레이더 레벨 센서는 "설정하고 잊어버리는" 장비로 명성이 높으며 대부분의 경우 그 명성을 얻었습니다. - 초음파 센서보다 온도, 증기 및 먼지에 덜 민감하며 올바르게 구성되면 오랫동안 정확도를 유지하는 경향이 있습니다. 문제는 "정확하게"라는 단어입니다. 레이더 교정에는 초음파에는 없는 추가 변수가 하나 있습니다. 바로 측정 대상의 유전 상수입니다. 해당 단계를 건너뛰거나 기본값으로 그대로 두면 종이에서는 완벽하게 보정된 것처럼 보이지만 현장에서는 일관되지 않게 판독하는 센서가 될 수 있습니다.
이 가이드는 실제로 교정에 들어가는 내용을 다룹니다.레이더 레벨 송신기- 제로 및 스팬 설정, 유전 상수 구성, 잘못된-에코 매핑 및 장치가 이미 현장에 있을 때 가장 많은 서비스 호출을 생성하는 실수.
레이더 레벨 측정이 실제로 작동하는 방식
레이더 레벨 센서는 측정 중인 재료의 표면을 향해 마이크로파 펄스를 보내고 반사가 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 거리는 이동 시간으로부터 계산되며, 레벨은 알려진 탱크 높이에서 해당 거리를 빼서 파생됩니다. 신호는 음향이 아닌 전자기이기 때문에 레이더는 초음파와 같은 방식으로 증기, 먼지 또는 온도 변화에 의해 감쇠되지 않습니다. - 이것이 바로 초음파 센서가 어려움을 겪을 때 종종 업그레이드 경로가 되는 이유입니다.
레이더가 민감한 것은 대상 표면의 반사율이며, 이는 물질이 전자기파를 얼마나 강하게 반사하는지를 나타내는 유전율 -에 의해 결정됩니다. 물은 강하게 반사되어 측정이 쉽습니다. 가벼운 탄화수소, 액화 가스 및 일부 낮은-전도성 액체는 약하게 반사하므로 송신기는 희미한 에코를 잡음으로 무시하는 대신 올바르게 해석하기 위해 이를 미리 알아야 합니다.
제로와 스팬: 동일한 기반, 하나의 변수 추가
모든 레벨 장비와 마찬가지로 레이더 교정도 두 개의 기준점으로 시작됩니다.
0(빈 거리)
이는 안테나 면에서 센서가 측정해야 하는 가장 낮은 지점(일반적으로 탱크 바닥 또는 정의된 낮은 레벨 기준)까지의 거리입니다.{0}} 여기서 정확도는 전체 범위에 대한 기준선을 설정하기 때문에 일반적으로 손으로 측정하기보다는 선박 기계 도면에서 직접 가져옵니다.
스팬(전체 거리)
범위는 측정 범위의 상단 근처에서 센서가 읽을 것으로 예상되는 최단 거리를 정의합니다. 고르지 않거나 경사진 지붕이 있는 탱크의 경우 - 플로팅 루프 탱크가 전형적인 예입니다. - 이는 항상 단순한 평면 측정이 아니며 안테나가 깨끗하고 장애물이 없는 경로에 수평 반사판을 장착해야 할 수도 있습니다-.
레이더가 초음파에서 분기되는 곳은 세 번째 입력인 유전 상수입니다. 0과 스팬을 올바르게 설정했지만 유전체 설정을 잘못 두면 송신기는 여전히 거리를 올바르게 계산합니다. - 에코는 예상보다 약하거나 잡음이 많아 평평한 오프셋이 아닌 불안정성 또는 간헐적인 판독값으로 나타납니다.
단계별-별-단계 교정 절차
1. 설치 형상 및 안테나 정렬 확인
용기 도면에서 실제 비어 있는 거리와 전체 거리를 확인하고, 안테나가 측정 중인 표면에 수직으로 장착되어 있는지 확인하십시오. 잘못 정렬된 안테나는 펄스를 수신기로 다시 반사시키지 않고 멀리 반사시켜 교정 문제처럼 보이지만 실제로는 기계적인 방식으로 신호를 약화시킵니다.
평탄하지 않은 지붕이 있는 탱크의 경우-반사판이 필요한지 확인하세요. 시야가 확보되고 구조적 장애물에서 멀리 떨어진 최소 50mm × 50mm 수평 금속 타겟은 신호를 산란시키는 각진 지붕 표면 대신 레이더에 일관되고 예측 가능한 반사 지점을 제공합니다.
2. 건식 교정 또는 습식 교정을 선택하십시오.
건식 교정알려진 빈 거리와 전체 거리에 위치한 참조 타겟 - 일반적으로 1m² 이상의 평평한 금속판 -을 사용하며 안테나는 전체적으로 수직으로 유지됩니다. 실제 용기를 채울 필요 없이 이 목표를 기준으로 0 및 전체{3}} 스케일 값을 입력하거나 확인합니다. 이는 대부분의 일반적인 프로세스 응용 분야에 대한 표준 접근 방식입니다.
