να βαθμονομήσετε ένα μετρητή στάθμης υπερήχων|Βήμα-Βήμα προς-Οδηγός βήμα - Ιστολόγιο

Τραβήξτε ένα αρχείο καταγραφής συντήρησης σε σχεδόν οποιοδήποτε πάτωμα φυτών και τελικά θα βρείτε μια ένδειξη επιπέδου που δεν ταιριάζει με αυτό που υπάρχει στην πραγματικότητα στη δεξαμενή. Εννέα στις δέκα φορές, δεν είναι κακός αισθητήρας - είναι ένας αισθητήρας που δεν βαθμονομήθηκε ποτέ σωστά ή ένας αισθητήρας που ξέφυγε από την ανοχή και κανείς δεν τον έπιασε εγκαίρως.Μετρητές στάθμης υπερήχωνείναι εννοιολογικά απλές: στείλτε έναν παλμό, χρονομετρήστε την ηχώ, υπολογίστε την απόσταση. Τα προβλήματα ακρίβειας προέρχονται από μια χούφτα μικρές λεπτομέρειες που παραλείπονται κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης και συνδυάζονται αθόρυβα μετά από μήνες λειτουργίας.

Αυτός ο οδηγός καλύπτει τη βαθμονόμηση με τον τρόπο που περνάμε από έναν τεχνικό που στέκεται μπροστά από τη δεξαμενή - τι πρέπει να ελέγξει προτού αγγίξετε το μενού διαμόρφωσης, πώς να ρυθμίσετε σωστά το μηδέν και το span και ποια λάθη δημιουργούν τις περισσότερες κλήσεις σέρβις.

Γιατί η βαθμονόμηση έχει μεγαλύτερη σημασία από όσο νομίζουν οι περισσότεροι άνθρωποι

Ένας μετρητής στάθμης υπερήχων μετρά το επίπεδο έμμεσα. Ο μορφοτροπέας στέλνει έναν ακουστικό παλμό προς την υγρή ή στερεή επιφάνεια και τα ηλεκτρονικά του σκάφους υπολογίζουν την απόσταση από το χρόνο που χρειάζεται η ηχώ για να επιστρέψει, με βάση την ταχύτητα του ήχου στον αέρα. Αυτή η ταχύτητα του ήχου δεν είναι σταθερή - αλλάζει με τη θερμοκρασία, την υγρασία και τη σύνθεση αερίου μέσα στο δοχείο. Ένας αισθητήρας που έχει βαθμονομηθεί μία φορά κατά την εγκατάσταση και δεν τον αγγίξει ποτέ ξανά θα μετακινηθεί, μερικές φορές κατά μερικά χιλιοστά, μερικές φορές κατά πολλά εκατοστά, ανάλογα με το πόσο μακριά έχουν μετακινηθεί οι συνθήκες της διαδικασίας από την αρχική ρύθμιση.

Για μη -κρίσιμες εφαρμογές - μια δεξαμενή συλλογής βρόχινου νερού, για παράδειγμα - μια μικρή απόκλιση δεν έχει σημασία. Αλλά στη δοσομέτρηση χημικών, στη μεταφορά φύλαξης ή σε οποιαδήποτε διαδικασία όπου τα δεδομένα επιπέδου τροφοδοτούνται σε αυτοματοποιημένους βρόχους ελέγχου, αυτή η μετατόπιση μπορεί να μεταφραστεί σε υπεργεμισμένες δεξαμενές, συναγερμούς ή ανακριβείς μετρήσεις αποθεμάτων. Η τακτική βαθμονόμηση είναι αυτή που διατηρεί τον αριθμό στην οθόνη να ταιριάζει με τον αριθμό στη δεξαμενή.

Ultrasonic Level Transmitter

Κατανόηση των δύο σημείων αναφοράς: Μηδέν και διάστημα

Κάθε βαθμονόμηση επιπέδου υπερήχων καταλήγει στη σωστή ρύθμιση δύο σημείων αναφοράς.

