ดึงบันทึกการบำรุงรักษาบนพื้นโรงงานเกือบทุกแห่งแล้วคุณจะพบว่าระดับที่อ่านได้ไม่ตรงกับระดับที่แท้จริงในถัง เก้าครั้งในสิบครั้ง ไม่ใช่เซ็นเซอร์ที่แย่ - แต่เป็นเซ็นเซอร์ที่ไม่เคยปรับเทียบอย่างถูกต้อง หรือเซ็นเซอร์ที่เบี่ยงเบนไปจากเกณฑ์ที่ยอมรับได้และไม่มีใครตรวจจับได้ทันเวลาเกจวัดระดับอัลตราโซนิกมีแนวคิดที่เรียบง่าย: ส่งชีพจร, จับเวลาเสียงสะท้อน, คำนวณระยะทาง ปัญหาเกี่ยวกับความแม่นยำนั้นมาจากรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ที่ถูกข้ามไประหว่างการตั้งค่าและค่อยๆ รวมกันเป็นเวลาหลายเดือนของการทำงาน
คู่มือนี้ครอบคลุมถึงการสอบเทียบวิธีที่เราใช้เดินผ่านช่างเทคนิคโดยยืนอยู่หน้าถัง - สิ่งที่ควรตรวจสอบก่อนแตะเมนูการกำหนดค่า วิธีตั้งค่าศูนย์และการขยายอย่างถูกต้อง และข้อผิดพลาดใดที่ทำให้เกิดการเรียกใช้บริการมากที่สุด
เหตุใดการสอบเทียบจึงมีความสำคัญมากกว่าที่คนส่วนใหญ่คิด
เกจวัดระดับอัลตราโซนิกวัดระดับทางอ้อม ทรานสดิวเซอร์จะส่งพัลส์เสียงไปยังของเหลวหรือพื้นผิวแข็ง และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในตัวจะคำนวณระยะห่างจากเวลาที่เสียงสะท้อนกลับมา โดยขึ้นอยู่กับความเร็วของเสียงในอากาศ ความเร็วของเสียงนั้นไม่ได้คงที่ - แต่จะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ ความชื้น และองค์ประกอบของก๊าซภายในภาชนะ เซ็นเซอร์ที่ได้รับการปรับเทียบครั้งเดียวในการติดตั้งและไม่เคยสัมผัสกันอีกเลยจะเบี่ยงเบนไป บางครั้งอาจเป็นสองสามมิลลิเมตร หรือหลายเซนติเมตร ขึ้นอยู่กับว่าสภาวะของกระบวนการเคลื่อนไปจากการตั้งค่าดั้งเดิมมากน้อยเพียงใด
สำหรับการใช้งานที่ไม่สำคัญ- - ถังเก็บน้ำฝน เช่น - การเคลื่อนตัวเล็กน้อยแทบไม่สำคัญ แต่ในการจ่ายสารเคมี การถ่ายโอนการควบคุม หรือกระบวนการใดๆ ที่ข้อมูลระดับถูกป้อนเข้าสู่ลูปควบคุมอัตโนมัติ การเบี่ยงเบนดังกล่าวอาจส่งผลให้ถังบรรจุล้น สัญญาณเตือนสะดุด หรือการนับสินค้าคงคลังที่ไม่ถูกต้อง การสอบเทียบเป็นประจำคือสิ่งที่ทำให้ตัวเลขบนหน้าจอตรงกับตัวเลขในถัง
ทำความเข้าใจจุดอ้างอิงสองจุด: ศูนย์และช่วง
การสอบเทียบระดับอัลตราโซนิกทุกครั้งจะลดลงเพื่อตั้งค่าจุดอ้างอิงสองจุดอย่างถูกต้อง
จุดศูนย์ (ระยะว่าง)
จุดศูนย์คือระยะห่างจากผิวหน้าของทรานสดิวเซอร์ไปยังจุดต่ำสุดที่เซ็นเซอร์จำเป็นต้องวัด - โดยทั่วไปคือก้นถัง หรือค่าอ้างอิงระดับต่ำ-ที่กำหนดไว้ หากถังมีท่อพักหรือข้อต่อทางออกที่ทำให้เกิดโซนตาย ทำสิ่งนี้ผิด และทุกๆ การอ่านค่าข้างต้นจะถูกปิดโดยการชดเชยคงที่ แม้ว่าจังหวะเสียงสะท้อนดิบของเซ็นเซอร์จะสมบูรณ์แบบก็ตาม