습식 교정용기를 알려진 수준으로 채우고 검증된 수준과 일치하도록 송신기 출력을 조정합니다. 이는 선박에 매핑이 필요한 잘못된 에코를 생성하는 내부 장애물이 있거나 교정이 이상적인 형상이 아닌 실제{2}} 선박 동작을 반영해야 하는 보관-이송 및 규제 적용 분야에 필요합니다.
3. 영점 및 스팬 포인트 설정
트랜스미터 모델에 따라 로컬 디스플레이, HART 커뮤니케이터 또는 구성 소프트웨어를 통해 확인된 빈 거리 및 전체 거리를 입력합니다. 대부분의 최신 장치는 직접 숫자 입력은 물론 현재 에코 거리를 참조점으로 캡처하는 자동 설정 기능도 지원합니다.
4. 공정 매체의 유전 상수를 입력합니다.
이것은 가장 자주 건너뛰는 단계입니다. 일반적으로 송신기는 물에 맞게 조정된 기본값으로 배송되고 아무도 이를 변경하지 않기 때문입니다. 공정 매체가 물 - 용제, 경질 탄화수소, 액화 가스가 아닌 경우 - 제조업체의 참조 표에서 유전 상수를 찾아 명시적으로 입력하세요. 이 단일 설정은 반사가 약한 매체의 측정 안정성에 큰 영향을 미칩니다.
5. 거짓-에코 매핑 수행
빈 곡선 또는 에코 곡선이라고도 하는 이 단계는 용기가 비어 있거나 알려진 기준 수준에 있는 동안 고정된 내부 구조 - 교반기, 노즐, 사다리, 가열 코일 -의 반사를 기록합니다. 송신기의 소프트웨어는 이 맵을 사용하여 정상 작동 중에 고정된 반사를 필터링하므로 고정된 장애물을 실제 표면으로 착각하지 않습니다.
6. 여러 지점에서 독립적인 참조에 대해 검증
단지 비어 있거나 가득 찬 상태가 아닌 2~3개의 중간 레벨에서 딥 테이프, 투시창 또는 두 번째 교정 기기와 비교하여 트랜스미터 판독값을 확인합니다. 이는 탱크 지붕이 기울어져 있거나 선박의 내부 구조가 상당한 경우 초음파보다 레이더에서 훨씬 더 중요합니다. 반사경 정렬 불량이나 불완전한 에코 매핑으로 인해 발생하는 오류는 끝점이 아닌 중간 범위에 나타나는 경향이 있기 때문입니다.{1}}
7. 교정 문서화
날짜, 기준 방법, 사용된 유전 상수 값, 판독 전/후를 기록합니다. 특히 레이더에서는 거짓{1}}에코 매핑이 수행되었는지 여부와 - 해당 기록이 나중에 프로세스 변경 후 판독값이 불안정해지는 경우 문제 해결 시간을 크게 절약할 수 있는 시기도 기록하는 것이 좋습니다.
현장 예: 제로와 스팬이 전혀 문제가 되지 않았던 경우
용제 저장 용기에서 레이더 송신기를 실행하는 시설에서는 - 시운전 후 몇 주 후에 간헐적이고 잡음이 많은 판독값이 나타나기 시작했습니다. 꾸준한 드리프트가 아니라 값이 범위의 최저값 근처를 뛰어다니고 때때로 신호가 완전히 손실되는 값이었습니다. 유지관리 팀의 첫 번째 대응은 -0과 스팬을 다시 확인하는 것이었습니다. 둘 다 구성된 대로 정확하게 체크아웃되었습니다.
실제 원인은 유전율 설정이 물에 적합한 공장 기본값으로 남아 있었기 때문이었습니다. 용기의 용매는 유전율이 상당히 낮아서 송신기의 신호 처리 설정보다 훨씬 약한 에코를 생성합니다.-대부분의 시간을 감지할 수 있을 만큼 강력하지만 표면에 교란이 있을 때마다 쉽게 손실됩니다. 제조업체의 참조 표에서 가져온 실제 매체에 대한 올바른 유전 값을 입력하면 제로 또는 스팬 설정을 변경하지 않고도 불안정성이 해결되었습니다.
더 넓은 의미: 레이더 송신기에서 불안정하거나 잡음이 많은 신호는 엄밀한 의미에서 교정 문제라기보다는 중간{0}}반사율 문제인 경우가 많습니다. 제로 및 스팬을 다시 교정하기 전에 유전 설정을 확인하면{2}}현장 방문을 반복하지 않아도 됩니다.
