Kalibracija instrumenta za mjerenje razine: Potpuni vodič

Većina postrojenja koristi više od jedne vrste instrumenta za niveliranje. Ista stranica možda imaultrazvučni senzori na otvorenim spremnicima, radarski odašiljačina posudama pod tlakom, imagnetski mjerači razine na aplikacijama sučelja- i svaki se malo drugačije kalibrira. To je u redu na papiru, ali u praksi je to često razlog zbog kojeg kalibracija nije dosljedna: tehničari zadano koriste bilo koji postupak kojeg se najbolje sjećaju, a instrument koji ne privlači mnogo pažnje obično je onaj koji odluta najviše prije nego što itko primijeti.

Ovaj vodič objedinjuje tri najčešće tehnologije mjerenja razine - ultrazvučnu, radarsku i magnetsku - u jednu referencu. Pokriva što je svakome zajedničko, gdje se koraci kalibracije razlikuju i kako izgraditi rutinu održavanja koja ne ovisi o memoriji jednog tehničara. Ako trebate potpuni postupak korak-po-za određenu vrstu instrumenta, postavili smo vezu na detaljne vodiče u svakom odjeljku.

Zašto je važna strategija kalibracije, a ne samo postupak kalibracije

Pojedinačno, kalibracija jednog senzora je jednostavna. Teži problem pojavljuje se na razini tvornice: s desetak ili više instrumenata u tri različite tehnologije, nedosljedni intervali kalibracije i nedokumentirani postupci su ono što zapravo uzrokuje odstupanja inventara, lažne alarme i neplanirane inspekcije. Strategija - standardni intervali prema kritičnosti, zajednički format dokumentacije i zajedničko razumijevanje kako "dobro" izgleda za svaku tehnologiju - važnije je od bilo koje pojedinačne kalibracije koja je savršeno obavljena.

Tehnologije mjerenja razine na prvi pogled

Prije nego što uđemo u detalje kalibracije, korisno je znati što se zapravo mjeri i zašto se postupak razlikuje.

Zajednička nit: svaka od ovih tehnologija treba definiranu nultu referencu i definiranu referencu punog-razmjera. Razlika je u tome što generira signal i što ga može ometati.

Ultrazvučna kalibracija mjerača razine

Ultrazvučna kalibracija usredotočena je na postavljanje nulte (prazno) i rasponske (pune) udaljenosti, zatim provjeru u odnosu na neovisnu referencu na nekoliko međutočaka. Glavna varijabla kojom se upravlja je akustični put - sve što ometa površinu (pjena, turbulencija) ili blokira snop (unutarnje prepreke) izbacit će očitanja čak i kada su nula i raspon ispravno postavljeni.

Pročitajte cijeli postupak: Kako kalibrirati ultrazvučni mjerač razine- pokriva suhu naspram mokre kalibracije, razmatranja-mrtvog pojasa, ekološku kompenzaciju i terenski primjer problema s pomicanjem-u vezi s pjenom koji je izgledao kao problem kalibracije, ali nije bio.

Kalibracija radarskog senzora razine

Radarska kalibracija slijedi istu logiku nule/raspona kao i ultrazvučna, ali s jednom dodanom varijablom: dielektričnom konstantom procesnog medija. Budući da radar mjeri putem elektromagnetske refleksije, a ne zvuka, slabo reflektirajući mediji - laki ugljikovodici, ukapljeni plinovi, niske-tekućine - vraćaju slabiji eho, a odašiljač mora znati dielektričnu vrijednost medija kako bi ispravno protumačio taj eho.

Tipični koraci kalibracije:

• Potvrdite prazne i pune referentne udaljenostiiz crteža posude, isto kao ultrazvučno - mjereno od prednje strane antene do najniže i najviše točke u mjernom rasponu.
• Unesite dielektričnu konstantuza procesni medij, ako ga transmiter podržava. Većina proizvođača objavljuje referentne tablice; pogađanje ove vrijednosti jedan je od najčešćih uzroka niske točnosti na medijima s niskim-dielektrikom.
• Suha kalibracijakoristi referentnu metu (ravnu metalnu ploču, obično najmanje kvadratni metar) postavljenu na poznatu praznu i punu udaljenost, s antenom koja je okomita na nju.
• Mokra kalibracijapuni posudu do poznatih razina i prilagođava izlaz kako bi odgovarao - potrebno kada unutarnje prepreke generiraju lažne odjeke koje je potrebno mapirati i filtrirati.
• Lažno-mapiranje odjeka, koja se ponekad naziva "krivulja odjeka" ili "prazna krivulja", bilježi refleksije od fiksnih unutarnjih struktura (mješalice, mlaznice, ljestve) tako da ih softver odašiljača može zanemariti tijekom normalnog rada.
• Provjerite na srednjim razinama, a ne samo krajnje točke - osobito važne na plovilima s ne-ravnim krovom ili ukošenim unutarnjim dijelovima, što može iskriviti očitanje gotovo puno.

