Kalibracija instrumenta za merjenje nivoja: popoln vodnik

Večina obratov uporablja več kot eno vrsto nivelirnih instrumentov. Isto spletno mesto bi lahko imeloultrazvočni senzorji na odprtih rezervoarjih, radarski oddajnikina posodah pod tlakom inmagnetni merilniki nivoja na vmesnikih- in vsaka se kalibrira nekoliko drugače. Na papirju je to v redu, v praksi pa je to pogosto razlog, da kalibracija postane nedosledna: tehniki privzeto izberejo kateri koli postopek, ki si ga najbolj zapomnijo, in instrument, ki ne pritegne veliko pozornosti, je običajno tisti, ki se najbolj odmakne, preden kdo opazi.

Ta vodnik združuje tri najpogostejše tehnologije merjenja ravni - ultrazvočno, radarsko in magnetno - v eno referenco. Pokriva, kaj ima vsak skupnega, kje se koraki umerjanja razlikujejo in kako zgraditi vzdrževalno rutino, ki ni odvisna od spomina enega tehnika. Če potrebujete celoten postopek-po-korakih za določeno vrsto instrumenta, imamo povezavo do podrobnih vodnikov v vsakem razdelku.

Zakaj je pomembna strategija kalibracije, ne le postopek kalibracije

Posamezno je umerjanje enega senzorja preprosto. Težja težava se pokaže na ravni obrata: z ducatom ali več instrumenti v treh različnih tehnologijah so nedosledni intervali umerjanja in nedokumentirani postopki tisto, kar dejansko povzroča odstopanja inventarja, lažne alarme in nenačrtovane preglede. Strategija - standardni intervali glede na kritičnost, skupna oblika dokumentacije in skupno razumevanje, kako je videti "dobro" za posamezno tehnologijo -, je pomembnejše od katere koli posamezne kalibracije, ki je opravljena popolno.

Kratek pregled tehnologij za merjenje ravni

Preden se lotite podrobnosti kalibracije, je koristno vedeti, kaj se dejansko meri in zakaj se postopek razlikuje.

Rdeča nit: vsaka od teh tehnologij potrebuje definirano ničelno referenco in definirano referenco polnega-razmerja. Razlika je v tem, kaj ustvarja signal in kaj ga lahko moti.

Ultrazvočna kalibracija merilnika nivoja

Ultrazvočna kalibracija je osredotočena na nastavitev ničelne (prazno) in razponske (polne) razdalje, nato pa preverjanje glede na neodvisno referenco na nekaj vmesnih točkah. Glavna spremenljivka, ki jo je treba upravljati, je akustična pot - vse, kar moti površino (pena, turbulenca) ali blokira žarek (notranje ovire), bo zmotilo odčitke, tudi če sta ničla in razpon pravilno nastavljena.

Preberite celoten postopek: Kako umeriti ultrazvočni merilnik nivoja- zajema suho in mokro kalibracijo, upoštevanje-mrtvega pasu, okoljske kompenzacije in terenski primer težave z zanašanjem,-povezane s peno, ki je izgledala kot težava z kalibracijo, vendar ni bila.

Kalibracija radarskega senzorja nivoja

Radarska kalibracija sledi isti ničelni/razponski logiki kot ultrazvočna, vendar z eno dodano spremenljivko: dielektrično konstanto procesnega medija. Ker radar meri prek elektromagnetnega odboja in ne zvoka, šibko odbojni mediji - lahki ogljikovodiki, utekočinjeni plini, nizko-prevodne tekočine - vrnejo šibkejši odmev in oddajnik mora poznati dielektrično vrednost medija, da ta odmev pravilno interpretira.

Tipični koraki kalibracije:

• Potrdite prazne in polne referenčne razdaljeiz risbe posode, enako kot ultrazvok - merjeno od sprednje strani antene do najnižje in najvišje točke v merilnem območju.
• Vnesite dielektrično konstantoza procesni medij, če ga oddajnik podpira. Večina proizvajalcev objavlja referenčne tabele; ugibanje o tej vrednosti je eden najpogostejših vzrokov za slabo natančnost pri nizko-dielektričnih medijih.
• Suha kalibracijauporablja referenčno tarčo (ravno kovinsko ploščo, običajno vsaj kvadratni meter), nameščeno na znani prazni in polni razdalji, pri čemer je antena pravokotna nanjo.
• Mokra kalibracijanapolni posodo do znanih ravni in prilagodi izhod, da se ujema z -, kar je potrebno, ko notranje ovire ustvarjajo lažne odmeve, ki jih je treba preslikati in filtrirati.
• False{0}}preslikava odmeva, ki se včasih imenuje "odmevna krivulja" ali "prazna krivulja," beleži odboje od fiksnih notranjih struktur (mešala, šobe, lestve), tako da jih lahko programska oprema oddajnika med običajnim delovanjem prezre.
• Preverite na vmesnih ravneh, ne le končne točke -, kar je še posebej pomembno pri plovilih z ne-ravno streho ali nagnjenimi notranjimi deli, ki lahko popačijo odčitek skoraj v celoti.

