Калибровка прибора измерения уровня: полное руководство

На большинстве заводов используется более одного типа уровнемеров. На том же сайте может бытьультразвуковые датчики на открытых резервуарах, радарные передатчикина сосудах под давлением имагнитные указатели уровня для приложений с интерфейсом-, и каждый из них калибруется немного по-разному. На бумаге это нормально, но на практике это часто является причиной непоследовательности калибровки: технические специалисты по умолчанию используют ту процедуру, которую они лучше всего запомнили, а прибор, которому не уделяется особого внимания, обычно уходит дальше всех, прежде чем кто-либо это заметит.

В этом руководстве собраны три наиболее распространенные технологии измерения уровня: - ультразвуковая, радиолокационная и магнитная -. В нем рассказывается, что общего у каждого из них, где различаются этапы калибровки и как построить процедуру обслуживания, которая не зависит от памяти одного технического специалиста. Если вам нужна полная пошаговая процедура-за-для определенного типа инструмента, мы даем ссылки на подробные руководства в каждом разделе.

Почему важна стратегия калибровки, а не только процедура калибровки

По отдельности калибровать один датчик несложно. Более сложная проблема проявляется на уровне завода: при наличии дюжины или более приборов, работающих по трем различным технологиям, непостоянные интервалы калибровки и недокументированные процедуры на самом деле являются причиной расхождений в инвентарных запасах, ложных сигналов тревоги и незапланированных проверок. Стратегия - стандартных интервалов по критичности, общий формат документации и общее понимание того, как выглядит «хорошо» для каждой технологии -, важнее, чем любая отдельная калибровка, выполненная идеально.

Краткий обзор технологий измерения уровня

Прежде чем углубляться в особенности калибровки, полезно узнать, что на самом деле измеряется и почему процедура отличается.

Общее: каждая из этих технологий нуждается в определенном нулевом эталоне и определенном-эталоне. Разница в том, что генерирует сигнал и что может ему мешать.

Калибровка ультразвукового указателя уровня

Ультразвуковая калибровка направлена ​​на установку нулевого (пустого) и диапазона (полного) расстояний, а затем сверку с независимым эталоном в нескольких промежуточных точках. Основной переменной, которой нужно управлять, является акустический путь - все, что нарушает поверхность (пена, турбулентность) или блокирует луч (внутренние препятствия), будет искажать показания, даже если нуль и диапазон установлены правильно.

Прочтите полную процедуру: Как откалибровать ультразвуковой уровнемер- охватывает сухую и влажную калибровку, вопросы-мертвой зоны, компенсацию воздействия окружающей среды, а также практический пример проблемы сноса, связанной с пеной-, которая выглядела как проблема калибровки, но таковой не являлась.

Калибровка радарного датчика уровня

Калибровка радара следует той же логике нуля/диапазона, что и ультразвуковая, но с одной добавленной переменной: диэлектрической проницаемостью технологической среды. Поскольку радар измеряет посредством электромагнитного отражения, а не звука, слабоотражающие среды - легкие углеводороды, сжиженные газы, жидкости с низкой-проводимостью - возвращают более слабое эхо, и передатчик должен знать диэлектрическую ценность среды, чтобы правильно интерпретировать это эхо.

Типичные этапы калибровки:

• Подтвердите пустые и полные опорные расстоянияот чертежа сосуда, то же самое, что и ультразвуковой -, измеренный от торца антенны до самой нижней и самой высокой точки диапазона измерения.
• Введите диэлектрическую проницаемостьдля технологической среды, если преобразователь поддерживает это. Большинство производителей публикуют справочные таблицы; угадывание этого значения является одной из наиболее распространенных причин низкой точности при работе с средами с низкой-диэлектрической проницаемостью.
• Сухая калибровкаиспользует эталонную цель (плоскую металлическую пластину, обычно площадью не менее квадратного метра), расположенную на известных пустых и полных расстояниях, при этом антенна удерживается перпендикулярно ей.
• Мокрая калибровказаполняет резервуар до известных уровней и настраивает выходной сигнал в соответствии с -, что необходимо, когда внутренние препятствия генерируют ложные эхо-сигналы, которые необходимо отобразить и отфильтровать.
• Ложное-отображение эха, иногда называемая «эхо-кривой» или «пустой кривой», записывает отражения от фиксированных внутренних конструкций (мешалок, сопел, лестниц), поэтому программное обеспечение передатчика может игнорировать их во время нормальной работы.
• Проверка на промежуточном уровне, а не только конечные точки - особенно важны на судах с не-плоской крышей или наклоненными внутренними деталями, которые могут исказить показания почти полностью.