Radar obično zahtijeva manje ponovne kalibracije tijekom vremena nego ultrazvučni jer na njega ne utječu temperaturne-promjene brzine zvuka. To je uobičajeni put nadogradnje za aplikacije u kojima se ultrazvuk bori - s teškom parom, pjenom ili prašinom - jer elektromagnetski valovi nisu prigušeni u tim uvjetima na isti način kao zvučni valovi.

Kalibracija magnetskog mjerača razine

Magnetski mjerači razine rade drugačije od druga dva. Vizualni indikator - stupac okrenutih magnetskih zastavica - prati fizički položaj plovka i općenito ne zahtijeva kalibraciju u istom smislu; nema obrade signala za podešavanje. Ono što zahtijeva pažnju jeporavnanje mjerilai, gdje je transmiter priključen na mjerač, kalibracija izlaza tog transmitera.

Tipične provjere i postupci:

• Provjerite odgovara li specifična težina plovka procesualnom mediju.Plovak čija je veličina pogrešne gustoće vozit će se na krivom položaju 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 zapinjanje, uzrokovano krhotinama, korozijom ili savijenom komorom, prikazat će se kao očitanje razine koje zaostaje ili se uopće ne pomiče.
• Poravnajte mjerilokorištenjem postupka korekcije proizvođača, koji obično uzima u obzir pomak između središnje crte magneta plovka i baze plovka.
• Ako je priključen magnetostrikcijski ili lančani-odašiljač, izvršite standardnu ​​kalibraciju nule/raspona na tom transmiteru: pomaknite plovak na 0% reference, potvrdite ili smanjite izlaz, zatim ponovite na 100%.
• Unakr-provjerite vizualni stupac u odnosu na izlaz odašiljačapovremeno - neusklađenost između to dvoje obično ukazuje na pomak kalibracije odašiljača, a ne na mehanički problem plutanja, budući da sama vizualna indikacija nema elektroniku za pomicanje.
• Pregledajte ima li magnetskih smetnjiako očitanja izgledaju stalno izvan - jaka vanjska magnetska polja u blizini komore mogu utjecati na odziv zastavice, iako je to neuobičajeno u tipičnim instalacijama.

Budući da je osnovna vizualna indikacija mehanička, a ne elektronička, magnetski mjerači razine imaju tendenciju zadržati svoju točnost tijekom dugih razdoblja uz minimalnu intervenciju - glavni teret održavanja leži na komori plovka i, ako je ugrađen, transmiteru.

Suha kalibracija naspram mokre kalibracije: isti izbor, svaka tehnologija

Bez obzira s kojim instrumentom radite, vrijedi ista temeljna odluka: kalibrirajte pomoću poznatih referentnih udaljenosti (suho) ili kalibrirajte prema stvarno napunjenoj posudi (mokro).

• Suha kalibracijaje brži i ne zahtijeva isključivanje posude ili njeno punjenje do određenih razina. To je zadana postavka za opće praćenje procesa gdje je prihvatljiva mala margina pogreške.
• Mokra kalibracijauzima u obzir stvarno ponašanje unutar te specifične posude - unutarnje prepreke, ne-standardna geometrija, stvarna svojstva medija - i pravi je izbor za prijenos skrbništva, regulatorno izvješćivanje ili bilo koju primjenu u kojoj cijena pogreške nadmašuje cijenu dodatnog vremena postavljanja.

Razumna sredina, koja se često koristi u praksi: suho-kalibrirajte pri puštanju u rad pomoću točnih crteža, a zatim provjerite jednom mokrom provjerom na traci za umakanje ili očitanju na kontrolnom staklu prije nego što instrument krene u puni rad.

Terenski primjer: isti simptom, tri različita temeljna uzroka

Postrojenje za obradu koje pokreće sva tri tipa instrumenata na različitim plovilima jednom je otkrilo ponavljajuću pritužbu "očitavanje razine ne odgovara spremniku" na tri nepovezana uzroka na tri različita senzora, svi prijavljeni isti tjedan.

Na ultrazvučnom senzoru uzrok je bio sloj pjene koji je zbunio odjek - koji je već pokriven u ultrazvučnom vodiču s gornjom vezom. Na radarskoj jedinici uzrok je nedostajala postavka dielektrične konstante; ostavljena je na zadanoj vrijednosti prikladnoj za vodu, ali je stvarni medij bio puno manje reflektirajuće otapalo, slabeći jeku i unoseći šum blizu donjeg ruba raspona. Na magnetskom mjeraču razine, sam plovak je bio problem - zamjenski plovak instaliran tijekom prethodnog popravka imao je pogrešnu specifičnu gravitaciju za procesni medij, tako da je bio niži nego što je trebao, bez obzira na to koliko je ljestvica bila dobro poravnata.

