Kalibracija instrumenta za mjerenje nivoa: Potpuni vodič

Većina postrojenja koristi više od jedne vrste instrumenta za nivo. Ista stranica možda imaultrazvučni senzori na otvorenim rezervoarima, radarski predajnicina posudama pod pritiskom, imagnetni mjerači nivoa na interfejs aplikacijama- i svaki se kalibrira malo drugačije. To je u redu na papiru, ali u praksi je to često razlog zbog kojeg kalibracija postaje nedosljedna: tehničari zadano izvršavaju bilo koju proceduru koju najbolje upamte, a instrument koji ne privlači mnogo pažnje je obično onaj koji se najdalje udalji prije nego što itko primijeti.

Ovaj vodič objedinjuje tri najčešće tehnologije mjerenja nivoa - ultrazvučnu, radarsku i magnetnu - u jednu referencu. Pokriva šta je zajedničko svakom od njih, gdje se koraci kalibracije razlikuju i kako izgraditi rutinu održavanja koja ne ovisi o pamćenju jednog tehničara. Ako vam je potrebna potpuna procedura korak po korak za određenu vrstu instrumenta, povezali smo se sa detaljnim vodičima u svakom odjeljku.

Zašto je važna strategija kalibracije, a ne samo procedura kalibracije

Pojedinačno, kalibracija jednog senzora je jednostavna. Teži problem se pojavljuje na nivou postrojenja: sa desetak ili više instrumenata u tri različite tehnologije, nedosljedni intervali kalibracije i nedokumentirane procedure su ono što zapravo uzrokuje odstupanja u inventaru, lažne alarme i neplanirane inspekcije. Strategija - standardnih intervala po kritičnosti, zajednički format dokumentacije i zajedničko razumijevanje kako "dobro" izgleda za svaku tehnologiju - je važnija od bilo koje pojedinačne kalibracije koja se radi savršeno.

Tehnologije mjerenja nivoa na prvi pogled

Prije ulaska u specifičnosti kalibracije, pomaže da se zna šta se zapravo mjeri i zašto se postupak razlikuje.

Zajednička nit: svaka od ovih tehnologija treba definiranu nultu referencu i definiranu punu-referencu. Razlika je u tome šta generiše signal i šta mu može ometati.

Ultrazvučna kalibracija mjerača nivoa

Ultrazvučna kalibracija se usredsređuje na postavljanje nulte (prazne) i raspona (pune) udaljenosti, a zatim verifikovanje u odnosu na nezavisnu referencu u nekoliko međutočaka. Glavna varijabla kojom se upravlja je akustični put - sve što ometa površinu (pjena, turbulencija) ili blokira snop (unutrašnje prepreke) će izbaciti očitanja čak i kada su nula i raspon pravilno postavljeni.

Pročitajte kompletnu proceduru: Kako kalibrirati ultrazvučni mjerač nivoa- pokriva suvu kalibraciju u odnosu na mokro, razmatranje mrtvog pojasa, kompenzaciju okoline i primjer na terenu problema s pomakom u vezi s pjenom{3}} koji je izgledao kao problem kalibracije, ali nije.

Kalibracija radarskog senzora nivoa

Radarska kalibracija slijedi istu logiku nule/raspona kao i ultrazvučna, ali s jednom dodatnom varijablom: dielektričkom konstantom procesnog medija. Budući da radar mjeri putem elektromagnetne refleksije, a ne zvuka, slabo reflektirajući medij - laki ugljovodonici, tečni plinovi, tečnosti niske{2}}tečnosti niske provodljivosti - vraćaju slabiji eho, a odašiljač mora znati dielektričnu vrijednost medija da bi ispravno interpretirao taj eho.

