یک سیاهه مربوط به تعمیر و نگهداری تقریباً در هر طبقه گیاهی بردارید و در نهایت سطحی را خواهید یافت که با آنچه در مخزن وجود دارد مطابقت ندارد. نه بار از ده بار، این یک حسگر بد نیست - این سنسوری است که هرگز به درستی کالیبره نشده است، یا سنسوری است که از تحمل خارج شده و هیچ کس به موقع آن را نگرفته است.سطح سنج های اولتراسونیکاز نظر مفهومی ساده هستند: ارسال یک پالس، زمان اکو، محاسبه فاصله. مشکلات دقت ناشی از تعداد انگشت شماری از جزئیات کوچک است که در طول راه اندازی نادیده گرفته می شوند و در طول ماه ها کارکرد بی سر و صدا ترکیب می شوند.
این راهنما کالیبراسیون را پوشش میدهد که ما یک تکنسین را در مقابل مخزن قرار میدهیم - چه چیزی را قبل از لمس کردن منوی پیکربندی بررسی کنیم، چگونه صفر و فاصله را به درستی تنظیم کنیم، و کدام اشتباهات بیشترین تماسهای سرویس را ایجاد میکنند.
چرا کالیبراسیون بیشتر از آن چیزی که مردم فکر می کنند اهمیت دارد؟
سطح سنج اولتراسونیک سطح را به طور غیر مستقیم اندازه گیری می کند. مبدل یک پالس صوتی را به سمت سطح مایع یا جامد می فرستد و الکترونیک آنبورد فاصله زمانی را که برای بازگشت اکو طول می کشد را بر اساس سرعت صوت در هوا محاسبه می کند. این سرعت صوت ثابت نیست - با دما، رطوبت و ترکیب گاز داخل ظرف تغییر میکند. سنسوری که در هنگام نصب یک بار کالیبره شده و دیگر هرگز لمس نمیشود، بسته به اینکه شرایط فرآیند از تنظیمات اولیه چقدر فاصله داشته باشد، گاهی چند میلیمتر، گاهی چندین سانتیمتر جابجا میشود.
برای برنامههای غیر حیاتی - یک مخزن جمعآوری آب باران، برای مثال - یک حرکت کوچک به سختی اهمیت دارد. اما در دوز شیمیایی، انتقال نگهدارنده یا هر فرآیندی که در آن دادههای سطح به حلقههای کنترل خودکار وارد میشوند، این رانش میتواند به مخازن پر شده، آلارمهای خاموش یا شمارش نادرست موجودی تبدیل شود. کالیبراسیون روتین چیزی است که باعث می شود عدد روی صفحه با عدد موجود در مخزن مطابقت داشته باشد.
درک دو نقطه مرجع: صفر و فاصله
هر کالیبراسیون سطح اولتراسونیک به تنظیم صحیح دو نقطه مرجع منجر می شود.
نقطه صفر (فاصله خالی)
نقطه صفر فاصله از سطح مبدل تا پایینترین نقطهای است که حسگر برای اندازهگیری - معمولاً کف مخزن به آن نیاز دارد، یا اگر مخزن دارای یک لوله یا اتصالات خروجی باشد که یک منطقه مرده ایجاد میکند، یک مرجع سطح پایین تعریف شده- است. این را اشتباه بگیرید، و هر خوانش بالای آن با یک افست ثابت خاموش می شود، حتی اگر زمان بندی اکو خام سنسور عالی باشد.
نقطه دهانه (فاصله کامل)
دهانه، که گاهی اوقات -مقیاس کامل یا نقطه سطح بالا- نامیده میشود، کوتاهترین فاصلهای را که سنسور معمولاً نزدیک بالای محدوده اندازهگیری میخواند، - میخواند. صفر و دهانه با هم پنجره کاری را ایجاد می کنند که فرستنده برای تبدیل زمان اکو به درصد یا خروجی واحد مهندسی (4 تا 20 میلی آمپر، HART یا دیجیتال) استفاده می کند.
هر دو نقطه را درست بگیرید و کل محدوده اندازه گیری بین آنها به درستی مقیاس می شود. یکی را اشتباه بگیرید، و سنسوری دارید که ممکن است 50% خوب بخواند، اما به طور محسوسی نزدیک خالی یا پر حرکت می کند.
