Ultrasonik Seviye Göstergesi Nasıl Kalibre Edilir|Adım-Adım-Adım Kılavuzu

Hemen hemen her fabrika katında bir bakım günlüğüne baktığınızda, sonunda tankta gerçekte olanla eşleşmeyen bir seviye okuması bulacaksınız. On vakadan dokuzunda, bu kötü bir sensör değildir - hiçbir zaman doğru şekilde kalibre edilmemiş bir sensördür veya tolerans dışına çıkmış ve hiç kimse onu zamanında yakalayamamış bir sensördür.Ultrasonik seviye göstergelerikavramsal olarak basittir: bir darbe gönderin, yankıyı zamanlayın, mesafeyi hesaplayın. Doğruluk sorunları, kurulum sırasında atlanan ve aylarca süren çalışma boyunca sessizce birleşen bir avuç küçük ayrıntıdan kaynaklanmaktadır.

Bu kılavuz, tankın önünde duran bir teknisyene nasıl rehberlik edeceğimiz kalibrasyonu kapsar - konfigürasyon menüsüne dokunmadan önce nelerin kontrol edilmesi gerektiği, sıfır ve açıklığın doğru şekilde nasıl ayarlanacağı ve hangi hataların en fazla servis çağrısını oluşturduğu.

Kalibrasyon Neden Çoğu İnsanın Düşündüğünden Daha Önemlidir?

Ultrasonik seviye göstergesi seviyeyi dolaylı olarak ölçer. Dönüştürücü, sıvı veya katı yüzeye doğru akustik bir darbe gönderir ve yerleşik elektronikler, sesin havadaki hızına bağlı olarak yankının geri döndüğü süreden itibaren mesafeyi hesaplar. Sesin bu hızı sabit değildir -; sıcaklığa, neme ve kabın içindeki gaz bileşimine göre değişir. Kurulum sırasında bir kez kalibre edilen ve bir daha asla dokunulmayan bir sensör, proses koşullarının orijinal kurulumdan ne kadar uzaklaştığına bağlı olarak bazen birkaç milimetre, bazen birkaç santimetre sapacaktır.

-Kritik olmayan uygulamalar için - bir yağmur suyu toplama tankı, örneğin - küçük bir sürüklenmenin pek önemi yoktur. Ancak kimyasal dozajlamada, gözetim aktarımında veya seviye verilerinin otomatik kontrol döngülerine beslendiği herhangi bir süreçte bu sapma, tankların aşırı doldurulmasına, alarmların tetiklenmesine veya hatalı envanter sayımlarına dönüşebilir. Rutin kalibrasyon, ekrandaki sayının tanktaki sayıyla eşleşmesini sağlayan şeydir.

Ultrasonic Level Transmitter

İki Referans Noktasını Anlamak: Sıfır ve Açıklık

Her ultrasonik seviye kalibrasyonu, iki referans noktasının doğru şekilde ayarlanmasına bağlıdır.

Sıfır Noktası (Boş Mesafe)

Sıfır noktası, dönüştürücünün yüzünden sensörün ölçmesi gereken en alt noktaya kadar olan mesafedir -, tipik olarak tank tabanıdır veya tankta ölü bölge oluşturan bir karter veya çıkış bağlantısı varsa tanımlanmış bir düşük-seviye referansıdır. Bunu yanlış anladığınızda, sensörün ham yankı zamanlaması mükemmel olsa bile, bunun üzerindeki her okuma sabit bir sapma ile hatalı olacaktır.

Açıklık Noktası (Tam Mesafe)

Bazen tam-ölçek veya yüksek-seviye noktası olarak da adlandırılan aralık, sensörün genellikle ölçüm aralığının üst kısmına yakın bir yerde okuyacağı en kısa mesafeyi - tanımlar. Sıfır ve aralık birlikte vericinin yankı süresini yüzdeye veya mühendislik-birimi çıkışına (4–20 mA, HART veya dijital) dönüştürmek için kullandığı çalışma penceresini oluşturur.

Her iki noktayı da doğru aldığınızda aralarındaki tüm ölçüm aralığı doğru şekilde ölçeklenir. İkisinden birini yanlış anladığınızda, %50'de iyi okuyabilen ancak neredeyse boş veya doluya yakın bir şekilde fark edilebilir şekilde kayabilen bir sensöre sahip olursunuz.