Tipični koraci kalibracije:

• Potvrdite praznu i punu referentnu udaljenostsa crteža plovila, isto kao i ultrazvučni - mjereno od lica antene do najniže i najviše tačke u mjernom opsegu.
• Unesite dielektričnu konstantuza procesni medij, ako ga transmiter podržava. Većina proizvođača objavljuje referentne tabele; nagađanje ove vrijednosti je jedan od najčešćih uzroka loše preciznosti na medijima sa niskim-dielektričnim dielektričnim.
• Suva kalibracijakoristi referentnu metu (ravnu metalnu ploču, obično najmanje kvadratni metar) pozicioniranu na poznatim praznim i punim udaljenostima, s antenom koja se drži okomito na nju.
• Mokra kalibracijapuni posudu do poznatih nivoa i prilagođava izlaz tako da odgovara - potrebnom kada unutrašnje prepreke generiraju lažne odjeke koje je potrebno mapirati i filtrirati.
• Lažno{0}}mapiranje eha, koji se ponekad naziva "eho kriva" ili "prazna kriva", bilježi refleksije od fiksnih unutrašnjih struktura (mješalice, mlaznice, ljestve) tako da ih softver predajnika može zanemariti tokom normalnog rada.
• Provjeriti na srednjim nivoima, ne samo krajnje tačke - koje su posebno važne na plovilima sa ne-ravnim krovom ili unutrašnjim dijelovima pod uglom, što može izobličiti očitavanje skoro u potpunosti.

Radar ima tendenciju da zahtijeva manje rekalibracije tokom vremena nego ultrazvučni, budući da na njega ne utiču temperaturne{0}}promjene brzine zvuka. To je uobičajeni put za nadogradnju za aplikacije u kojima se ultrazvuk bori sa - teškom parom, pjenom ili prašinom - jer elektromagnetski talasi nisu prigušeni tim uslovima na isti način kao zvučni talasi.

Kalibracija magnetnog mjerača nivoa

Magnetni mjerači nivoa rade drugačije od druga dva. Vizuelni indikator - kolona preokrenutih magnetnih zastavica - prati fizičku poziciju plutača i općenito ne zahtijeva kalibraciju u istom smislu; nema obrade signala za podešavanje. Ono što zahteva pažnju jeporavnanje skalei, kada je predajnik priključen na mjerač, kalibracija izlaza tog predajnika.

Tipične provjere i procedure:

• Provjerite da specifična težina plovka odgovara procesnom mediju.Plovak veličine pogrešne gustine će se voziti na pogrešnoj poziciji čak i ako je sve ostalo ispravno instalirano - ovo je problem specifikacije, a ne nešto što možete popraviti podešavanjem skale.
• Provjerite slobodno kretanje plovkau komori za vođenje. Svako sljepljivanje, uzrokovano krhotinama, korozijom ili savijenom komorom, pokazat će se kao očitavanje nivoa koje zaostaje ili se uopće ne pomiče.
• Poravnajte skalukoristeći proceduru korekcije proizvođača, koja obično uzima u obzir pomak između središnje linije magneta plovka i baze plovka.
• Ako je priključen magnetostriktivni ili-lančani odašiljač, izvršite standardnu ​​kalibraciju nule/raspona na tom predajniku: pomaknite float na referencu od 0%, potvrdite ili skratite izlaz, a zatim ponovite na 100%.
• Unakr-provjerite vizuelnu kolonu u odnosu na izlaz predajnikaperiodično - neusklađenost između ova dva obično ukazuje na odstupanje kalibracije predajnika, a ne na problem mehaničkog plutanja, budući da sama vizuelna indikacija nema elektroniku za pomjeranje.
• Provjerite ima li magnetnih smetnjiako očitanja dosljedno izgledaju van - jakih vanjskih magnetnih polja u blizini komore mogu utjecati na odziv zastavice, iako je to neuobičajeno u tipičnim instalacijama.

Budući da je osnovna vizuelna indikacija mehanička, a ne elektronska, magnetni mjerači nivoa imaju tendenciju da zadrže svoju tačnost tokom dugog perioda uz minimalnu intervenciju - glavni teret održavanja je na komori za plutanje i, gdje je ugrađen, predajniku.

