Калібрування приладу для вимірювання рівня: повний посібник

Більшість заводів використовують більш ніж один тип нівеліра. Той самий сайт може матиультразвукові датчики на відкритих резервуарах, радіолокаційні передавачіна посудинах під тиском, імагнітні вимірювачі рівня на інтерфейсних додатках-, і кожен з них калібрується дещо по-різному. На папері це добре, але на практиці це часто є причиною непослідовності калібрування: техніки за замовчуванням використовують будь-яку процедуру, яку запам’ятали найкраще, а прилад, який не привертає особливої ​​уваги, зазвичай дрейфує далі, перш ніж хтось помітить.

У цьому посібнику об’єднано три найпоширеніші технології вимірювання рівня - ультразвукове, радарне та магнітне -. Він охоплює те, що є спільного для кожного з них, де кроки калібрування розходяться та як побудувати процедуру технічного обслуговування, яка не залежить від пам’яті одного техніка. Якщо вам потрібна повна покрокова--процедура для певного типу інструменту, ми надаємо посилання на докладні посібники в кожному розділі.

Чому важлива стратегія калібрування, а не лише процедура калібрування

Індивідуально відкалібрувати один датчик просто. Складніша проблема виявляється на рівні заводу: з дюжиною або більше приладів за трьома різними технологіями, непослідовні інтервали калібрування та незадокументовані процедури є тим, що насправді спричиняє розбіжності в інвентаризації, помилкові тривоги та незаплановані перевірки. Стратегія - стандартні інтервали за критичністю, спільний формат документації та загальне розуміння того, як виглядає «добре» для кожної технології - важливіше, ніж будь-яке окреме калібрування, виконане ідеально.

Короткий огляд технологій вимірювання рівня

Перш ніж приступати до особливостей калібрування, корисно знати, що насправді вимірюється та чому процедура відрізняється.

Загальне: кожна з цих технологій потребує визначеного нульового посилання та визначеного повно-масштабного посилання. Різниця полягає в тому, що генерує сигнал і що може йому заважати.

Ультразвукове калібрування рівня

Ультразвукове калібрування зосереджено на встановленні нульової (пустої) та діапазонної (повної) відстані, а потім перевірки незалежного еталонного зразка в кількох проміжних точках. Основна змінна, якою потрібно керувати, – це акустичний шлях -. Усе, що заважає поверхні (піна, турбулентність) або блокує промінь (внутрішні перешкоди), спотворює показники, навіть якщо нуль і діапазон встановлено правильно.

Прочитайте повну процедуру: Як відкалібрувати ультразвуковий рівень- охоплює сухе та вологе калібрування, розгляд-мертвої зони, компенсацію навколишнього середовища та польовий приклад проблеми дрейфу,-пов’язаної з піною, яка виглядала як проблема калібрування, але не була такою.

Калібрування радіолокаційного датчика рівня

Радарне калібрування дотримується тієї ж логіки нуля/діапазону, що й ультразвукове, але з однією доданою змінною: діелектричною проникністю технологічного середовища. Оскільки радар вимірює через електромагнітне відображення, а не через звук, середовища зі слабким відображенням - легкі вуглеводні, зріджені гази, рідини з низькою-провідністю - повертають слабшу луну, і передавач повинен знати діелектричну міцність середовища, щоб правильно інтерпретувати цю луну.

Типові етапи калібрування:

• Підтвердьте порожню та повну контрольні відстанівід креслення судини, так само, як ультразвукове -, виміряне від поверхні антени до найнижчої та найвищої точок діапазону вимірювання.
• Введіть діелектричну проникністьдля середовища процесу, якщо передавач це підтримує. Більшість виробників публікують довідкові таблиці; вгадування цього значення є однією з найпоширеніших причин низької точності середовищ із низьким-діелектричним вмістом.
• Сухе калібруваннявикористовує еталонну ціль (плоску металеву пластину, як правило, принаймні квадратний метр), розташовану на відомих порожніх і повних відстанях, при цьому антена тримається перпендикулярно до неї.
• Мокре калібруваннянаповнює посудину до відомих рівнів і налаштовує вихідний сигнал відповідно до -, необхідного, коли внутрішні перешкоди створюють хибні відлуння, які потрібно відобразити та відфільтрувати.
• Помилкове-відображення відлуння, яку іноді називають «кривою відлуння» або «порожньою кривою», записує відбиття від фіксованих внутрішніх структур (мішалок, сопел, сходів), щоб програмне забезпечення передавача могло ігнорувати їх під час нормальної роботи.
• Перевірте на проміжних рівнях, а не лише кінцеві точки - особливо важливі для суден із не-плоским дахом або внутрішніми частинами під кутом, які можуть спотворювати майже повне зчитування.