Σημείο μηδέν (κενή απόσταση)

Το σημείο μηδέν είναι η απόσταση από την όψη του μορφοτροπέα έως το χαμηλότερο σημείο που χρειάζεται ο αισθητήρας για να μετρήσει - συνήθως τον πυθμένα της δεξαμενής ή μια καθορισμένη αναφορά χαμηλού- επιπέδου αν η δεξαμενή διαθέτει κάρτερ ή εξαγωγή που δημιουργεί μια νεκρή ζώνη. Λάθος αυτό, και κάθε ένδειξη πάνω από αυτό θα απενεργοποιείται με σταθερή μετατόπιση, ακόμα κι αν ο ανεπεξέργαστος χρονισμός ηχούς του αισθητήρα είναι τέλειος.

Span Point (Πλήρης απόσταση)

Το εύρος, που μερικές φορές ονομάζεται πλήρης-κλίμακα ή υψηλό-σημείο στάθμης, ορίζει τη μικρότερη απόσταση που θα διαβάσει ο αισθητήρας - συνήθως κοντά στην κορυφή του εύρους μέτρησης. Μαζί, το μηδέν και το εύρος καθορίζουν το παράθυρο εργασίας που χρησιμοποιεί ο πομπός για να μετατρέψει τον χρόνο ηχούς σε ένα ποσοστό ή σε ισχύ μονάδας μηχανικής{4} (4–20 mA, HART ή ψηφιακή).

Λάβετε σωστά και τα δύο σημεία και ολόκληρο το εύρος μέτρησης μεταξύ τους κλιμακώνεται σωστά. Λάθος κάποιο από τα δύο, και έχετε έναν αισθητήρα που μπορεί να διαβάζει καλά στο 50% αλλά να μετακινείται αισθητά κοντά σε άδειο ή γεμάτο.

Βήμα{0}}Βήμα προς-Διαδικασία βαθμονόμησης

1. Επιβεβαιώστε πρώτα τη Γεωμετρία εγκατάστασης

Πριν αγγίξετε οποιοδήποτε μενού βαθμονόμησης, επαληθεύστε τη φυσική ρύθμιση. Μετρήστε την πραγματική απόσταση από την πρόσοψη του μορφοτροπέα έως το χαμηλότερο μετρήσιμο σημείο του σκάφους και σημειώστε την απόσταση αποκλεισμού (η ελάχιστη κοντινή-εμβέλεια που ο μορφοτροπέας δεν μπορεί να διαβάσει λόγω κουδουνίσματος του ηχοβολέα). Οι κατασκευαστές δημοσιεύουν αυτήν τη νεκρή-φιγούρα ζώνης στο φύλλο δεδομένων - αγνοώντας ότι είναι μία από τις πιο κοινές πηγές ακανόνιστες ενδείξεις χαμηλού-επιπέδου.

Ελέγξτε επίσης ότι η γωνία δέσμης έχει καθαρή διαδρομή προς την επιφάνεια. Εμπόδια όπως σκάλες, άξονες αναδευτήρα ή ακροφύσια εισόδου μέσα στον κώνο θα δημιουργήσουν ψευδείς ηχώ στις οποίες μπορεί να κλειδώσει ο αισθητήρας αντί για την πραγματική επιφάνεια.

2. Επιλέξτε Dry Calibration ή Wet Calibration

Υπάρχουν δύο πρακτικοί τρόποι για να ορίσετε τα σημεία αναφοράς και η επιλογή εξαρτάται από την εφαρμογή και πόσο κρίσιμη είναι η απαίτηση ακρίβειας.

Ξηρή βαθμονόμησηχρησιμοποιεί γνωστές αποστάσεις παρά μια πραγματική στάθμη υγρού. Εισαγάγετε την κενή απόσταση (από το κάτω μέρος της δεξαμενής έως τον μορφοτροπέα) και την πλήρη απόσταση (ή την απόσταση) απευθείας μέσω του τοπικού πληκτρολογίου ή του λογισμικού διαμόρφωσης, με βάση το μηχανικό σχέδιο του σκάφους. Αυτή είναι η ταχύτερη μέθοδος και είναι συνήθως επαρκής για δεξαμενές γενικής-χρήσης όπου είναι αποδεκτό ένα μικρό περιθώριο σφάλματος.