مرحله به مرحله-روش کالیبراسیون مرحله به مرحله
1. ابتدا هندسه نصب را تأیید کنید
قبل از لمس هر منوی کالیبراسیون، تنظیمات فیزیکی را تأیید کنید. فاصله واقعی از صفحه مبدل تا پایینترین نقطه قابل اندازهگیری در ظرف را اندازهگیری کنید و فاصله مسدود شدن را یادداشت کنید (حداقل محدوده نزدیک-که مبدل به دلیل زنگ مبدل نمیتواند بخواند). سازندگان این شکل باند مرده را در برگه داده منتشر میکنند - بدون توجه به اینکه یکی از رایجترین منابع خوانشهای نامنظم در سطح پایین- است.
همچنین بررسی کنید که زاویه پرتو مسیر روشنی به سطح داشته باشد. موانعی مانند نردبان ها، شفت های همزن، یا نازل های ورودی در داخل مخروط، پژواک های کاذبی ایجاد می کنند که حسگر ممکن است به جای سطح واقعی روی آن قفل شود.
2. کالیبراسیون خشک یا کالیبراسیون مرطوب را انتخاب کنید
دو روش عملی برای تنظیم نقاط مرجع وجود دارد و انتخاب بستگی به کاربرد و میزان اهمیت نیاز به دقت دارد.
کالیبراسیون خشکاز فواصل شناخته شده به جای سطح مایع واقعی استفاده می کند. شما فاصله خالی (پایین مخزن تا مبدل) و فاصله کامل (یا دهانه) را مستقیماً از طریق صفحه کلید محلی یا نرم افزار پیکربندی بر اساس نقشه مکانیکی کشتی وارد می کنید. این روش سریعتر است و معمولاً برای مخازن{2}منظورهای که حاشیه خطای کمی قابل قبول است، کافی است.
کالیبراسیون مرطوبشامل پر کردن مخزن به دو یا چند سطح شناخته شده - است که به طور مستقل با نوار شیب، شیشه دید یا مرجع مدرج - تأیید شده و خروجی فرستنده را برای مطابقت تنظیم می کند. این روش رفتار آکوستیک واقعی در داخل کشتی واقعی، از جمله هرگونه اثرات سیگنال جزئی از هندسه مخزن را به حساب میآورد، و رویکرد ارجح برای انتقال نگهبانی، گزارشدهی نظارتی، یا هر فرآیندی است که در آن هزینه خواندن نادرست بالا است.
3. نقطه صفر را تنظیم کنید
با خالی بودن مخزن (یا در پایین ترین سطح تعریف شده)، به منوی پیکربندی فرستنده - یا از طریق صفحه نمایش محلی، یک ارتباط دهنده HART دستی، یا نرم افزار پیکربندی بسته به مدل، دسترسی پیدا کنید. مقدار فاصله خالی را وارد یا تأیید کنید. در اکثر فرستنده های مدرن، این کار را می توان با ورود عددی مستقیم یا با یک تابع "صفر خودکار" انجام داد که پژواک جاری را می خواند و آن را به عنوان مرجع ذخیره می کند.
4. Span Point را تنظیم کنید
این روند را در انتهای بالای محدوده تکرار کنید. اگر در حال انجام کالیبراسیون مرطوب هستید، مخزن را به سطح بالای شناخته شده خود برسانید و مطابقت خروجی فرستنده را تأیید کنید. اگر خشک است، مقدار فاصله کامل-مقیاس را از نقشه کشتی وارد کنید.
5. تأیید در برابر یک مرجع مستقل
این مرحله بیشتر از آنچه که باید رد می شود. پس از تنظیم صفر و دهانه، قرائت فرستنده را با روش مستقل - خواندن نوار شیب، شیشه دید یا ابزار درجه بندی شده دوم - در دو یا سه سطح متوسط، نه فقط در نقاط پایانی، بررسی کنید. اگر الگوریتم پردازش اکو با سطح دشواری (فوم، آشفتگی، یا یک ظرف باریک با بازتاب دیواره قوی) دست و پنجه نرم میکند، حسگری که در ردیفهای خالی و پر قرار میگیرد، همچنان میتواند یک خطای کمانی- در وسط محدوده نشان دهد.
6. برای جبران زیست محیطی تنظیم کنید
اگر برنامه شامل نوسانات قابل توجه دما است - مخزن در معرض مستقیم خورشید، یا ظرفی با محتویات گرم شده - بررسی کنید که آیا فرستنده ورودی جبران دما یا حسگر داخلی- دارد. سرعت صوت در هوا تقریباً 0.17٪ در هر درجه تغییر می کند، که در هر درجه کوچک است اما در کاربردهایی با دامنه دمایی فصلی یا فرآیندی گسترده است.
