Калибриране на инструмента за измерване на ниво: Пълно ръководство

Повечето заводи работят с повече от един тип нивелирни инструменти. Същият сайт може да имаултразвукови сензори на отворени резервоари, радарни предавателина съдове под налягане имагнитни нивомери на интерфейсни приложения- и всеки от тях се калибрира малко по-различно. Това е добре на хартия, но на практика това често е причината калибрирането да е непоследователно: техниците по подразбиране изпълняват процедурата, която си спомнят най-добре, а инструментът, който не привлича много внимание, обикновено е този, който се отклонява най-далеч, преди някой да забележи.

Това ръководство обединява трите най-разпространени технологии за измерване на ниво - ултразвукова, радарна и магнитна - в една справка. Той обхваща какво е общото между всеки от тях, къде се различават стъпките на калибриране и как да се изгради рутинна поддръжка, която не зависи от паметта на един техник. Ако се нуждаете от пълната процедура-по-стъпка за конкретен тип инструмент, направихме връзка към подробните ръководства във всеки раздел.

Защо стратегията за калибриране е важна, а не само процедурата за калибриране

Индивидуално, калибрирането на един сензор е лесно. По-трудният проблем се проявява на ниво завод: с дузина или повече инструменти в три различни технологии, непоследователните интервали на калибриране и недокументираните процедури са това, което всъщност причинява несъответствия в инвентара, фалшиви аларми и непланирани проверки. Стратегия - стандартни интервали по критичност, споделен формат на документация и общо разбиране за това как изглежда „доброто“ за всяка технология - са по-важни от всяко едно калибриране, което е направено перфектно.

Технологиите за измерване на ниво с един поглед

Преди да навлезете в спецификата на калибрирането, полезно е да знаете какво всъщност се измерва и защо процедурата се различава.

Общата нишка: всяка една от тези технологии се нуждае от дефинирана нулева референция и дефинирана референция в пълен-мащаб. Разликата е в това какво генерира сигнала и какво може да му попречи.

Калибриране на ултразвуков нивомер

Ултразвуковото калибриране се съсредоточава върху настройването на нулевото (празно) и обхвата (пълно) разстояние, след което се проверява спрямо независима референция в няколко междинни точки. Основната променлива за управление е акустичният път - всичко, което смущава повърхността (пяна, турбуленция) или блокира лъча (вътрешни препятствия), ще отхвърли показанията дори когато нулата и диапазонът са зададени правилно.

Прочетете цялата процедура: Как да калибрирате ултразвуков нивомер- обхваща сухо спрямо мокро калибриране, съображения за-неактивната зона, компенсация за околната среда и полеви пример за проблем с дрейф, свързан с пяна-, който изглеждаше като проблем с калибрирането, но не беше.

Калибриране на радарен сензор за ниво

Радарното калибриране следва същата логика нула/диапазон като ултразвуковото, но с една добавена променлива: диелектричната константа на технологичната среда. Тъй като радарът измерва чрез електромагнитно отражение, а не чрез звук, слабо отразяващи среди - леки въглеводороди, втечнени газове, течности с ниска-проводимост - връщат по-слабо ехо и предавателят трябва да знае диелектричната стойност на средата, за да интерпретира правилно това ехо.

Типични стъпки за калибриране:

• Потвърдете празни и пълни референтни разстоянияот чертежа на съда, същото като ултразвуково -, измерено от лицето на антената до най-ниската и най-високата точка в обхвата на измерване.
• Въведете диелектричната константаза средата на процеса, ако предавателят го поддържа. Повечето производители публикуват справочни таблици; отгатването на тази стойност е една от най-честите причини за ниска точност при ниско-диелектрични среди.
• Сухо калибриранеизползва еталонна цел (плоска метална плоча, обикновено най-малко квадратен метър), позиционирана на известни празни и пълни разстояния, като антената се държи перпендикулярна на нея.
• Мокро калибриранеизпълва съда до известни нива и настройва изхода, за да съответства на -, необходимо, когато вътрешни препятствия генерират фалшиви ехо сигнали, които трябва да бъдат картографирани и филтрирани.
• False{0}}echo mapping, понякога наричана "ехо крива" или "празна крива", записва отраженията от фиксирани вътрешни структури (бъркалки, дюзи, стълби), така че софтуерът на предавателя да може да ги игнорира по време на нормална работа.
• Проверете на междинни нива, а не само крайните точки - особено важни за плавателни съдове с не-плосък покрив или ъглови вътрешни части, което може да изкриви почти пълното отчитане.