Радар, как правило, требует меньше повторной калибровки с течением времени, чем ультразвуковой, поскольку на него не влияют изменения скорости звука,-зависимые от температуры. Это обычный путь обновления для приложений, в которых ультразвук борется с - тяжелым паром, пеной или пылью -, поскольку электромагнитные волны в этих условиях не ослабляются так же, как звуковые волны.

Калибровка магнитного указателя уровня

Магнитные указатели уровня работают иначе, чем два других. Визуальный индикатор - столбец перевернутых магнитных флажков - отслеживает физическое положение поплавка и, как правило, не требует калибровки в том же смысле; нет никакой обработки сигнала, которую нужно было бы регулировать. Что требует внимания, так этовыравнивание шкалыи, если к манометру подключен передатчик, калибровка выходного сигнала этого передатчика.

Типичные проверки и процедуры:

• Убедитесь, что удельный вес поплавка соответствует технологической среде.Поплавок, размер которого соответствует неправильной плотности, будет двигаться в неправильном положении, даже если все остальное установлено правильно - это проблема спецификации, которую нельзя исправить, отрегулировав масштаб.
• Проверьте свободное движение поплавкав направляющей камере. Любое заедание, вызванное мусором, коррозией или погнутой камерой, будет отображаться как отстающее показание уровня или вообще не двигающееся.
• Выровняйте масштабиспользуя процедуру коррекции производителя, которая обычно учитывает смещение между осевой линией магнита поплавка и основанием поплавка.
• Если подключен магнитострикционный или герконовый-цепной передатчик, выполните стандартную калибровку нуля/диапазона на этом преобразователе: переместите поплавок к опорному значению 0 %, подтвердите или подстройте выходной сигнал, затем повторите при 100 %.
• Перекрестно-сверьте визуальный столбец с выходным сигналом передатчика.периодически - несоответствие между ними обычно указывает на дрейф калибровки преобразователя, а не на механическую проблему с поплавком, поскольку сама визуальная индикация не имеет электроники, которая могла бы дрейфовать.
• Проверьте наличие магнитных помехесли показания постоянно отклоняются от -, сильные внешние магнитные поля рядом с камерой могут повлиять на реакцию флажка, хотя в типичных установках это происходит редко.

Поскольку основная визуальная индикация является механической, а не электронной, магнитные указатели уровня, как правило, сохраняют свою точность в течение длительного времени с минимальным вмешательством -, основная нагрузка по техническому обслуживанию ложится на поплавковую камеру и, если она установлена, на датчик.

Сухая калибровка и мокрая калибровка: один и тот же выбор, любая технология

Независимо от того, с каким прибором вы работаете, применяется одно и то же фундаментальное решение: калибровать с использованием известных эталонных расстояний (сухой) или калибровать по реальному наполненному сосуду (влажный).

• Сухая калибровкаработает быстрее и не требует отключения сосуда или заполнения его до определенного уровня. Это значение по умолчанию для общего мониторинга процессов, где допустима небольшая погрешность.
• Мокрая калибровкаучитывает реальное поведение внутри конкретного сосуда - внутренние препятствия, не-стандартную геометрию, фактические свойства среды - и является правильным выбором для коммерческого учета, нормативной отчетности или любого приложения, где цена ошибки перевешивает стоимость дополнительного времени на настройку.

Разумная золотая середина, часто используемая на практике: сухая-калибровка при вводе в эксплуатацию с использованием точных чертежей, а затем проверка с помощью единственной влажной проверки по показаниям измерительной ленты или смотрового стекла, прежде чем прибор начнет работать в полную силу.

Практический пример: один и тот же симптом, три разные основные причины

Технологическое предприятие, использующее все три типа приборов на разных емкостях, однажды отследило повторяющуюся жалобу «показания уровня не соответствуют резервуару» до трех несвязанных причин на трех разных датчиках, о которых сообщалось на одной и той же неделе.

На ультразвуковом датчике причиной был слой пены, мешающий эхосигналу -, уже указанному в ультразвуковом проводнике, указанном выше. На радиолокационном блоке причиной стала неправильная настройка диэлектрической проницаемости; для него было оставлено значение по умолчанию, подходящее для воды, но фактическая среда представляла собой гораздо менее отражающий растворитель, что ослабляло эхо и вносило шум вблизи нижнего края диапазона. На магнитном указателе уровня проблема заключалась в самом поплавке - сменный поплавок, установленный во время предыдущего ремонта, имел неправильное значение удельного веса для технологической среды, поэтому его значение было ниже, чем должно было быть, независимо от того, насколько хорошо была выровнена шкала.