Suha kalibracija naspram mokra kalibracija: isti izbor, svaka tehnologija

Bez obzira s kojim instrumentom radite, primjenjuje se ista osnovna odluka: kalibrirajte koristeći poznate referentne udaljenosti (suho) ili kalibrirajte prema stvarno napunjenoj posudi (mokro).

• Suva kalibracijaje brži i ne zahtijeva stavljanje plovila van mreže ili punjenje do određenih nivoa. To je podrazumevano za opšte praćenje procesa gde je mala granica greške prihvatljiva.
• Mokra kalibracijauzima u obzir stvarno ponašanje unutar tog specifičnog plovila - unutrašnje prepreke, ne-standardnu ​​geometriju, stvarna svojstva medija - i pravi je izbor za prijenos nadzora, regulatorno izvještavanje ili bilo koju aplikaciju u kojoj je trošak greške veći od troškova dodatnog vremena postavljanja.

Razumna sredina, koja se često koristi u praksi: suva-kalibracija prilikom puštanja u rad koristeći tačne crteže, a zatim provjerite jednom mokrom provjerom u odnosu na očitavanje uronjene trake ili kontrolnog stakla prije nego što instrument počne u punoj funkciji.

Primjer na terenu: isti simptom, tri različita uzroka

Fabrika za obradu koja koristi sva tri tipa instrumenata u različitim posudama jednom je pronašla ponavljajuću pritužbu "očitavanje nivoa ne odgovara rezervoaru" do tri nepovezana uzroka na tri različita senzora, svi su prijavljeni iste nedelje.

Na ultrazvučnom senzoru, uzrok je bio sloj pjene koji je zbunio eho - koji je već pokriven u ultrazvučnom vodiču koji je povezan iznad. Na radarskoj jedinici, uzrok je bio nedostatak podešavanja dielektrične konstante; ostavljena je na zadanoj vrijednosti prikladnoj za vodu, ali stvarni medij je bio mnogo manje reflektirajući rastvarač, slabeći eho i unoseći šum blizu donjeg kraja opsega. Na magnetnom mjeraču nivoa, sam plovak je bio problem - zamjenski plovak instaliran tokom prethodne popravke imao je pogrešnu ocjenu specifične težine za procesni medij, tako da je vozio niže nego što je trebao, bez obzira na to koliko je vaga bila poravnata.

Nijedno od tri nije popravljeno "ponovnim kalibriranjem" u generičkom smislu. Za svako je potrebno razumijevanje o čemu ovisi ta specifična tehnologija kako bi se proizvela tačno očitavanje. To je praktični argument za tretiranje kalibracije kao-specifičnog znanja za instrument, a ne kao jedinstvenu univerzalnu kontrolnu listu.

Koliko često svaki tip instrumenta treba ponovo kalibrirati?

Intervali{0}}navedeni od strane proizvođača uvijek bi trebali nadjačati opće smjernice tamo gdje su konzervativniji, posebno za bilo koji instrument koji hrani sigurnosni-instrumentirani sistem.

Uobičajene greške koje presijecaju sve tri tehnologije

Tretiranje svake neslaganja kao problema kalibracije.Kao što pokazuje primjer polja, popravak je često postavka konfiguracije, mehanička komponenta ili uvjet procesa -, a ne same vrijednosti nule/raspona.

Preskakanje dokumentacije.Koja god tehnologija bila uključena, zapis o kalibraciji koji samo kaže "kalibrirano, OK" skoro je beskorisan za uočavanje trendova pomaka. Svaki put zabilježite referentnu metodu, uslove okoline i vrijednosti prije/poslije.