Υγρή βαθμονόμησηπεριλαμβάνει το γέμισμα της δεξαμενής σε δύο ή περισσότερα γνωστά επίπεδα - επαληθευμένα ανεξάρτητα με ταινία εμβάπτισης, γυαλί προβολής ή βαθμονομημένη αναφορά - και προσαρμογή της εξόδου του πομπού ώστε να ταιριάζει. Αυτή η μέθοδος λαμβάνει υπόψη την πραγματική ακουστική συμπεριφορά μέσα στο πραγματικό σκάφος, συμπεριλαμβανομένων τυχόν δευτερευουσών επιδράσεων σήματος από τη γεωμετρία της δεξαμενής, και είναι η προτιμώμενη προσέγγιση για μεταφορά φύλαξης, ρυθμιστική αναφορά ή οποιαδήποτε διαδικασία όπου το κόστος μιας ανακριβούς μέτρησης είναι υψηλό.

3. Ορίστε το σημείο μηδέν

Με το ρεζερβουάρ άδειο (ή στο χαμηλότερο καθορισμένο επίπεδο), αποκτήστε πρόσβαση στο μενού διαμόρφωσης του πομπού - είτε μέσω της τοπικής οθόνης, μιας φορητής συσκευής επικοινωνίας HART ή λογισμικού διαμόρφωσης ανάλογα με το μοντέλο. Εισαγάγετε ή επιβεβαιώστε την τιμή κενής απόστασης. Στους περισσότερους σύγχρονους πομπούς, αυτό μπορεί να γίνει είτε με απευθείας αριθμητική εισαγωγή είτε με μια λειτουργία "αυτόματο μηδέν" που διαβάζει την τρέχουσα ηχώ και την αποθηκεύει ως αναφορά.

4. Ρυθμίστε το Span Point

Επαναλάβετε τη διαδικασία στο υψηλό άκρο του εύρους. Εάν κάνετε μια υγρή βαθμονόμηση, φέρτε τη δεξαμενή στο γνωστό υψηλό της επίπεδο και επιβεβαιώστε ότι η έξοδος του πομπού ταιριάζει. Εάν είναι στεγνό, εισαγάγετε την τιμή απόστασης πλήρους κλίμακας-από το σχέδιο του σκάφους.

5. Επαλήθευση έναντι ανεξάρτητης αναφοράς

Αυτό το βήμα παραλείπεται πιο συχνά από όσο θα έπρεπε. Αφού ρυθμίσετε το μηδέν και το εύρος τιμών, ελέγξτε την ένδειξη του πομπού σε σχέση με μια ανεξάρτητη μέθοδο - μια ένδειξη ταινίας εμβάπτισης, ένα κρύσταλλο προβολής ή ένα δεύτερο βαθμονομημένο όργανο - σε δύο ή τρία ενδιάμεσα επίπεδα, όχι μόνο στα τελικά σημεία. Ένας αισθητήρας που ευθυγραμμίζεται σε άδειο και γεμάτο μπορεί ακόμα να εμφανίζει ένα σφάλμα σχήματος τόξου-στο μέσο του εύρους, εάν ο αλγόριθμος επεξεργασίας ηχούς παλεύει με μια δύσκολη επιφάνεια (αφρός, αναταράξεις ή ένα στενό δοχείο με έντονες αντανακλάσεις τοιχώματος).

6. Προσαρμογή για περιβαλλοντική αποζημίωση

Εάν η εφαρμογή περιλαμβάνει σημαντικές αλλαγές θερμοκρασίας - μια δεξαμενή εκτεθειμένη στον άμεσο ήλιο ή ένα δοχείο με θερμαινόμενο περιεχόμενο - ελέγξτε εάν ο πομπός έχει είσοδο αντιστάθμισης θερμοκρασίας ή ενσωματωμένο- αισθητήρα. Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα αλλάζει περίπου 0,17% ανά μοίρα, η οποία είναι μικρή ανά βαθμό, αλλά αθροίζεται σε εφαρμογές με μεγάλα εύρη θερμοκρασιών για την εποχή ή τη διεργασία.