Adım-Adım-Adım Kalibrasyon Prosedürü

1. Önce Kurulum Geometrisini Onaylayın

Herhangi bir kalibrasyon menüsüne dokunmadan önce fiziksel kurulumu doğrulayın. Dönüştürücü yüzünden teknedeki ölçülebilir en alçak noktaya kadar olan gerçek mesafeyi ölçün ve engelleme mesafesini not edin (dönüştürücünün çınlaması nedeniyle dönüştürücünün okuyamadığı minimum yakın-aralık). Üreticiler bu ölü-bant rakamını veri sayfasında - yayınlarlar ve bunun düzensiz düşük-seviye okumalarının en yaygın kaynaklarından biri olduğunu göz ardı ederler.

Ayrıca ışın açısının yüzeye giden açık bir yolu olup olmadığını kontrol edin. Koninin içindeki merdivenler, karıştırıcı milleri veya giriş ağızlıkları gibi engeller, sensörün gerçek yüzey yerine kilitlenebileceği sahte yankılar üretecektir.

2. Kuru Kalibrasyonu veya Islak Kalibrasyonu seçin

Referans noktalarını belirlemenin iki pratik yolu vardır ve seçim uygulamaya ve doğruluk gereksiniminin ne kadar kritik olduğuna bağlıdır.

Kuru kalibrasyongerçek sıvı seviyesi yerine bilinen mesafeleri kullanır. Boş mesafeyi (tank tabanından transdüsere) ve tam mesafeyi (veya açıklığı) doğrudan yerel tuş takımı veya konfigürasyon yazılımı aracılığıyla, teknenin mekanik çizimine göre girersiniz. Bu daha hızlı bir yöntemdir ve normalde küçük bir hata payının kabul edilebilir olduğu genel-amaçlı tanklar için yeterlidir.

Islak kalibrasyontankı, bir daldırma bandı, gözetleme camı veya kalibre edilmiş referansla - bağımsız olarak doğrulanan iki veya daha fazla bilinen seviyeye - kadar doldurmayı ve verici çıkışının eşleşecek şekilde ayarlanmasını içerir. Bu yöntem, tank geometrisinden kaynaklanan küçük sinyal etkileri de dahil olmak üzere, gerçek gemi içindeki gerçek akustik davranışı hesaba katar ve gözetim aktarımı, düzenleyici raporlama veya yanlış okuma maliyetinin yüksek olduğu herhangi bir işlem için tercih edilen yaklaşımdır.

3. Sıfır Noktasını Ayarlayın

Tank boşken (veya tanımlanan en düşük seviyedeyken), yerel ekran, elde taşınan HART iletişim cihazı veya modele bağlı olarak konfigürasyon yazılımı aracılığıyla vericinin konfigürasyon menüsüne - erişin. Boş mesafe değerini girin veya onaylayın. Çoğu modern vericide bu, doğrudan sayısal girişle veya mevcut yankıyı okuyan ve onu referans olarak saklayan bir "otomatik sıfırlama" işleviyle yapılabilir.

4. Yayılma Noktasını Ayarlayın

İşlemi aralığın en yüksek noktasında tekrarlayın. Islak kalibrasyon yapıyorsanız tankı bilinen yüksek seviyesine getirin ve verici çıkışının eşleştiğini doğrulayın. Kuruysa, kap çiziminden tam-ölçekli mesafe değerini girin.

5. Bağımsız Bir Referansa Göre Doğrulayın

Bu adım olması gerekenden daha sık atlanıyor. Sıfır ve açıklığı ayarladıktan sonra vericinin okumasını, yalnızca uç noktalarda değil, iki veya üç ara seviyede bağımsız bir yöntemle - bir daldırma bandı okuması, bir gözetleme camı veya ikinci bir kalibre edilmiş cihazla - karşılaştırarak kontrol edin. Boş ve dolu olarak hizalanan bir sensör, eğer yankı işleme algoritması zor bir yüzeyle (köpük, türbülans veya güçlü duvar yansımaları olan dar bir kap) mücadele ediyorsa aralığın ortasında yay şeklinde bir hata göstermeye devam edebilir.

6. Çevresel Tazminatı Ayarlayın

Uygulama önemli sıcaklık dalgalanmaları içeriyorsa - doğrudan güneş ışığına maruz kalan bir tank veya içeriği ısıtılmış bir kap - vericinin sıcaklık telafisi girişine veya yerleşik-sensöre sahip olup olmadığını kontrol edin. Havadaki sesin hızı derece başına kabaca %0,17 değişir; bu oran derece başına küçüktür ancak geniş mevsimsel veya proses sıcaklık aralıklarına sahip uygulamalarda toplanır.