Ни один из трех не был исправлен путем «перекалибровки» в общем смысле. Для получения точных показаний каждому из них необходимо понимать, от чего зависит эта конкретная технология. Это практический аргумент в пользу того, чтобы рассматривать калибровку как знания,-специфичные для конкретного прибора, а не как единый универсальный контрольный список.

Как часто следует проводить повторную калибровку каждого типа приборов?

Интервалы,-указанные производителем, всегда должны преобладать над общими рекомендациями, если они более консервативны, особенно для любого прибора, питающего систему, оснащенную средствами безопасности-.

Распространенные ошибки, присущие всем трем технологиям

Рассматривайте каждое несоответствие как проблему калибровки.Как показывает пример поля, исправлением часто является параметр конфигурации, механический компонент или состояние процесса -, а не сами значения нуля или диапазона.

Пропуск документации.Какая бы технология ни использовалась, запись о калибровке, в которой говорится только «откалибровано, ОК», почти бесполезна для выявления тенденций дрейфа. Каждый раз записывайте эталонный метод, условия окружающей среды и значения до/после.

Предполагается, что заводские настройки являются окончательными.Каждый прибор поставляется с конфигурацией по умолчанию, которая может не соответствовать конкретной геометрии резервуара или технологической среде. Проверка этой конфигурации во время ввода в эксплуатацию -, а не сразу после обнаружения проблемы - предотвращает большинство проблем, описанных в этом руководстве.

Непоследовательные интервалы между одинаковыми уровнями риска.Если заявка на коммерческую-передачу по одной технологии проверяется ежеквартально, столь же важная заявка на другую технологию на том же объекте должна выполняться по сопоставимому графику, а не зависеть от того, что установил первоначальный подрядчик по вводу в эксплуатацию.

Создание простой программы калибровки

Для сайта, на котором используются инструменты смешанного типа, работоспособная программа обычно состоит из трех частей:

• Уровень критичности для инструмента каждого уровня- Коммерческий учет/безопасность, стандартный процесс и не-критический - с определенным интервалом для каждого уровня, применяемый последовательно независимо от технологии.
• Общий формат записи калибровки, чтобы тот, кто позже получит историю обслуживания, мог сравнить инструменты вместо того, чтобы интерпретировать три разных соглашения о регистрации.
• Краткий контрольный список-по конкретной технологиидля каждого типа прибора - взято из разделов выше -, чтобы технические специалисты не полагались на память или не применяли ультразвуковой подход к магнитному манометру.

Все это не требует специального программного обеспечения или большого бюджета. Общая таблица с тремя прикрепленными контрольными списками адекватно охватывает большинство операций малого-и-среднего-масштаба; более крупные сайты с десятками инструментов обычно включают это в свои существующие CMMS.

Заключительные мысли

Ультразвуковые, радарные и магнитные уровнемеры решают одну и ту же основную проблему тремя разными способами, и эта разница имеет большее значение во время калибровки, чем учитывается большинством графиков технического обслуживания. Стандартизация интервалов и документации на объекте полезна, но она не должна скрывать тот факт, что каждая технология имеет свои собственные режимы отказа: - пена на ультразвуке, диэлектрические несоответствия на радаре, ошибки спецификации поплавка на магнитных датчиках. Знание того, с каким из них вы имеете дело и от чего на самом деле зависит точность этого конкретного прибора, — вот что отличает быстрое исправление от повторного обращения в службу поддержки.

Ссылки

• Американское общество приборов (ISA) - общие рекомендации по приборам для измерения уровня и методам калибровки.
• Американский нефтяной институт,Руководство по стандартам измерения нефти, Глава 3 - принципы измерения и измерения уровня в резервуарах.
• Национальный институт стандартов и технологий (NIST) - справочные данные о скорости звука в воздухе и ее температурной зависимости.
• Техническая документация производителя ультразвуковых, радиолокационных и магнитных уровнемеров - мертвая зона-, диэлектрическая проницаемость и характеристики поплавка.
• Не знаете, какая технология измерения уровня подходит для вашего применения, или вам нужна помощь в аудите методов калибровки для смешанного парка приборов? Отправьте нам информацию о своем судне и условия процесса -, мы будем рады помочь вам разобраться с этим.

Вам также может понравиться

• Как откалибровать ультразвуковой уровнемер: пошаговое --пошаговое руководство для точного мониторинга резервуара
• Как откалибровать магнитный уровнемер: пошаговое --пошаговое руководство для точного мониторинга резервуара
• Как откалибровать радарный датчик уровня: пошаговое --пошаговое руководство для точного мониторинга резервуара