Span Point (เต็มระยะทาง)
ช่วงซึ่งบางครั้งเรียกว่าจุด-สเกลเต็มหรือสูง- กำหนดระยะทางที่สั้นที่สุดที่เซ็นเซอร์จะอ่านได้ - ซึ่งโดยปกติจะอยู่ใกล้ด้านบนของช่วงการวัด เมื่อรวมกันแล้ว ศูนย์และสแปนจะสร้างหน้าต่างการทำงานที่เครื่องส่งสัญญาณใช้ในการแปลงเวลาสะท้อนเป็นเปอร์เซ็นต์หรือ{4}}หน่วยทางวิศวกรรม (4–20 mA, HART หรือดิจิทัล)
ทำให้ทั้งสองจุดถูกต้อง และช่วงการวัดทั้งหมดระหว่างจุดทั้งสองจะปรับขนาดได้อย่างถูกต้อง หากทำผิดอย่างใดอย่างหนึ่ง และคุณมีเซ็นเซอร์ที่อาจอ่านค่าได้ดีที่ 50% แต่เลื่อนลอยอย่างเห็นได้ชัดเมื่อใกล้หมดหรือเต็ม
ขั้นตอน-ต่อ-ขั้นตอนการสอบเทียบ
1. ยืนยันรูปทรงการติดตั้งก่อน
ก่อนที่จะแตะเมนูการปรับเทียบใดๆ ให้ตรวจสอบการตั้งค่าทางกายภาพ วัดระยะห่างตามจริงจากหน้าทรานสดิวเซอร์ไปยังจุดที่วัดได้ต่ำที่สุดในภาชนะ และสังเกตระยะห่างที่ขวางกั้น (ช่วงใกล้ขั้นต่ำ-ที่ทรานสดิวเซอร์ไม่สามารถอ่านได้เนื่องจากมีเสียงกริ่งของทรานสดิวเซอร์) ผู้ผลิตเผยแพร่-ตัวเลขวงดนตรีที่เสียไปนี้ในเอกสารข้อมูล - โดยไม่สนใจว่านี่เป็นหนึ่งในแหล่งที่มาที่พบบ่อยที่สุดของการอ่านค่าระดับต่ำที่ไม่แน่นอน-
ตรวจสอบด้วยว่ามุมลำแสงมีเส้นทางที่ชัดเจนไปยังพื้นผิว สิ่งกีดขวาง เช่น บันได เพลากวน หรือหัวฉีดทางเข้าภายในกรวยจะทำให้เกิดเสียงสะท้อนที่ผิดพลาดซึ่งเซ็นเซอร์อาจล็อคเข้าไปแทนที่พื้นผิวจริง
2. เลือกการสอบเทียบแบบแห้งหรือการสอบเทียบแบบเปียก
มีวิธีปฏิบัติสองวิธีในการกำหนดจุดอ้างอิง และตัวเลือกจะขึ้นอยู่กับการใช้งานและความสำคัญของข้อกำหนดด้านความแม่นยำ
การสอบเทียบแบบแห้งใช้ระยะทางที่ทราบมากกว่าระดับของเหลวจริง คุณป้อนระยะทางว่าง (จากด้านล่างถังถึงทรานสดิวเซอร์) และระยะทางเต็ม (หรือช่วง) ได้โดยตรงผ่านแผงปุ่มกดหรือซอฟต์แวร์กำหนดค่าตามแบบทางกลของเรือ นี่เป็นวิธีที่เร็วกว่าและโดยปกติจะเพียงพอสำหรับ-ถังวัตถุประสงค์ทั่วไปที่ยอมรับข้อผิดพลาดเล็กน้อยได้
การสอบเทียบแบบเปียกเกี่ยวข้องกับการเติมถังให้อยู่ในระดับที่ทราบตั้งแต่สองระดับขึ้นไป - ได้รับการตรวจสอบอย่างอิสระด้วยเทปจุ่ม กระจกมอง หรือการอ้างอิงที่ปรับเทียบแล้ว - และการปรับเอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณให้ตรงกัน วิธีการนี้จะคำนึงถึงพฤติกรรมทางเสียงที่แท้จริงภายในภาชนะจริง รวมถึงเอฟเฟกต์สัญญาณเล็กๆ น้อยๆ จากรูปทรงของถัง และเป็นแนวทางที่แนะนำสำหรับการถ่ายโอนการควบคุม การรายงานตามกฎระเบียบ หรือกระบวนการใดๆ ที่ค่าใช้จ่ายในการอ่านค่าที่ไม่ถูกต้องสูง
3. ตั้งค่าจุดศูนย์