Radar sčasoma zahteva manj ponovnega umerjanja kot ultrazvok, saj nanj ne vplivajo-temperaturne spremembe hitrosti zvoka. To je običajna pot nadgradnje za aplikacije, kjer se ultrazvok spopada - s težko paro, peno ali prahom -, saj ti pogoji ne oslabijo elektromagnetnih valov tako kot zvočne valove.

Kalibracija magnetnega merilnika nivoja

Magnetni nivoji delujejo drugače kot druga dva. Vizualni indikator - stolpec obrnjenih magnetnih zastavic - sledi fizičnemu položaju plovca in na splošno ne zahteva kalibracije v enakem smislu; ni obdelave signala za prilagajanje. Kar zahteva pozornost, jeporavnava lestvicein, če je na merilnik pritrjen oddajnik, kalibracijo izhoda tega oddajnika.

Tipični pregledi in postopki:

• Preverite, ali se specifična teža plovca ujema s procesnim medijem.Plovec z napačno velikostjo za napačno gostoto se bo peljal v napačnem položaju, tudi če je vse ostalo pravilno nameščeno - to je težava s specifikacijo in ne nekaj, kar lahko popravite s prilagajanjem lestvice.
• Preverite prosto gibanje plovcav vodilni komori. Kakršno koli zlepljanje, ki ga povzročijo ostanki, korozija ali upognjena komora, bo prikazano kot odčitek nivoja, ki zaostaja ali se sploh ne premika.
• Poravnajte meriloz uporabo proizvajalčevega korekcijskega postopka, ki običajno upošteva odmik med središčnico plovca in dnom plovca.
• Če je pritrjen oddajnik z magnetostrikcijsko-verižno verigo, izvedite standardno kalibracijo ničle/razpona na tem oddajniku: premaknite plovec na referenčno vrednost 0 %, potrdite ali zmanjšajte izhod, nato ponovite pri 100 %.
• Navzkrižno-preverite vizualni stolpec glede na izhod oddajnikaobčasno - neujemanje med obema običajno kaže na nihanje kalibracije oddajnika in ne na težavo z mehanskim plovcem, saj sama vizualna indikacija nima elektronike za nihanje.
• Preverite magnetne motnječe so odčitki videti vedno drugačni -, lahko močna zunanja magnetna polja v bližini komore vplivajo na odziv zastavice, čeprav je to neobičajno v tipičnih namestitvah.

Ker je osnovna vizualna indikacija mehanska in ne elektronska, magnetni merilniki nivoja ohranjajo natančnost v daljših obdobjih z minimalnim posegom - glavno breme vzdrževanja nosi komora plovca in oddajnik, če je nameščen.

Suha kalibracija proti mokri kalibraciji: ista izbira, vsaka tehnologija

Ne glede na to, s katerim instrumentom delate, velja ista temeljna odločitev: kalibrirajte z uporabo znanih referenčnih razdalj (suho) ali kalibrirajte glede na dejansko napolnjeno posodo (mokro).

• Suha kalibracijaje hitrejši in ne zahteva izklopa posode ali polnjenja do določenih ravni. To je privzeto za splošno spremljanje procesa, kjer je sprejemljiva majhna meja napake.
• Mokra kalibracijaupošteva dejansko vedenje znotraj te določene posode - notranje ovire, ne-standardna geometrija, dejanske lastnosti medija - in je prava izbira za prenos skrbništva, regulativno poročanje ali katero koli aplikacijo, pri kateri stroški napake odtehtajo stroške dodatnega časa nastavitve.

Razumna srednja pot, ki se pogosto uporablja v praksi: suho-kalibracijo ob zagonu z uporabo natančnih risb, nato preverite z enim samim mokrim pregledom glede na potopni trak ali odčitek na kontrolnem steklu, preden gre instrument v polno uporabo.

Primer na terenu: Isti simptom, trije različni temeljni vzroki

Obrat za obdelavo, ki izvaja vse tri vrste instrumentov v različnih posodah, je nekoč izsledil ponavljajočo se pritožbo "odčitek nivoja se ne ujema z rezervoarjem" nazaj do treh nepovezanih vzrokov na treh različnih senzorjih, vsi prijavljeni isti teden.

Na ultrazvočnem senzorju je bil vzrok penasta plast, ki je zmešala odmev -, ki je že zajet v ultrazvočnem vodniku na zgornji povezavi. Na radarski enoti je bil vzrok manjkajoča nastavitev dielektrične konstante; pustili so privzeto vrednost, ki je primerna za vodo, vendar je bil dejanski medij veliko manj odbojno topilo, ki je oslabilo odmev in povzročilo šum blizu spodnje meje območja. Na magnetnem merilniku nivoja je bil problem sam plovec - nadomestni plovec, nameščen med prejšnjim popravilom, je imel napačno specifično težo za procesni medij, zato se je gibal nižje, kot bi moral, ne glede na to, kako dobro je bila lestvica poravnana.