센서를 선택할 때 이것이 의미하는 것
레이더 설치에 필요한 교정 작업량에 직접적인 영향을 미치기 때문에 구매하기 전에 무게를 달아 볼 가치가 있는 몇 가지 실제 고려 사항은 다음과 같습니다.
- 온보드 유전 상수 라이브러리공통 프로세스 매체가 미리 로드되어 있으면{0}}위에 설명된 기본값-문제의 위험이 줄어듭니다. 특히 시간이 지남에 따라 여러 다른 제품을 처리하는 설치에서 더욱 그렇습니다.
- 자동 거짓-에코 매핑완전히 수동으로 에코{0}}곡선을 입력하는 대신 기능을 사용하면 내부가 복잡한 선박에서 시운전 시간을 의미 있게 단축할 수 있습니다.
- 더 높은-주파수 안테나(80GHz 대 더 낮은 주파수 옵션-)더 좁은 빔 각도를 생성하여 우선 내부 구조에서 반사를 포착할 가능성을 줄입니다. - 더 작거나 더 혼잡한 선박에 유용합니다.
- 원격 구성이 가능한 HART 또는 디지털 출력물리적으로 접근하기 어렵거나 위험한 탱크에 대한 문제를 제어실에서 확인하고 조정할 수 있습니다. 귀하의 응용 분야에 강력하고 쉽게 반사되는 매체와 단순한 용기 형상이 포함된 경우초음파 레벨 게이지더 낮은 설치 비용으로 비슷한 정확도를 달성할 수 있습니다.
피해야 할 일반적인 레이더 교정 실수
유전 상수는 기본값으로 둡니다.현장 예에서 볼 수 있듯이 이는-물 매체가 아닌 매체에서 판독값이 불안정해지는 가장 일반적인 단일 원인입니다.
내부 구조가 있는 선박에서 거짓{0}}에코 매핑을 건너뜁니다.그것이 없으면 송신기는 고정된 장애물과 실제 표면 판독값을 구별할 방법이 없습니다.
안테나를 수직으로-장착합니다.작은 각도라도 반사 신호 강도를 감소시키며 약한 유전 문제와 동일하게 보일 수 있습니다-.
평평한 지붕이 없을 때 평평한 지붕을 가정합니다.특히 외부 부상 지붕 탱크에는 수평 반사판 -이 필요한 경우가 많습니다. 이를 생략하면 0이나 스팬과 아무 관련이 없는 일관되지 않은 판독값이 생성됩니다.
내부 수정 후{0}}거짓 에코를 다시 매핑하지 않습니다.용기 - 새 교반기, 재배치된 노즐 - 내부에 장비를 추가하거나 이동하면 송신기가 원래 매핑된 고정-에코 패턴이 변경됩니다.
얼마나 자주 재보정해야 합니까?
레이더 송신기는 동일한 온도-에 따른 드리프트를 겪지 않기 때문에 일반적으로 초음파 센서보다 더 오랫동안 교정을 유지합니다. 그러나 몇 가지 일반적인 지침이 적용됩니다.
- 상거래 또는 규제{0}}보고 신청: 분기별로 추적 가능한 참조를 확인합니다.
- 안정적인 조건에서 표준 공정 모니터링: 일반적으로 연간 수표로 충분합니다.
- 프로세스 매체가 변경된 후:{0}}제로와 스팬이 변경되지 않은 경우에도 유전 상수 설정을 다시 확인합니다. - 제품 전환 후 가장 자주 건너뛰는 점검입니다.
항상 그렇듯이, 특히 안전 계측 애플리케이션의 경우 보수적인 경우 제조업체 권장 사항이 우선적으로 적용됩니다.-
최종 생각
레이더 레벨 센서는 일단 올바르게 구성되면 관대합니다. 이것이 바로 잘못된 구성이 잠시 동안 눈에 띄지 않는 경향이 있는 이유입니다. - 센서가 완전히 고장나는 것이 아니라 예상보다 잡음이 많거나 덜 안정적인 판독값을 생성할 뿐입니다. 0과 범위를 올바르게 얻는 것은 테이블 스테이크입니다. 유전 상수와 false{2}}에코 매핑을 올바르게 얻는 것이 실제로 레이더 설치가 장기적으로 예상대로 작동하는지 여부를 결정하는 것입니다.
참고자료
- ISA(Instrument Society of America) - 레벨 측정 계측 및 교정 관행에 대한 일반 지침입니다.
- 미국 석유 연구소,석유 측정 표준 매뉴얼, 3 -장 탱크 게이징 및 레벨 측정 원리.
- 미국 국립표준기술연구소(NIST) - 전자파 전파 및 재료 유전 특성에 대한 참조 데이터입니다.
- 레이더 레벨 송신기 - 유전 상수 참조 테이블 및 거짓-에코 매핑 절차에 대한 제조업체 기술 문서입니다.
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