Kalibrace přístroje pro měření hladiny: Kompletní průvodce

Většina závodů provozuje více než jeden typ hladinového přístroje. Stejný web může mítultrazvukové senzory na otevřených nádržích, radarové vysílačena tlakových nádobách amagnetické hladinoměry v aplikacích rozhraní- a každý z nich je kalibrován trochu jinak. To je na papíře v pořádku, ale v praxi je to často důvod, proč se kalibrace stává nekonzistentní: technici předvolí postup, který si pamatují nejlépe, a přístroj, kterému se nedostává příliš pozornosti, je obvykle ten, který se posune nejdále, než si toho někdo všimne.

Tato příručka shrnuje tři nejběžnější technologie měření úrovně - ultrazvukové, radarové a magnetické - do jedné reference. Zabývá se tím, co má každý z nich společného, ​​kde se kroky kalibrace liší a jak vytvořit rutinu údržby, která nezávisí na paměti jednoho technika. Pokud potřebujete úplný postup-za{5}}krokem pro konkrétní typ nástroje, odkazujeme na podrobné průvodce v každé sekci.

Proč je důležitá strategie kalibrace, ne jen postup kalibrace

Individuálně je kalibrace jednoho senzoru jednoduchá. Závažnější problém se objevuje na úrovni závodu: s tuctem nebo více přístroji ve třech různých technologiích jsou nekonzistentní kalibrační intervaly a nezdokumentované postupy to, co ve skutečnosti způsobuje nesrovnalosti v zásobách, falešné poplachy a neplánované kontroly. Strategie - standardních intervalů podle kritičnosti, sdílený formát dokumentace a společné chápání toho, jak vypadá „dobrá“ pro každou technologii -, je důležitější než jakákoliv jednotlivá kalibrace, která je provedena dokonale.

Technologie měření úrovně ve zkratce

Než se pustíte do specifik kalibrace, pomůže vám vědět, co se vlastně měří a proč se postup liší.

Společné vlákno: každá z těchto technologií potřebuje definovanou nulovou referenci a definovanou referenci v plném{0}}rozsahu. Rozdíl je v tom, co generuje signál a co jej může rušit.

Kalibrace ultrazvukového hladinoměru

Ultrazvuková kalibrace se soustředí na nastavení nulové (prázdné) a rozpětí (plné) vzdálenosti a poté ověření pomocí nezávislé reference v několika mezilehlých bodech. Hlavní proměnnou, kterou je třeba řídit, je akustická dráha - cokoli, co narušuje povrch (pěna, turbulence) nebo blokuje paprsek (vnitřní překážky), vyhodí údaje, i když jsou správně nastaveny nula a rozpětí.

Přečtěte si celý postup: Jak kalibrovat ultrazvukový hladinoměr- zahrnuje kalibraci za sucha vs. mokrou, úvahy o mrtvém-pásmu, kompenzaci prostředí a příklad problému s úletem-pěny, který vypadal jako problém s kalibrací, ale nebyl.

Kalibrace radarového snímače hladiny

Kalibrace radaru se řídí stejnou logikou nula/rozpětí jako ultrazvuková, ale s jednou přidanou proměnnou: dielektrickou konstantou procesního média. Protože radar měří spíše elektromagnetickým odrazem než zvukem, slabě odrážející média - lehké uhlovodíky, zkapalněné plyny, -kapaliny s nízkou vodivostí - vracejí slabší ozvěnu a vysílač potřebuje znát dielektrickou hodnotu média, aby ozvěnu správně interpretoval.

Typické kroky kalibrace:

• Potvrďte prázdnou a plnou referenční vzdálenostz výkresu cévy, stejně jako ultrazvuk - měřeno od čela antény k nejnižšímu a nejvyššímu bodu v měřicím rozsahu.
• Zadejte dielektrickou konstantupro procesní médium, pokud to převodník podporuje. Většina výrobců publikuje referenční tabulky; uhodnutí této hodnoty je jednou z nejčastějších příčin nízké přesnosti u médií s nízkou-dielektrikou.
• Suchá kalibracepoužívá referenční cíl (plochou kovovou desku, typicky alespoň metr čtvereční) umístěný ve známé prázdné a plné vzdálenosti, s anténou drženou kolmo k němu.
• Mokrá kalibracenaplní cévu na známé úrovně a upraví výstup tak, aby odpovídal - nezbytnému, když vnitřní překážky generují falešné ozvěny, které je třeba zmapovat a odfiltrovat.
• Falešné-mapování ozvěny, někdy nazývaná "křivka ozvěny" nebo "prázdná křivka", zaznamenává odrazy od pevných vnitřních struktur (míchadla, trysky, žebříky), takže je software vysílače může během normálního provozu ignorovat.
• Ověřte na středně pokročilé úrovni, nejen koncové body -, které jsou zvláště důležité u plavidel s -plochou střechou nebo šikmými vnitřními částmi, které mohou naměřené hodnoty téměř zkreslit.