7. Kalibrasyonu Belgeleyin

Tarihi, kullanılan referans yöntemini, ortam koşullarını, teknisyenin adını ve önceki/sonraki okumaları kaydedin. Bu yalnızca evrak işi değildir -, bir sonraki teknisyenin bir şeyler ters gittiğinde sıfırdan başlamak yerine zaman içindeki sapma eğilimlerini tespit etmesine olanak tanıyan veri izidir.

Kaçınılması Gereken Yaygın Kalibrasyon Hataları

Ölü bölgeyi görmezden gelmek.Sıfır noktasının üreticinin minimum engelleme mesafesi dahilinde ayarlanması, boşa yakın dengesiz veya eksik okumalara neden olur ve bu durum sıklıkla hatalı sensör olarak yanlış teşhis edilir.

Bozulmuş bir yüzeyle kalibre ediliyor.Köpük, şiddetli türbülans veya kalibrasyon sırasında çalışan bir karıştırıcı, sensörün yanlış yankıya kilitlenmesine neden olabilir. Mümkün olduğunda stabil, sessiz yüzey koşullarında kalibre edin.

Orta-aralık kontrolünü atlamak.Yukarıda bahsedildiği gibi yalnızca iki uç noktanın doğrulanması, aralığın başka yerlerinde ortaya çıkan hataları gizler.

Bir süreç değişikliğinden sonra-yeniden kalibrasyonun unutulması.Farklı buhar yoğunluğuna sahip farklı bir ürüne geçmek veya tankın iç donanımını değiştirmek, akustik davranışı yalnızca donanım yazılımı sıfırlamasını değil, yeni bir kalibrasyonu - garanti edecek kadar değiştirebilir.

Montaj açısını hesaba katmamak.Sıvı yüzeyine dik olarak monte edilmeyen bir dönüştürücü, darbeyi alıcıya geri göndermek yerine alıcıdan uzağa yansıtır; bu da sinyal gücünü zayıflatır ve aslında mekanik bir sorun olduğunda kalibrasyon sorunu gibi görünebilir.

Bir Alan Örneği: "Yeniden Kalibrasyon" Gerçek Sorun Olmadığında

Orta-boyutlu bir kimyasal harmanlama operasyonu bir zamanlar tekrar eden bir sorunu işaret ediyordu: Karıştırma tankındaki ultrasonik seviye göstergesi, operatörlerin vardiya değişiminde manuel olarak onayladığı seviyenin yaklaşık %8 üzerinde bir seviye göstermeye devam ediyordu. Bakım ekibinin ilk hareketi -'yi iki kez yeniden kalibre etmek oldu. Her iki seferde de ölçüm kalibrasyondan hemen sonra doğru görünüyordu, ardından birkaç gün içinde eski haline döndü.

Asıl sebebin köpük olduğu ortaya çıktı. Karıştırma işlemi, birkaç santimetre kalınlığında kalıcı bir köpük tabakası oluşturdu ve sensör, alttaki gerçek sıvı yüzeyi yerine köpüğün üst kısmına kilitleniyordu. Sıfır/aralık ayarının hiçbir miktarı bunu düzeltmez, çünkü sıfır ve aralık noktaları hiçbir zaman yanılmamıştır - yankı hedefi. Sensörün yankı-işleme ayarlarını köpüğe- eğilimli yüzeyler için ayarlanmış bir moda geçirmek ve yanlış yakın-yankıyı filtrelemek için kısa bir sönümleme gecikmesi eklemek, kalibrasyona hiç dokunmadan sapmayı çözdü.

Ders iyi bir genelleme yapıyor: her düzeydeki tutarsızlık bir kalibrasyon sorunu değildir. Sıfır ve açıklığı ayarlamadan önce yüzey koşullarını, montaj geometrisini ve sinyal girişimini - göz ardı etmek gerekir, aksi halde gerçek hedefini tüm zaman boyunca doğru okuyan bir sensörü yeniden kalibre etmek zorunda kalırsınız.

Ne Sıklıkta Yeniden Kalibrasyon Yapmalısınız?