7. کالیبراسیون را مستند کنید
تاریخ، روش مرجع استفاده شده، شرایط محیطی، نام تکنسین و خوانش های قبل و بعد را ثبت کنید. این فقط یک کاغذبازی نیست - بلکه دنباله داده است که به تکنسین بعدی اجازه میدهد روندها را در طول زمان به جای شروع از صفر هر بار که چیزی به نظر میرسد، تشخیص دهد.
اشتباهات رایج کالیبراسیون که ارزش اجتناب از آنها را دارد
نادیده گرفتن منطقه مردهتنظیم نقطه صفر در حداقل فاصله انسداد سازنده باعث ایجاد قرائت های ناپایدار یا از دست رفته در نزدیکی خالی می شود که اغلب به اشتباه به عنوان سنسور معیوب تشخیص داده می شود.
کالیبراسیون با سطح آشفتهفوم، تلاطم شدید، یا یک همزن که در حین کالیبراسیون کار میکند میتواند باعث قفل شدن سنسور بر روی یک اکو کاذب شود. در صورت امکان، در شرایط سطحی پایدار و ساکت کالیبره کنید.
رد شدن از بررسی{0} محدوده متوسط.همانطور که در بالا ذکر شد، تأیید فقط دو نقطه پایانی، خطاهایی را که در جای دیگری از محدوده نشان داده می شوند، پنهان می کند.
فراموش کردن کالیبراسیون مجدد{0}}بعد از تغییر فرآیند.تغییر به محصولی متفاوت با تراکم بخار متفاوت، یا اصلاح اتصالات داخلی مخزن، میتواند رفتار صوتی را به اندازهای تغییر دهد که کالیبراسیون جدید - نه فقط بازنشانی میانافزار را تضمین کند.
عدم توجه به زاویه نصبمبدلی که عمود بر سطح مایع نصب نشده باشد، پالس را از گیرنده دور می کند تا به سمت آن بازتاب کند، که قدرت سیگنال را ضعیف می کند و زمانی که در واقع یک مشکل مکانیکی باشد، می تواند مانند یک مشکل کالیبراسیون به نظر برسد.
یک مثال میدانی: زمانی که "کالیبراسیون مجدد" مشکل واقعی نبود
یک عملیات اختلاط شیمیایی متوسط-یک بار یک مشکل تکرارشونده را نشان داد: سطح سنج اولتراسونیک آنها در مخزن اختلاط، سطحی را تقریباً 8٪ بالاتر از آنچه اپراتورها به صورت دستی در تغییر شیفت تأیید میکردند نشان میداد. اولین حرکت تیم تعمیر و نگهداری این بود که - را دو بار کالیبره کرد. هر دو بار قرائت بلافاصله پس از کالیبراسیون صحیح به نظر می رسید، سپس در عرض چند روز به عقب برگشت.
معلوم شد که علت واقعی کف است. فرآیند اختلاط یک لایه فوم پایدار به ضخامت چند سانتیمتر ایجاد کرد و حسگر به جای سطح مایع واقعی زیر آن، روی سطح فوم قفل میشد. هیچ مقدار تنظیم صفر/فاصله آن را برطرف نمی کند، زیرا نقاط صفر و دهانه هرگز اشتباه نبودند - هدف پژواک بود. تغییر تنظیمات پردازش اکو{4}}سنسور به حالتی که برای سطوح مستعد فوم- تنظیم شده است، و اضافه کردن یک تأخیر میرایی کوتاه برای فیلتر کردن پژواک نزدیک کاذب-، رانش را بدون دست زدن به کالیبراسیون برطرف کرد.
درس به خوبی تعمیم می دهد: هر اختلاف سطحی یک مسئله کالیبراسیون نیست. قبل از تنظیم صفر و دهانه، ارزش آن را دارد که شرایط سطح، هندسه نصب و تداخل سیگنال - را رد کنید، در غیر این صورت در نهایت حسگری را که در تمام مدت هدف واقعی خود را به درستی میخواند، دوباره کالیبره میکنید.
هر چند وقت یکبار باید کالیبره مجدد کرد؟
هیچ بازهای وجود ندارد که برای هر برنامه کاربردی مناسب باشد - این بستگی به این دارد که اندازهگیری چقدر مهم است و شرایط فرآیند چقدر پایدار است. به عنوان یک دستورالعمل کلی:
- انتقال حضانت یا برنامههای گزارش{0} نظارتی: به صورت سه ماهه در برابر مراجع قابل ردیابی تأیید کنید.
- نظارت بر فرآیند استاندارد در شرایط پایدار: یک چک سالانه معمولا کافی است.