Radar vyžaduje v průběhu času méně rekalibrace než ultrazvuk, protože není ovlivněn teplotními-změnami rychlosti zvuku. Jde o běžnou cestu upgradu pro aplikace, kde se ultrazvuk potýká s - těžkými výpary, pěnou nebo prachem -, protože elektromagnetické vlny nejsou těmito podmínkami utlumeny stejně jako zvukové vlny.

Kalibrace magnetického hladinoměru

Magnetické hladinoměry fungují jinak než ostatní dva. Vizuální indikátor - sloupec převrácených magnetických vlajek - sleduje fyzickou polohu plováku a obecně nevyžaduje kalibraci ve stejném smyslu; není potřeba upravovat zpracování signálu. Co vyžaduje pozornost, jezarovnání měřítkaa tam, kde je k měřidlu připojen vysílač, kalibrace výstupu tohoto vysílače.

Typické kontroly a postup:

• Ověřte, že specifická hmotnost plováku odpovídá procesnímu médiu.Plovák s nesprávnou velikostí hustoty bude jezdit ve špatné poloze, i když je vše ostatní nainstalováno správně - toto je problém se specifikací, nikoli něco, co můžete vyřešit úpravou měřítka.
• Zkontrolujte volný pohyb plovákuve vodicí komoře. Jakékoli lepení způsobené úlomky, korozí nebo ohnutou komorou se projeví jako hodnota hladiny, která zaostává nebo se vůbec nepohybuje.
• Vyrovnejte měřítkoza použití korekčního postupu výrobce, který obvykle zohledňuje posun mezi středovou osou magnetu plováku a základnou plováku.
• Pokud je připojen magnetostrikční nebo jazýčkový{0}}řetězový vysílač, proveďte standardní kalibraci nuly/rozpětí na tomto vysílači: přesuňte plovák na referenci 0 %, potvrďte nebo upravte výstup a opakujte na 100 %.
• Křížově-kontrolujte vizuální sloupec proti výstupu vysílačeperiodicky - nesoulad mezi těmito dvěma obvykle ukazuje na odchylku kalibrace vysílače spíše než na problém s mechanickým plovákem, protože samotná vizuální indikace nemá žádnou elektroniku, která by se odchylovala.
• Zkontrolujte magnetické rušenípokud naměřené hodnoty vypadají konzistentně mimo -, silná vnější magnetická pole v blízkosti komory mohou ovlivnit odezvu vlajky, i když to není u typických instalací obvyklé.

Protože vizuální indikace jádra je spíše mechanická než elektronická, magnetické hladinoměry mají tendenci udržet si svou přesnost po dlouhou dobu s minimálními zásahy - hlavní zátěž údržby spočívá na plovákové komoře a tam, kde je instalován, na vysílači.

Suchá kalibrace vs. mokrá kalibrace: stejná volba, každá technologie

Bez ohledu na to, se kterým přístrojem pracujete, platí stejné základní rozhodnutí: kalibrovat pomocí známých referenčních vzdáleností (suché) nebo kalibrovat proti skutečně naplněné nádobě (mokré).

• Suchá kalibraceje rychlejší a nevyžaduje odpojení nádoby nebo její naplnění na konkrétní úrovně. Je to výchozí nastavení pro obecné monitorování procesů, kde je přijatelná malá chybovost.
• Mokrá kalibracezohledňuje skutečné chování uvnitř konkrétní nádoby - vnitřní překážky, ne-standardní geometrii, skutečné vlastnosti média - a je tou správnou volbou pro přepravu do úschovy, regulační hlášení nebo jakoukoli aplikaci, kde náklady na nesprávné nastavení převyšují náklady na čas navíc.

Rozumná střední cesta, která se v praxi často používá: nasucho-kalibrujte při uvádění do provozu pomocí přesných výkresů a poté ověřte pomocí jediné mokré kontroly pomocí ponorné pásky nebo průzoru, než bude přístroj uveden do plného provozu.

Příklad pole: Stejný příznak, tři různé kořenové příčiny

Zpracovatelské zařízení provozující všechny tři typy přístrojů na různých nádobách jednou vysledovalo opakující se stížnost „účet hladiny neodpovídá nádrži“ zpět ke třem nesouvisejícím příčinám na třech různých senzorech, všechny hlášené ve stejný týden.

Na ultrazvukovém senzoru byla příčinou pěnová vrstva matoucí ozvěnu - již pokrytou v ultrazvukovém průvodci, který je uveden výše. Na radarové jednotce bylo příčinou chybějící nastavení dielektrické konstanty; byla ponechána na výchozí hodnotě vhodné pro vodu, ale skutečné médium bylo mnohem méně odrazivé rozpouštědlo, zeslabovalo ozvěnu a vnášelo šum blízko dolního konce rozsahu. Na magnetickém hladinoměru byl problémem samotný plovák - náhradní plovák nainstalovaný během předchozí opravy měl pro procesní médium nesprávnou specifickou hmotnost, takže jel níže, než by měl, bez ohledu na to, jak dobře byla stupnice vyrovnána.