Радар, як правило, вимагає менше повторного калібрування з часом, ніж ультразвуковий, оскільки на нього не впливають-температурні зміни швидкості звуку. Це звичайний шлях оновлення для додатків, де ультразвук бореться - з важкою парою, піною чи пилом -, оскільки електромагнітні хвилі не послаблюються такими умовами, як звукові хвилі.

Калібрування магнітного рівня

Магнітні рівнеміри працюють інакше, ніж два інших. Візуальний індикатор - стовпчик перевернутих магнітних прапорців - відстежує фізичне положення поплавця і, як правило, не потребує калібрування в тому самому сенсі; немає обробки сигналу для налаштування. Що вимагає уваги, так цевирівнювання масштабуі, якщо передавач приєднаний до манометра, калібрування вихідного сигналу цього передавача.

Типові перевірки та процедура:

• Переконайтеся, що питома вага поплавця відповідає технологічному середовищу.Поплавок, розмір якого відповідає неправильній щільності, рухатиметься в неправильному положенні, навіть якщо все інше встановлено правильно - це проблема специфікації, яку ви не можете вирішити, налаштувавши масштаб.
• Перевірте вільний рух поплавцяу напрямній камері. Будь-яке залипання, спричинене сміттям, корозією або погнутою камерою, відображатиметься як показник рівня, який відстає або взагалі не рухається.
• Вирівняти шкалувикористовуючи процедуру корекції виробника, яка зазвичай враховує зсув між центральною лінією магніту поплавця та основою поплавця.
• Якщо приєднано магнітострикційний або герконовий передавач-, виконайте стандартне калібрування нуля/діапазону цього передавача: перемістіть поплавок до 0% еталонного значення, підтвердьте або відрегулюйте вихід, а потім повторіть на 100%.
• Перехресно-перевірте візуальний стовпець із виходом передавачаперіодично - невідповідність між цими двома зазвичай вказує на дрейф калібрування передавача, а не на проблему з механічним плаванням, оскільки сама візуальна індикація не має електроніки для дрейфу.
• Перевірте наявність магнітних перешкодякщо показники постійно відрізняються -, сильні зовнішні магнітні поля поблизу камери можуть вплинути на реакцію прапорця, хоча це нечасто для типових установок.

Оскільки основною візуальною індикацією є механічна, а не електронна, магнітні вимірювачі рівня, як правило, зберігають свою точність протягом тривалого часу з мінімальним втручанням - основний тягар технічного обслуговування покладається на поплавкову камеру та, якщо встановлено, передавач.

Сухе калібрування проти мокрого калібрування: однаковий вибір, кожна технологія

Незалежно від того, з яким інструментом ви працюєте, застосовується одне й те саме фундаментальне рішення: калібрувати за відомими еталонними відстанями (сухі) або калібрувати за фактично наповненою посудиною (мокрі).

• Сухе калібруванняшвидший і не вимагає виведення посудини з мережі або наповнення її до певних рівнів. Це типове значення для загального моніторингу процесу, де допустима невелика похибка.
• Мокре калібруваннявраховує реальну поведінку всередині цієї конкретної ємності - внутрішні перешкоди, не-стандартну геометрію, фактичні властивості середовища - і є правильним вибором для передачі на зберігання, регулятивної звітності або будь-якого застосування, де ціна помилки переважує вартість додаткового часу налаштування.

Розумна середина, яка часто використовується на практиці: сухе-калібрування під час введення в експлуатацію за точними кресленнями, а потім перевірка одноразовою вологою перевіркою на стрічку занурення або оглядове скло, перш ніж прилад буде запущено в експлуатацію.

Польовий приклад: однаковий симптом, три різні першопричини

Підприємство обробки, яке працює з усіма трьома типами приладів на різних ємностях, одного разу відстежило повторювану скаргу «показник рівня не відповідає баку» на три непов’язані причини на трьох різних датчиках, про що повідомлялося того ж тижня.

На ультразвуковому датчику причиною був шар піни, який плутав відлуння -, яке вже описано в ультразвуковому посібнику, посилання на яке наведено вище. На радіолокаційному блоці причиною було відсутність налаштування діелектричної постійної; було залишено значення за замовчуванням, відповідне для води, але фактичне середовище було набагато менш відбиваючим розчинником, що послаблювало відлуння та створювало шум біля нижньої межі діапазону. Щодо магнітного рівня, проблемою був сам поплавок - замінний поплавок, встановлений під час попереднього ремонту, мав неправильну питому вагу для технологічного середовища, тому він їхав нижче, ніж мав би, незалежно від того, наскільки добре була вирівняна шкала.