Радарът има тенденция да изисква по-малко повторно калибриране с течение на времето, отколкото ултразвукът, тъй като не се влияе от температурни-промени в скоростта на звука. Това е често срещан път за надграждане за приложения, при които ултразвукът се бори с - тежки пари, пяна или прах -, тъй като електромагнитните вълни не се отслабват от тези условия по същия начин, както звуковите вълни.

Калибриране на магнитен нивомер

Магнитните нивомери работят различно от другите два. Визуалният индикатор - колона от обърнати магнитни флагове - проследява физическата позиция на поплавъка и обикновено не изисква калибриране в същия смисъл; няма обработка на сигнала за регулиране. Това, което изисква внимание еподравняване на мащабаи, когато към измервателния уред е прикрепен предавател, калибриране на изхода на този предавател.

Типични проверки и процедури:

• Уверете се, че специфичното тегло на поплавъка съответства на технологичната среда.Поплавък, оразмерен за грешна плътност, ще се движи на грешна позиция, дори ако всичко останало е инсталирано правилно - това е проблем със спецификацията, а не нещо, което можете да коригирате чрез коригиране на мащаба.
• Проверете свободното движение на поплавъкав направляващата камера. Всяко залепване, причинено от отломки, корозия или огъната камера, ще се покаже като отчитане на нивото, което изостава или изобщо не се движи.
• Подравнете скалатаизползвайки корекционната процедура на производителя, която обикновено отчита отместването между централната линия на магнита на поплавъка и основата на поплавъка.
• Ако е прикрепен предавател с магнитостриктивна или тръстикова-верига, извършете стандартно калибриране на нула/обхват на този трансмитер: преместете поплавъка до 0% еталон, потвърдете или отрежете изхода, след което повторете при 100%.
• Кръстосана-проверка на визуалната колона спрямо изхода на предавателяпериодично - несъответствието между двете обикновено сочи към дрейф на калибрирането на трансмитера, а не към механичен проблем с поплавъка, тъй като самата визуална индикация няма електроника за дрейф.
• Проверете за магнитни смущенияако показанията изглеждат постоянно различни - силните външни магнитни полета в близост до камерата могат да повлияят на реакцията на флага, въпреки че това е необичайно при типичните инсталации.

Тъй като основната визуална индикация е по-скоро механична, отколкото електронна, магнитните нивомери са склонни да поддържат точността си за дълги периоди с минимална намеса - основната тежест за поддръжка е върху камерата на поплавъка и, където е монтиран, трансмитера.

Сухо калибриране срещу мокро калибриране: Един и същ избор, всяка технология

Независимо с кой инструмент работите, важи едно и също основно решение: калибрирайте, като използвате известни референтни разстояния (сухо) или калибрирайте спрямо действително напълнен съд (мокър).

• Сухо калибриранее по-бърз и не изисква извеждане на съд офлайн или пълненето му до определени нива. Това е по подразбиране за общ мониторинг на процеси, където е приемлива малка граница на грешка.
• Мокро калибриранеотчита реалното поведение вътре в този конкретен съд - вътрешни препятствия, не-стандартна геометрия, действителни свойства на средата - и е правилният избор за прехвърляне на попечителство, регулаторни доклади или всяко приложение, при което цената на грешката надвишава цената на допълнителното време за настройка.

Разумно средно решение, използвано често в практиката: сухо-калибриране при пускане в експлоатация с помощта на точни чертежи, след което проверете с една мокра проверка спрямо показания на лента или на прозорче, преди инструментът да влезе в пълно обслужване.

Полеви пример: Същият симптом, три различни първопричини

Съоръжение за обработка, управляващо и трите типа инструменти в различни съдове, веднъж проследи повтарящо се оплакване „отчитането на нивото не съответства на резервоара“ до три несвързани причини на три различни сензора, всички докладвани същата седмица.

На ултразвуковия сензор причината беше слой от пяна, объркващ ехото -, което вече беше разгледано в ултразвуковото ръководство, свързано по-горе. На радара причината е липсваща настройка на диелектричната константа; тя беше оставена на стойност по подразбиране, подходяща за вода, но действителната среда беше много по-малко отразяващ разтворител, отслабвайки ехото и внасяйки шум близо до долния край на диапазона. На магнитния нивомер проблемът беше самият поплавък - резервен поплавък, инсталиран по време на предишен ремонт, имаше грешна оценка на специфичното тегло за технологичната среда, така че се движеше по-ниско, отколкото трябваше, независимо от това колко добре беше подравнена скалата.