7. Τεκμηριώστε τη βαθμονόμηση

Καταγράψτε την ημερομηνία, τη μέθοδο αναφοράς που χρησιμοποιήθηκε, τις συνθήκες περιβάλλοντος, το όνομα τεχνικού και τις μετρήσεις πριν/μετά. Αυτό δεν είναι απλώς μια γραφειοκρατία - είναι η διαδρομή δεδομένων που επιτρέπει στον επόμενο τεχνικό να εντοπίζει τις τάσεις με την πάροδο του χρόνου αντί να ξεκινά από το μηδέν κάθε φορά που κάτι φαίνεται στραβά.

Συνήθη λάθη βαθμονόμησης που αξίζει να αποφευχθούν

Αγνοώντας τη νεκρή ζώνη.Η ρύθμιση του σημείου μηδέν εντός της ελάχιστης απόστασης μπλοκαρίσματος του κατασκευαστή παράγει ασταθείς ή ελλείπουσες μετρήσεις σχεδόν άδειες, οι οποίες συχνά διαγιγνώσκονται λανθασμένα ως ελαττωματικός αισθητήρας.

Βαθμονόμηση με διαταραγμένη επιφάνεια.Ο αφρός, οι έντονες αναταράξεις ή ο αναδευτήρας που λειτουργεί κατά τη βαθμονόμηση μπορεί να προκαλέσουν το κλείδωμα του αισθητήρα σε ψευδή ηχώ. Όπου είναι δυνατόν, βαθμονομήστε κάτω από σταθερές, ήσυχες συνθήκες επιφάνειας.

Παράβλεψη του ελέγχου μεσαίου εύρους-.Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η επαλήθευση μόνο των δύο τελικών σημείων αποκρύπτει σφάλματα που εμφανίζονται σε άλλα σημεία της περιοχής.

Ξεχάστε την εκ νέου-βαθμονόμηση μετά από μια αλλαγή διαδικασίας.Η εναλλαγή σε διαφορετικό προϊόν με διαφορετική πυκνότητα ατμών ή η τροποποίηση των εσωτερικών εξαρτημάτων του ρεζερβουάρ, μπορεί να αλλάξει αρκετά την ακουστική συμπεριφορά ώστε να δικαιολογεί μια νέα βαθμονόμηση - και όχι απλώς μια επαναφορά υλικολογισμικού.

Δεν λαμβάνεται υπόψη η γωνία τοποθέτησης.Ένας μορφοτροπέας που δεν είναι τοποθετημένος κάθετα στην επιφάνεια του υγρού αντανακλά τον παλμό μακριά από τον δέκτη και όχι πίσω σε αυτόν, γεγονός που εξασθενεί την ισχύ του σήματος και μπορεί να μοιάζει με πρόβλημα βαθμονόμησης όταν είναι στην πραγματικότητα μηχανικό.

Παράδειγμα πεδίου: Όταν η "Επαναβαθμονόμηση" δεν ήταν το πραγματικό πρόβλημα

Μια λειτουργία ανάμειξης χημικών μεσαίου μεγέθους κάποτε επισήμανε ένα επαναλαμβανόμενο πρόβλημα: ο μετρητής στάθμης υπερήχων τους σε μια δεξαμενή ανάμειξης συνέχιζε να δείχνει ένα επίπεδο περίπου 8% υψηλότερο από αυτό που επιβεβαίωσαν οι χειριστές με μη αυτόματο τρόπο κατά την αλλαγή βάρδιας. Η πρώτη κίνηση της ομάδας συντήρησης ήταν η επαναβαθμονόμηση του - δύο φορές. Και οι δύο φορές η ένδειξη φαινόταν σωστή αμέσως μετά τη βαθμονόμηση, και στη συνέχεια μετατράπηκε πίσω μέσα σε λίγες ημέρες.