Žádný z těchto tří nebyl opraven „rekalibrací“ v obecném smyslu. Každý z nich vyžadoval pochopení toho, na čem tato konkrétní technologie závisí, aby bylo možné získat přesné údaje. To je praktický argument pro to, aby se s kalibrací nakládalo jako s-specifickými znalostmi pro přístroj, nikoli jako s jediným univerzálním kontrolním seznamem.

Jak často by měl být každý typ přístroje překalibrován?

Intervaly-uvedené výrobcem by měly mít vždy přednost před obecnými pokyny tam, kde jsou konzervativnější, zejména u jakéhokoli nástroje napájejícího bezpečnostní-systém přístrojů.

Běžné chyby, které se týkají všech tří technologií

Každou nesrovnalost považovat za problém s kalibrací.Jak ukazuje příklad v terénu, opravou je často nastavení konfigurace, mechanická součást nebo podmínka procesu -, nikoli samotné hodnoty nula/rozpětí.

Přeskakování dokumentace.Ať už se jedná o jakoukoli technologii, kalibrační záznam, který říká pouze „kalibrováno, OK“, je téměř nepoužitelný pro zjištění trendů posunu. Pokaždé zaznamenejte referenční metodu, okolní podmínky a hodnoty před/po.

Za předpokladu, že tovární nastavení jsou konečná.Každý přístroj se dodává s výchozí konfigurací, která nemusí odpovídat vaší konkrétní geometrii nádoby nebo procesnímu médiu. Ověření této konfigurace během uvádění do provozu - nejen poté, co se objeví problém -, zabrání většině problémů uvedených v této příručce.

Nekonzistentní intervaly napříč podobnými úrovněmi rizika.Pokud je aplikace pro správu-přenosu na jedné technologii kontrolována čtvrtletně, stejně kritická aplikace na jiné technologii na stejném místě by měla probíhat podle srovnatelného plánu a neměla by být ponechána na tom, co nastavil původní dodavatel uvedení do provozu.

Vytvoření jednoduchého kalibračního programu

Pro web se smíšenými typy nástrojů má funkční program obvykle tři části:

• Úroveň kritičnosti pro nástroj každé úrovně- úschova/bezpečnost, standardní proces a -nekritická - s definovaným intervalem pro každou úroveň, aplikovaný konzistentně bez ohledu na technologii.
• Sdílený formát záznamu kalibrace, takže kdokoli, kdo si později vytáhne historii údržby, může porovnávat nástroje vedle sebe, místo aby vykládal tři různé konvence protokolování.
• Krátký kontrolní seznam-pro konkrétní technologiipro každý typ nástroje - vytažený z výše uvedených sekcí -, takže technici nespoléhají na paměť nebo neaplikují ultrazvukové myšlení na magnetické měřidlo.

Nic z toho nevyžaduje speciální software nebo velký rozpočet. Sdílená tabulka se třemi přiloženými kontrolními seznamy dostatečně pokrývá většinu malých-až{2}}středních- operací; větší weby s desítkami nástrojů to obvykle skládají do svých stávajících CMMS.

Závěrečné myšlenky

Ultrazvukové, radarové a magnetické hladinoměry řeší stejný základní problém třemi různými způsoby a tento rozdíl je v době kalibrace důležitější než většina plánů údržby. Standardizace intervalů a dokumentace na webu je užitečná, ale neměla by překrývat skutečnost, že každá technologie má své vlastní režimy selhání - pěny na ultrazvuku, dielektrické neshody na radaru, chyby specifikace plováku na magnetických měřidlech. Vědět, se kterým máte co do činění a na čem přesně závisí přesnost konkrétního nástroje, je to, co odděluje rychlou opravu od opakovaného servisního volání.

Reference

• Instrument Society of America (ISA) - obecné pokyny k přístrojům pro měření hladiny a kalibračním postupům.
• American Petroleum Institute,Manuál standardů pro měření ropy, kapitola 3 - principy měření a měření hladiny v nádrži.
• Referenční údaje National Institute of Standards and Technology (NIST) - o rychlosti zvuku ve vzduchu a jeho teplotní závislosti.
• Technická dokumentace výrobce pro ultrazvukové, radarové a magnetické hladinové přístroje - mrtvé- pásmo, dielektrická konstanta a specifikace plováku.
• Nejste si jisti, která technologie měření úrovně vyhovuje vaší aplikaci, nebo potřebujete pomoc s auditem kalibračních postupů napříč flotilou smíšených přístrojů? Zašlete nám podrobnosti o svém plavidle a podmínky procesu -, rádi vám s tím pomůžeme.

Také by se vám mohlo líbit

• Jak kalibrovat ultrazvukový měřič hladiny: Krok-průvodce{1}}krokem pro přesné monitorování nádrže
• Jak kalibrovat magnetický hladinoměr: Podrobný-průvodce{1}}krokem pro přesné monitorování nádrže
• Jak kalibrovat radarový snímač hladiny: Krok-průvodce{1}}krokem pro přesné monitorování nádrže