Нито един от трите не беше коригиран чрез "рекалибриране" в общия смисъл. Всеки изисква разбиране от какво зависи тази конкретна технология, за да се получи точно отчитане на първо място. Това е практическият аргумент за третиране на калибрирането като-специфично знание за инструмента, а не като единичен универсален контролен списък.

Колко често трябва да се калибрира всеки тип инструмент?

Посочените-от производителя интервали винаги трябва да имат предимство пред общите насоки, когато са по-консервативни, особено за всеки инструмент, захранващ система с предпазни-инструменти.

Често срещани грешки, които засягат и трите технологии

Третиране на всяко несъответствие като проблем с калибрирането.Както показва примерът на полето, корекцията често е настройка на конфигурация, механичен компонент или състояние на процес -, а не самите стойности за нула/обхват.

Пропускане на документация.Която и технология да е включена, записът за калибриране, който казва само „калибриран, ОК“, е почти безполезен за откриване на тенденции на дрейф. Всеки път записвайте референтния метод, условията на околната среда и стойностите преди/след.

Ако приемем, че фабричните настройки са окончателни.Всеки инструмент се доставя с конфигурация по подразбиране, която може да не съответства на вашата конкретна геометрия на съда или технологична среда. Проверката на тази конфигурация по време на пускане в експлоатация - не само след като се появи проблем - предотвратява повечето от проблемите, разгледани в това ръководство.

Непоследователни интервали при подобни нива на риск.Ако заявление-за попечителско прехвърляне на една технология се проверява на тримесечие, еднакво критично приложение на различна технология на същия сайт трябва да бъде по сравним график, а не да бъде оставено на това, което първоначалният изпълнител на въвеждане в експлоатация е задал.

Изграждане на проста програма за калибриране

За сайт, работещ със смесени типове инструменти, работещата програма обикновено има три части:

• Ниво на критичност за инструмент с всяко ниво- прехвърляне на попечителство/безопасност, стандартен процес и не-критичен - с определен интервал за всяко ниво, прилаган последователно независимо от технологията.
• Споделен формат на запис на калибриране, така че всеки, който изтегли историята на поддръжката по-късно, да може да сравни инструментите един до друг, вместо да тълкува три различни конвенции за регистриране.
• Кратък технологичен{0}}контролен списъкза всеки тип инструмент -, извлечен от секциите по-горе -, така че техниците да не разчитат на паметта или да прилагат ултразвуково мислене към магнитен уред.

Нищо от това не изисква специален софтуер или голям бюджет. Споделена електронна таблица с трите приложени контролни списъка покрива адекватно повечето малки-до-средни-операции; по-големите сайтове с десетки инструменти обикновено сгъват това в съществуващите си CMMS.

Последни мисли

Ултразвуковите, радарните и магнитните нивомери решават един и същ основен проблем по три различни начина и тази разлика има по-голямо значение по време на калибриране, отколкото повечето графици за поддръжка отчитат. Стандартизирането на интервали и документация в един сайт е полезно, но не бива да пренебрегва факта, че всяка технология има свои собствени режими на повреда - пяна при ултразвук, диелектрични несъответствия при радар, грешки в спецификацията на плаващото устройство при магнитни измервателни уреди. Да знаете с кой от тях си имате работа и от какво всъщност зависи точността на този конкретен инструмент, е това, което разделя бързата корекция от повторното сервизно обаждане.

Референции

• Американското дружество по инструменти (ISA) - общи насоки за инструменти за измерване на ниво и практики за калибриране.
• Американски петролен институт,Ръководство за стандарти за измерване на нефт, Глава 3 - измерване на резервоара и принципи за измерване на нивото.
• Национален институт за стандарти и технологии (NIST) - референтни данни за скоростта на звука във въздуха и нейната температурна зависимост.
• Техническа документация на производителя за ултразвукови, радарни и магнитни измервателни уреди - мъртва-зона, диелектрична константа и справки за спецификациите на поплавъка.
• Не сте сигурни коя технология за измерване на ниво отговаря на вашето приложение или се нуждаете от помощ при одитиране на практики за калибриране в смесен парк от инструменти? Изпратете ни подробностите за вашия съд и условията на процеса - ще се радваме да ви помогнем да се справите с това.

Може също да харесате

• Как да калибрирате ултразвуков нивомер: Ръководство стъпка-по-стъпка за точно наблюдение на резервоара
• Как да калибрирате магнитен нивомер: Ръководство стъпка-по-стъпка за точно наблюдение на резервоара
• Как да калибрирате радарен сензор за ниво: Ръководство-по-стъпка за точно наблюдение на резервоара