Pod pretpostavkom da su fabrička podešavanja konačna.Svaki instrument se isporučuje sa zadanom konfiguracijom koja možda ne odgovara vašoj specifičnoj geometriji posude ili procesnom mediju. Provjera te konfiguracije tokom puštanja u rad -, a ne samo nakon što se pojavi problem -, sprječava većinu problema obrađenih u ovom vodiču.

Nedosljedni intervali na sličnim nivoima rizika.Ako se aplikacija{0}}prijenosa skrbništva nad jednom tehnologijom provjerava tromjesečno, jednako kritična aplikacija na drugoj tehnologiji na istoj lokaciji trebala bi biti po uporedivom rasporedu, a ne prepuštena onome što je originalni izvođač puštanja u rad odredio.

Izrada jednostavnog programa kalibracije

Za lokaciju koja koristi mješovite tipove instrumenata, izvodljiv program obično ima tri dijela:

• Nivo kritičnosti za instrument svakog nivoa- prijenos/sigurnost starateljstva, standardni proces i ne-kritični - sa definisanim intervalom za svaki nivo, primjenjuju se dosljedno bez obzira na tehnologiju.
• Zajednički format zapisa o kalibraciji, tako da onaj ko kasnije izvuče istoriju održavanja može porediti instrumente jedan pored drugog umesto da tumači tri različite konvencije evidentiranja.
• Kratka kontrolna lista{0}}specifična za tehnologijuza svaki tip instrumenta - izvučen iz gornjih odjeljaka - tako da se tehničari ne oslanjaju na pamćenje ili primjenu ultrazvučnog načina razmišljanja na magnetni mjerač.

Ništa od ovoga ne zahtijeva poseban softver ili veliki budžet. Zajednička tabela sa tri priložene kontrolne liste pokriva većinu malih-do-srednjih-operacija adekvatno; veće lokacije sa desetinama instrumenata obično ovo preklapaju u svoj postojeći CMMS.

Final Thoughts

Ultrazvučni, radarski i magnetni mjerači nivoa rješavaju isti osnovni problem na tri različita načina, a ta razlika je važnija u vrijeme kalibracije nego što je to u većini planova održavanja. Standardiziranje intervala i dokumentacije na cijeloj web lokaciji je korisno, ali ne bi trebalo prešutjeti činjenicu da svaka tehnologija ima svoje vlastite načine kvara - pjena na ultrazvuku, dielektrične neusklađenosti na radaru, greške specifikacije float na magnetnim mjeračima. Znati s kojim imate posla i o čemu taj određeni instrument zapravo ovisi za tačnost, ono je što razlikuje brzu popravku od ponovnog poziva servisa.

Reference

• Opće smjernice Društva za instrumente Amerike (ISA) - o instrumentaciji za mjerenje nivoa i praksi kalibracije.
• Američki institut za naftu,Priručnik standarda za mjerenje nafte, Poglavlje 3 - principi mjerenja i mjerenja nivoa rezervoara.
• Nacionalni institut za standarde i tehnologiju (NIST) - referentni podaci o brzini zvuka u zraku i njegovoj temperaturnoj zavisnosti.
• Tehnička dokumentacija proizvođača za ultrazvučne, radarske i magnetne instrumente nivoa - mrtvog pojasa-referentne specifikacije, dielektrične konstante i float.
• Niste sigurni koja tehnologija mjerenja nivoa odgovara vašoj aplikaciji ili vam je potrebna pomoć u reviziji praksi kalibracije u mješovitoj floti instrumenata? Pošaljite nam detalje vašeg plovila i uslove procesa - sa zadovoljstvom ćemo vam pomoći da to riješite.

Moglo bi vam se također svidjeti

• Kako kalibrirati ultrazvučni mjerač nivoa: korak-po-vodič za precizno praćenje rezervoara
• Kako kalibrirati magnetni mjerač nivoa: korak-po-vodič za precizno praćenje rezervoara
• Kako kalibrirati radarski senzor nivoa: korak-po{1}}vodič za precizno praćenje rezervoara