Жодне з трьох не було виправлено шляхом «перекалібрування» в загальному сенсі. Кожна з них вимагала розуміння того, від чого залежить конкретна технологія, щоб отримати точні показання. Це практичний аргумент для того, щоб розглядати калібрування як-спеціальний інструмент, а не єдиний універсальний контрольний список.

Як часто потрібно повторно калібрувати кожен тип приладу?

Інтервали,-зазначені виробником, завжди мають переважати над загальними вказівками, якщо вони більш консервативні, особливо для будь-якого приладу, що живить-систему з приладами безпеки.

Поширені помилки, які стосуються всіх трьох технологій

Розглядаючи кожну невідповідність як проблему калібрування.Як показує приклад поля, виправленням часто є налаштування конфігурації, механічний компонент або умова процесу -, а не самі значення нуля/діапазону.

Пропуск документації.Незалежно від того, яка технологія використовується, калібрувальний запис, у якому написано лише «відкалібровано, добре», є майже марним для виявлення тенденцій дрейфу. Щоразу записуйте контрольний метод, умови навколишнього середовища та значення до/після.

Припускаючи, що заводські налаштування остаточні.Кожен прилад постачається з конфігурацією за замовчуванням, яка може не відповідати вашій конкретній геометрії посудини чи технологічного середовища. Перевірка цієї конфігурації під час введення в експлуатацію -, а не лише після виявлення проблеми - запобігає більшості проблем, розглянутих у цьому посібнику.

Непослідовні інтервали для однакових рівнів ризику.Якщо заявка-на передачу на зберігання за однією технологією перевіряється щоквартально, так само важлива заявка на іншу технологію на тій самій ділянці має здійснюватися за порівнянним графіком, а не залишатися залежно від того, що встановив початковий підрядник із введення в експлуатацію.

Створення простої програми калібрування

Для сайту, на якому працюють змішані типи інструментів, працездатна програма зазвичай складається з трьох частин:

• Рівень критичності для інструментів кожного рівня- передача під опіку/безпека, стандартний процес і не-критичний - із визначеним інтервалом для кожного рівня, застосовуваний послідовно незалежно від технології.
• Спільний формат запису калібрування, щоб той, хто пізніше витягне історію технічного обслуговування, міг порівняти прилади пліч-о-пліч замість того, щоб інтерпретувати три різні правила реєстрації.
• Короткий контрольний{0}}перелік для конкретних технологійдля кожного типу приладу -, отриманого з розділів вище -, щоб техніки не покладалися на пам’ять або не застосовували ультразвукове мислення до магнітного датчика.

Для цього не потрібне спеціальне програмне забезпечення чи великий бюджет. Спільна електронна таблиця з трьома доданими контрольними списками адекватно охоплює більшість малих-–-середніх-операцій; великі сайти з десятками інструментів зазвичай додають це до існуючої CMMS.

Заключні думки

Ультразвукові, радіолокаційні та магнітні вимірювачі рівня вирішують ту саму основну проблему трьома різними способами, і ця різниця має більше значення під час калібрування, ніж більшість планів технічного обслуговування. Стандартизація інтервалів і документації на сайті є корисною, але вона не повинна замовчувати той факт, що кожна технологія має власні режими відмови - піна на ультразвуку, діелектричні невідповідності на радарі, помилки специфікації поплавка на магнітних датчиках. Знання того, з яким із них ви маєте справу, і від чого насправді залежить точність конкретного інструменту, ось що відрізняє швидке вирішення проблеми від повторного звернення до служби підтримки.

Список літератури

• Американське товариство приладів (ISA) - загальні вказівки щодо вимірювальних приладів рівня та практики калібрування.
• Американський нафтовий інститут,Посібник з еталонів вимірювання нафти, Розділ 3 - Принципи вимірювання та вимірювання рівня в резервуарах.
• Національний інститут стандартів і технологій (NIST) - довідкові дані про швидкість звуку в повітрі та її температурну залежність.
• Технічна документація виробника для ультразвукових, радарних і магнітних приладів рівня - мертва-зона, діелектрична проникність і посилання на специфікації плаваючого значення.
• Не впевнені, яка технологія вимірювання рівня підходить для вашої програми, або потрібна допомога в перевірці практики калібрування в змішаному парку приладів? Надішліть нам інформацію про свою посудину та умови процесу -, ми з радістю допоможемо вам це зробити.

Вам також може сподобатися

• Як відкалібрувати ультразвуковий рівень: покроковий-по-посібник для точного моніторингу бака
• Як відкалібрувати магнітний рівень: покроковий-по-посібник для точного моніторингу бака
• Як відкалібрувати радарний датчик рівня: покроковий-по-посібник для точного моніторингу бака