Η πραγματική αιτία αποδείχθηκε ότι ήταν ο αφρός. Η διαδικασία ανάμειξης δημιούργησε ένα επίμονο στρώμα αφρού πάχους λίγων εκατοστών και ο αισθητήρας κλειδωνόταν στην κορυφή του αφρού και όχι στην επιφάνεια του πραγματικού υγρού από κάτω. Κανένας αριθμός προσαρμογής μηδέν/περιοχής δεν το διορθώνει, επειδή τα σημεία μηδέν και εύρος δεν ήταν ποτέ λάθος - ήταν ο στόχος ηχούς. Η εναλλαγή των ρυθμίσεων επεξεργασίας ηχούς-του αισθητήρα σε μια λειτουργία συντονισμένη για επιφάνειες με επιρρεπή-αφρισμό και η προσθήκη μιας μικρής καθυστέρησης απόσβεσης για το φιλτράρισμα της ψευδούς κοντινής-ηχούς, επιλύθηκε η μετατόπιση χωρίς να αγγίξετε καθόλου τη βαθμονόμηση.

Το μάθημα γενικεύει καλά: δεν είναι κάθε απόκλιση επιπέδου ένα ζήτημα βαθμονόμησης. Πριν ρυθμίσετε το μηδέν και το άνοιγμα, αξίζει να αποκλείσετε τις συνθήκες επιφάνειας, τη γεωμετρία τοποθέτησης και τις παρεμβολές σήματος - διαφορετικά θα καταλήξετε να επαναβαθμονομήσετε έναν αισθητήρα που διάβαζε σωστά τον πραγματικό του στόχο όλη την ώρα.

Πόσο συχνά πρέπει να κάνετε επαναβαθμονόμηση;

Δεν υπάρχει ένα μεμονωμένο διάστημα που να ταιριάζει σε κάθε εφαρμογή - εξαρτάται από το πόσο κρίσιμη είναι η μέτρηση και πόσο σταθερές είναι οι συνθήκες της διαδικασίας. Ως γενική οδηγία:

Εφαρμογές μεταβίβασης επιμέλειας ή ρυθμιστικών-αναφορών: επαλήθευση με ανιχνεύσιμες αναφορές σε τριμηνιαία βάση.
Τυπική παρακολούθηση της διαδικασίας σε σταθερές συνθήκες: συνήθως αρκεί ένας ετήσιος έλεγχος.
Σκληρά ή μεταβλητά περιβάλλοντα(μεγάλες εναλλαγές θερμοκρασίας, σκόνη ή ατμούς-βαριές ατμόσφαιρες): Οι συχνότεροι επιτόπιοι έλεγχοι αξίζουν την επιπλέον προσπάθεια, καθώς αυτές οι συνθήκες επιταχύνουν τη μετατόπιση.

Οι συστάσεις των κατασκευαστών θα πρέπει πάντα να έχουν προτεραιότητα όταν είναι πιο συντηρητικές από τα παραπάνω, ιδιαίτερα για πομπούς που χρησιμοποιούνται σε συστήματα ασφαλείας-.

Τι σημαίνει αυτό όταν επιλέγετε έναν αισθητήρα

Αξίζει να λάβετε υπόψη την προσπάθεια βαθμονόμησης πριν αγοράσετε, όχι μόνο μετά την εγκατάσταση. Μερικά πρακτικά σημεία για ζύγιση:

Λειτουργίες αυτόματου-μηδενισμού και ενός-κουμπιούμειώστε σημαντικά τον χρόνο εγκατάστασης σε εγκαταστάσεις πολλαπλών-δεξαμενών, ειδικά όταν ένας ανάδοχος χρειάζεται να θέσει σε λειτουργία δεκάδες αισθητήρες σε ένα αυστηρό χρονοδιάγραμμα.

Ενσωματωμένη-αντιστάθμιση θερμοκρασίαςέχει μεγαλύτερη σημασία από ό,τι φαίνεται σε ένα φύλλο δεδομένων εάν ο αισθητήρας βρίσκεται σε εξωτερικούς χώρους ή κοντά σε θερμαινόμενο εξοπλισμό - αφαιρεί μια ολόκληρη κατηγορία μετατόπισης χωρίς τη συμμετοχή τεχνικού.