- محیط های سخت یا متغیر(نوسانات گسترده دما، گرد و غبار یا بخار{0}}اتمسفر سنگین): بررسیهای مکرر نقطهای ارزش تلاش بیشتری را دارد، زیرا این شرایط حرکت رانش را تسریع میکنند.
توصیههای سازنده همیشه باید در اولویتهایی قرار گیرند که محافظهکارانهتر از موارد فوق هستند، بهویژه برای فرستندههای مورد استفاده در سیستمهای ابزاری{0}ایمنی.
وقتی سنسور را انتخاب می کنید این به چه معناست
تلاش کالیبراسیون ارزش آن را دارد که قبل از خرید، نه فقط پس از نصب، در نظر گرفته شود. چند نکته کاربردی برای سنجش:
عملکردهای خودکار-صفر و یک- دهانه دکمهزمان راهاندازی را بهطور قابلتوجهی در{0}}تاسیسات چند مخزن کاهش دهید، بهویژه زمانی که یک پیمانکار باید دهها حسگر را در یک برنامه فشرده راهاندازی کند.
جبران دمایی داخلی-اگر حسگر در خارج از منزل یا نزدیک تجهیزات گرم شونده قرار گیرد، بیش از آن چیزی است که در برگه داده به نظر میرسد.
نمایههای پردازش پژواک{0}}قابل تنظیم(فم، هم زدن، سطوح دی الکتریک کم) می تواند یک بازدید از خدمات را در خط پایین ذخیره کند، همانطور که مثال میدانی بالا نشان می دهد. انتخاب نمایه مناسب در طول راه اندازی آسان تر از تشخیص مشکل کالیبراسیون "شبح" ماه ها بعد است.
خروجی HART یا دیجیتال با پیکربندی از راه دوربه یک تکنسین اجازه میدهد تا کالیبراسیون را از اتاق کنترل تأیید و تنظیم کند، که برای مخازنی که دسترسی فیزیکی به آنها دشوار است مهم است.a سنسور سطح رادارممکن است برای همان گردش کار پیکربندی از راه دور مناسب تر باشد.
هیچکدام از اینها جایگزین تمرین خوب کالیبراسیون نمیشود، اما فرستنده مناسب در وهله اول باعث میشود که این تمرین سریعتر و خطا- کمتر شود.
افکار نهایی
کالیبراسیون سطح سنج اولتراسونیک پیچیده نیست، اما به صبر پاداش می دهد. تکنسین هایی که به طور مداوم خوانش دقیق می کنند لزوماً از تجهیزات گران تری استفاده نمی کنند - آنها کسانی هستند که هندسه نصب را قبل از سرزنش سنسور بررسی می کنند، به جای اعتماد به دو نقطه پایانی به تنهایی از یک مرجع مستقل تأیید می کنند و یک گزارش کالیبراسیون نگه می دارند که "به نظر خوب است" را به روند داده واقعی تبدیل می کند. نقاط صفر و دهانه را درست بگیرید، محیطی را که سنسور واقعاً در آن کار می کند در نظر بگیرید، و بقیه محدوده اندازه گیری تمایل دارد از خودش مراقبت کند.
مراجع
- انجمن ابزار آمریکا (ISA) - راهنمایی کلی در مورد ابزار اندازهگیری سطح و شیوههای کالیبراسیون.
- موسسه نفت آمریکا،راهنمای استانداردهای اندازه گیری نفت، فصل 3 - اصول اندازه گیری مخزن و اندازه گیری سطح.
- مؤسسه ملی استانداردها و فناوری (NIST) - اطلاعات مربوط به سرعت صوت در هوا و وابستگی به دمای آن را ارجاع می دهد.
- مستندات فنی سازنده برای فرستندههای سطح اولتراسونیک - باند مرده-مشخصات و روشهای پیکربندی.
آیا روی یک مشکل کالیبراسیون روی مخزن خود کار می کنید، یا یک ابزار سطح اولتراسونیک یا رادار جدید را برای یک کاربرد دشوار مشخص می کنید؟ ترسیم مخزن و شرایط فرآیند خود را برای ما ارسال کنید - ما به شما کمک میکنیم تا قبل از تبدیل شدن به یک بلیط خدمات مکرر، راهاندازی صحیح را پیدا کنید.
شما همچنین ممکن است دوست داشته باشید
- کالیبراسیون ابزار اندازه گیری سطح: یک راهنمای کامل
- نحوه کالیبره کردن یک سطح سنج مغناطیسی: راهنمای گام به گام--برای نظارت دقیق مخزن
- نحوه کالیبره کردن سنسور سطح رادار: راهنمای گام به گام-برای نظارت دقیق مخزن