Nijedan od ta tri nije popravljen "rekalibracijom" u generičkom smislu. Svaki je zahtijevao razumijevanje o čemu ta specifična tehnologija ovisi da bi se proizvelo točno očitanje. To je praktičan argument za tretiranje kalibracije kao-znanja specifičnog za instrument, a ne jedinstvenog univerzalnog popisa za provjeru.

Koliko često treba rekalibrirati svaku vrstu instrumenta?

Intervali-određeni proizvođačem uvijek bi trebali nadjačati opće smjernice tamo gdje su konzervativniji, posebno za bilo koji instrument koji napaja sustav-sa sigurnosnim instrumentima.

Uobičajene pogreške koje se odnose na sve tri tehnologije

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

Preskakanje dokumentacije.Koja god tehnologija bila uključena, zapis kalibracije koji kaže samo "kalibrirano, OK" gotovo je beskoristan za uočavanje trendova pomicanja. Svaki put zabilježite referentnu metodu, uvjete okoline i vrijednosti prije/poslije.

Pod pretpostavkom da su tvorničke postavke konačne.Svaki se instrument isporučuje sa zadanom konfiguracijom koja možda neće odgovarati vašoj specifičnoj geometriji posude ili mediju procesa. Provjera te konfiguracije tijekom puštanja u pogon - ne tek nakon što se pojavi problem - sprječava većinu problema obuhvaćenih ovim vodičem.

Nedosljedni intervali na sličnim razinama rizika.Ako se aplikacija za{0}}prijenos skrbništva na jednoj tehnologiji provjerava tromjesečno, jednako kritična aplikacija na drugoj tehnologiji na istoj lokaciji trebala bi biti na usporedivom rasporedu, a ne prepuštena onome što je postavio izvorni izvođač radova.

Izrada jednostavnog programa za kalibraciju

Za mjesto koje koristi mješovite vrste instrumenata, funkcionalni program obično ima tri dijela:

• Razina kritičnosti za instrument svake razine- prijenos skrbništva/sigurnost, standardni postupak i ne-kritični - s definiranim intervalom za svaku razinu, koji se dosljedno primjenjuje bez obzira na tehnologiju.
• Format zajedničkog zapisa kalibracije, tako da onaj tko kasnije izvuče povijest održavanja može usporediti instrumente jedan pored drugog umjesto da tumači tri različite konvencije zapisivanja.
• Kratak kontrolni popis-specifičan za tehnologijuza svaku vrstu instrumenta - izvučeno iz gornjih odjeljaka - tako da se tehničari ne oslanjaju na pamćenje ili primjenjuju ultrazvučni način razmišljanja na magnetski mjerač.

Ništa od ovoga ne zahtijeva poseban softver ili veliki budžet. Zajednička proračunska tablica s tri priložena popisa za provjeru pokriva većinu malih-do-srednjih-operacija na odgovarajući način; veća mjesta s desecima instrumenata obično to savijaju u svoj postojeći CMMS.

Završne misli

Ultrazvučni, radarski i magnetski mjerači razine rješavaju isti osnovni problem na tri različita načina, a ta je razlika važnija u vrijeme kalibracije nego većina planova održavanja. Standardiziranje intervala i dokumentacije na cijelom mjestu je korisno, ali ne bi trebalo zanemariti činjenicu da svaka tehnologija ima vlastite načine kvara - pjena na ultrazvučnom, dielektrična neusklađenost na radaru, greške specifikacije plovka na magnetskim mjeračima. Znati s kojim instrumentom imate posla i o čemu zapravo ovisi preciznost tog određenog instrumenta ono je što razdvaja brzi popravak od ponovnog poziva servisu.

Reference

• Američko društvo instrumenata (ISA) - opće smjernice o instrumentima za mjerenje razine i postupcima kalibracije.
• Američki institut za naftu,Priručnik mjernih standarda nafte, Poglavlje 3 - mjerenje spremnika i načela mjerenja razine.
• Nacionalni institut za standarde i tehnologiju (NIST) - referentni podaci o brzini zvuka u zraku i njegovoj ovisnosti o temperaturi.
• Tehnička dokumentacija proizvođača za ultrazvučne, radarske i magnetske instrumente za mjerenje - mrtvog-mrtvog pojasa, dielektričnu konstantu i reference specifikacije plovka.
• Niste sigurni koja razina mjerne tehnologije odgovara vašoj primjeni ili vam je potrebna pomoć u reviziji prakse kalibracije u mješovitoj floti instrumenata? Pošaljite nam svoje pojedinosti o brodu i uvjete procesa - rado ćemo vam pomoći u tome.

Moglo bi vam se također svidjeti

• Kako kalibrirati ultrazvučni mjerač razine: Vodič-po-korak za točan nadzor spremnika
• Kako kalibrirati magnetski mjerač razine: Vodič-po-korak za točan nadzor spremnika
• Kako kalibrirati radarski senzor razine: Vodič-po-korak za točan nadzor spremnika