Her uygulamaya uyan tek bir aralık yoktur -; bu, ölçümün ne kadar kritik olduğuna ve proses koşullarının ne kadar istikrarlı olduğuna bağlıdır. Genel bir kılavuz olarak:

Velayet devri veya düzenleyici-raporlama uygulamaları: üç ayda bir izlenebilir referanslara göre doğrulama yapın.
Stabil koşullarda standart proses izleme: Yıllık kontrol genellikle yeterlidir.
Zorlu veya değişken ortamlar(geniş sıcaklık dalgalanmaları, tozlu veya buharlı-ağır atmosferler): daha sık yapılan nokta kontrolleri ekstra çabaya değer çünkü bu koşullar sürüklenmeyi hızlandırır.

Yukarıdakilerden daha ihtiyatlı olduğu durumlarda, özellikle de güvenlik{0}}sistemlerinde kullanılan vericiler için üretici önerileri her zaman öncelikli olmalıdır.

Bir Sensör Seçerken Bu Ne Anlama Geliyor?

Kalibrasyon çabası, yalnızca kurulumdan sonra değil, satın almadan önce de hesaba katılmaya değer. Tartılması gereken birkaç pratik nokta:

Otomatik-sıfır ve bir-düğme aralığı işlevleriÇoklu tank kurulumlarında, özellikle de yüklenicinin düzinelerce sensörü sıkışık bir programla devreye alması gerektiğinde, kurulum süresini önemli ölçüde kısaltın.

Yerleşik-sıcaklık telafisiVeri sayfasında göründüğünden daha önemli olan, sensörün açık havada veya ısıtılmış ekipmanın yanına yerleştirilmesi durumunda - herhangi bir teknisyen müdahalesi olmadan bir sapma kategorisinin tamamını ortadan kaldırır.

Yapılandırılabilir yankı-işleme profilleri(köpük, çalkalama, düşük dielektrik yüzeyler), yukarıdaki saha örneğinde gösterildiği gibi, servis ziyaretini daha da kurtarabilir. Devreye alma sırasında doğru profili seçmek, aylar sonra "hayalet" bir kalibrasyon sorununu teşhis etmekten daha kolaydır.

Uzaktan konfigürasyonlu HART veya dijital çıkışBir teknisyenin, fiziksel olarak erişilmesi zor olan tanklar için önemli olan kontrol odasından kalibrasyonu doğrulamasına ve ayarlamasına olanak tanır. Proses koşullarınız, ultrasonik ölçümü daha az güvenilir hale getiren yoğun buhar, köpük veya toz içeriyorsa,a radar seviye sensörüaynı uzaktan-yapılandırma iş akışına daha uygun olabilir.

Bunların hiçbiri iyi kalibrasyon uygulamasının yerini almaz, ancak doğru verici, ilk etapta bu uygulamayı daha hızlı ve-daha az hataya açık hale getirir.

Son Düşünceler

Ultrasonik seviye göstergesi kalibrasyonu karmaşık değildir ancak sabrı ödüllendirir. Sürekli olarak doğru okumalar alan teknisyenler mutlaka daha pahalı ekipmanlar kullanmak zorunda değildir - onlar, sensörü suçlamadan önce kurulum geometrisini kontrol eden, yalnızca iki uç noktaya güvenmek yerine bağımsız bir referansa göre doğrulama yapan ve "iyi görünüyor" ifadesini gerçek bir veri trendine dönüştüren bir kalibrasyon günlüğü tutan kişilerdir. Sıfır ve açıklık noktalarını doğru alın, sensörün gerçekte çalıştığı ortamı hesaba katın ve ölçüm aralığının geri kalanı kendi başının çaresine baksın.

Referanslar

Amerika Enstrüman Topluluğu (ISA) - seviye ölçümü enstrümantasyonu ve kalibrasyon uygulamalarına ilişkin genel kılavuz.
amerikan Petrol Enstitüsü,Petrol Ölçüm Standartları El Kitabı, Bölüm 3 - tank ölçümü ve seviye ölçümü ilkeleri.
Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) - sesin havadaki hızına ve sıcaklığa bağımlılığına ilişkin referans verilerine sahiptir.
Ultrasonik seviye vericilerinin - ölü-bant (engelleme mesafesi) spesifikasyonları ve yapılandırma prosedürleri için üreticinin teknik belgeleri.

Kendi tankınızdaki bir kalibrasyon sorunu üzerinde mi çalışıyorsunuz veya zor bir uygulama için yeni bir ultrasonik veya radar seviye cihazı mı belirliyorsunuz? Tank çiziminizi ve işlem koşullarınızı bize gönderin -, yinelenen bir servis bildirimine dönüşmeden önce doğru kurulumu belirlemenize yardımcı olacağız.

Şimdi iletişime geçin