Διαμορφώσιμα προφίλ επεξεργασίας ηχούς-(αφρός, ανάδευση, χαμηλές διηλεκτρικές επιφάνειες) μπορεί να σώσει μια επίσκεψη σέρβις στη γραμμή, όπως δείχνει το παραπάνω παράδειγμα πεδίου. Είναι πιο εύκολο να επιλέξετε το σωστό προφίλ κατά τη θέση σε λειτουργία παρά να διαγνώσετε ένα πρόβλημα βαθμονόμησης "φάντασμα" μήνες αργότερα.

HART ή ψηφιακή έξοδος με απομακρυσμένη διαμόρφωσηεπιτρέπει σε έναν τεχνικό να επαληθεύσει και να προσαρμόσει τη βαθμονόμηση από το δωμάτιο ελέγχου, κάτι που έχει σημασία για τις δεξαμενές που είναι δύσκολο να έχουν φυσική πρόσβαση.a αισθητήρας στάθμης ραντάρμπορεί να ταιριάζει καλύτερα στην ίδια ροή εργασιών απομακρυσμένης-διαμόρφωσης.

Τίποτα από αυτά δεν αντικαθιστά την καλή πρακτική βαθμονόμησης, αλλά ο σωστός πομπός καθιστά αυτή την πρακτική ταχύτερη και λιγότερες-επιρρεπείς σε σφάλματα αρχικά.

Τελικές Σκέψεις

Η βαθμονόμηση του μετρητή στάθμης με υπερήχους δεν είναι περίπλοκη, αλλά ανταμείβει την υπομονή. Οι τεχνικοί που λαμβάνουν σταθερά ακριβείς μετρήσεις δεν χρησιμοποιούν απαραίτητα πιο ακριβό εξοπλισμό - είναι αυτοί που ελέγχουν τη γεωμετρία της εγκατάστασης προτού κατηγορήσουν τον αισθητήρα, επαληθεύουν με ανεξάρτητη αναφορά αντί να εμπιστεύονται μόνο τα δύο τελικά σημεία και διατηρούν ένα αρχείο καταγραφής βαθμονόμησης που μετατρέπει το "φαίνεται εντάξει" σε πραγματική τάση δεδομένων. Λάβετε σωστά τα σημεία μηδέν και εύρους, λάβετε υπόψη το περιβάλλον στο οποίο λειτουργεί ο αισθητήρας και το υπόλοιπο εύρος μέτρησης τείνει να φροντίζει τον εαυτό του.

Αναφορές

Instrument Society of America (ISA) - γενικές οδηγίες σχετικά με τα όργανα μέτρησης επιπέδου και τις πρακτικές βαθμονόμησης.
Αμερικανικό Ινστιτούτο Πετρελαίου,Εγχειρίδιο Προτύπων Μέτρησης Πετρελαίου, Κεφάλαιο 3 - μέτρηση δεξαμενής και αρχές μέτρησης στάθμης.
Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) - δεδομένα αναφοράς σχετικά με την ταχύτητα του ήχου στον αέρα και την εξάρτησή του από τη θερμοκρασία.
Τεχνική τεκμηρίωση κατασκευαστή για πομπούς υπερήχων - νεκρής ζώνης (απόσταση αποκλεισμού) προδιαγραφές και διαδικασίες διαμόρφωσης.

Επεξεργάζεστε ένα πρόβλημα βαθμονόμησης στη δεξαμενή σας ή προσδιορίζετε ένα νέο όργανο υπερήχων ή επιπέδου ραντάρ για μια δύσκολη εφαρμογή; Στείλτε μας το σχέδιο της δεξαμενής σας και τις συνθήκες διαδικασίας - θα σας βοηθήσουμε να καταλάβετε τη σωστή ρύθμιση προτού γίνει επαναλαμβανόμενο εισιτήριο σέρβις.

Επικοινωνήστε τώρα