Nobeden od treh ni bil popravljen s "ponovnim umerjanjem" v splošnem smislu. Vsak je zahteval razumevanje, od česa je ta specifična tehnologija odvisna, da bi lahko sploh dobili natančno branje. To je praktičen argument za obravnavo umerjanja kot-specifičnega znanja o instrumentu in ne kot enotnega univerzalnega kontrolnega seznama.

Kako pogosto je treba vsako vrsto instrumenta ponovno kalibrirati?

Intervali, ki jih-določi proizvajalec, bi morali vedno prevladati nad splošnimi smernicami, kjer so bolj konzervativni, zlasti za kateri koli instrument, ki napaja{1}}sistem z varnostnimi instrumenti.

Pogoste napake, ki segajo čez vse tri tehnologije

Vsako neskladje obravnavajte kot problem kalibracije.Kot kaže primer polja, je popravek pogosto nastavitev konfiguracije, mehanska komponenta ali pogoj procesa - in ne same vrednosti ničle/razpona.

Preskakovanje dokumentacije.Ne glede na to, katera tehnologija je vpletena, je zapis o umerjanju, ki pravi samo "umerjeno, v redu", skoraj neuporaben za odkrivanje trendov zanašanja. Vsakič zabeležite referenčno metodo, pogoje okolja in vrednosti pred/po.

Ob predpostavki, da so tovarniške nastavitve dokončne.Vsak instrument je dobavljen s privzeto konfiguracijo, ki se morda ne ujema z vašo specifično geometrijo posode ali procesnim medijem. Preverjanje te konfiguracije med zagonom - in ne takoj, ko se pojavi težava -, prepreči večino težav, obravnavanih v tem priročniku.

Neskladni intervali med podobnimi stopnjami tveganja.Če se vloga-za skrbniški prenos na eno tehnologijo preverja vsako četrtletje, mora biti enako kritična aplikacija na drugi tehnologiji na istem mestu po primerljivem urniku, ne pa prepuščena ne glede na to, kar je določil prvotni izvajalec zagona.

Izdelava enostavnega programa za umerjanje

Za spletno mesto, ki izvaja mešane vrste instrumentov, ima izvedljiv program običajno tri dele:

• Stopnja kritičnosti za instrument vsake ravni- skrbniški prenos/varnost, standardni postopek in ne-kritičen - z določenim intervalom za vsako raven, ki se dosledno uporablja ne glede na tehnologijo.
• Oblika skupnega zapisa kalibracije, tako da lahko tisti, ki pozneje potegne zgodovino vzdrževanja, primerja instrumente drug ob drugem, namesto da razlaga tri različne konvencije beleženja.
• Kratek kontrolni seznam-za specifično tehnologijoza vsako vrsto instrumenta -, pridobljeno iz zgornjih razdelkov -, tako da se tehniki ne zanašajo na spomin ali uporabljajo ultrazvočno miselnost za magnetni merilnik.

Nič od tega ne zahteva posebne programske opreme ali velikega proračuna. Skupna preglednica s tremi priloženimi kontrolnimi seznami ustrezno pokriva večino majhnih-do-srednje-operacij; večja spletna mesta z desetinami instrumentov to običajno zložijo v svoj obstoječi CMMS.

Končne misli

Ultrazvočni, radarski in magnetni merilniki nivoja rešujejo isto osnovno težavo na tri različne načine in ta razlika je v času umerjanja pomembnejša od večine načrtov vzdrževanja. Standardiziranje intervalov in dokumentacije na celotnem mestu je koristno, vendar ne bi smelo zamolčati dejstva, da ima vsaka tehnologija svoje lastne načine odpovedi - pena na ultrazvoku, dielektrična neskladja na radarju, napake v specifikaciji plovca na magnetnih merilnikih. Hitro popravilo ločite od ponovnega klica servisa, če veste, s katerim instrumentom imate opravka in od česa je ta instrument dejansko odvisen glede natančnosti.

Reference

• Ameriško združenje instrumentov (ISA) - splošne smernice o instrumentih za merjenje ravni in postopkih umerjanja.
• Ameriški naftni inštitut,Priročnik za standarde za merjenje nafte, Poglavje 3 - merjenje rezervoarjev in načela merjenja nivoja.
• Nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo (NIST) - referenčni podatki o hitrosti zvoka v zraku in njeni temperaturni odvisnosti.
• Proizvajalčeva tehnična dokumentacija za ultrazvočne, radarske in magnetne nivojske instrumente - mrtvega-smernega pasu, dielektrične konstante in reference specifikacije lebdenja.
• Niste prepričani, katera raven merilne tehnologije ustreza vaši aplikaciji, ali potrebujete pomoč pri reviziji kalibracijskih praks v mešanem parku instrumentov? Pošljite nam podatke o posodi in pogoje postopka - z veseljem vam bomo pomagali pri tem.

Morda vam bo tudi všeč

• Kako umeriti ultrazvočni merilnik nivoja: Vodnik-po-korakih za natančno spremljanje rezervoarja
• Kako umeriti magnetni merilnik nivoja: Vodnik po--korakih za natančno spremljanje rezervoarja
• Kako umeriti radarski senzor nivoja: vodnik po--korakih za natančno spremljanje rezervoarja