เมื่อถังว่างเปล่า (หรือที่ระดับต่ำสุดที่กำหนด) ให้เข้าถึงเมนูการกำหนดค่าของเครื่องส่งสัญญาณ - ผ่านจอแสดงผลในตัวเครื่อง ตัวสื่อสาร HART แบบมือถือ หรือซอฟต์แวร์การกำหนดค่า ขึ้นอยู่กับรุ่น ป้อนหรือยืนยันค่าระยะทางว่าง ในเครื่องส่งสัญญาณสมัยใหม่ส่วนใหญ่ สามารถทำได้โดยการป้อนตัวเลขโดยตรงหรือโดยฟังก์ชัน "ศูนย์อัตโนมัติ" ที่อ่านเสียงสะท้อนปัจจุบันและจัดเก็บไว้เป็นข้อมูลอ้างอิง
4. ตั้งค่า Span Point
ทำซ้ำขั้นตอนที่จุดสูงสุดของช่วง หากคุณกำลังทำการสอบเทียบแบบเปียก ให้ยกถังไปยังระดับสูงที่ทราบ และยืนยันว่าเอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณตรงกัน หากแห้ง ให้ป้อนค่าระยะทางเต็ม-จากภาพวาดของเรือ
5. ตรวจสอบกับการอ้างอิงที่เป็นอิสระ
ขั้นตอนนี้ถูกข้ามบ่อยกว่าที่ควรจะเป็น หลังจากตั้งค่าศูนย์และช่วงแล้ว ให้ตรวจสอบการอ่านค่าของเครื่องส่งสัญญาณเทียบกับวิธีการอิสระ - การอ่านเทปจุ่ม กระจกมอง หรือเครื่องมือสอบเทียบที่สอง - ที่ระดับกลางสองหรือสามระดับ ไม่ใช่แค่ที่จุดสิ้นสุดเท่านั้น เซ็นเซอร์ที่วางเรียงกันที่ว่างและเต็มยังคงแสดงข้อผิดพลาดรูปทรงโค้ง-ได้ในช่วงกลางของช่วง หากอัลกอริธึมการประมวลผลเสียงก้องกำลังดิ้นรนกับพื้นผิวที่ยากลำบาก (โฟม ความปั่นป่วน หรือภาชนะแคบที่มีการสะท้อนของผนังที่แข็งแกร่ง)
6. ปรับค่าชดเชยสิ่งแวดล้อม
หากการใช้งานเกี่ยวข้องกับการแกว่งของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ - ถังที่โดนแสงแดดโดยตรง หรือภาชนะที่มีสารให้ความร้อน - ตรวจสอบว่าเครื่องส่งสัญญาณมีอินพุตการชดเชยอุณหภูมิหรือมีเซ็นเซอร์-ในตัวหรือไม่ ความเร็วของเสียงในอากาศเปลี่ยนแปลงประมาณ 0.17% ต่อองศา ซึ่งน้อยมากต่อองศา แต่รวมกันในการใช้งานที่มีช่วงอุณหภูมิตามฤดูกาลหรือกระบวนการที่กว้าง
7. บันทึกการสอบเทียบ
บันทึกวันที่ วิธีการอ้างอิงที่ใช้ สภาพแวดล้อม ชื่อช่างเทคนิค และค่าก่อน/หลังการอ่าน นี่ไม่ใช่แค่งานเอกสาร - แต่ยังเป็นเส้นทางข้อมูลที่ช่วยให้ช่างเทคนิคคนต่อไปมองเห็นแนวโน้มที่เบี่ยงเบนไปตามเวลา แทนที่จะเริ่มจากศูนย์ทุกครั้งที่มีบางอย่างผิดปกติ
ข้อผิดพลาดในการสอบเทียบทั่วไปที่ควรหลีกเลี่ยง
ละเลยโซนมรณะการตั้งค่าจุดศูนย์ภายในระยะบล็อคขั้นต่ำของผู้ผลิตจะทำให้การอ่านค่าไม่เสถียรหรือหายไปเมื่อใกล้ว่างเปล่า ซึ่งมักได้รับการวินิจฉัยผิดพลาดเนื่องจากเซ็นเซอร์ผิดพลาด
การปรับเทียบกับพื้นผิวที่ถูกรบกวนโฟม ความปั่นป่วนรุนแรง หรือเครื่องกวนที่ทำงานในระหว่างการสอบเทียบอาจทำให้เซ็นเซอร์ล็อคกับเสียงสะท้อนที่ผิดพลาดได้ หากเป็นไปได้ ให้ปรับเทียบภายใต้สภาพพื้นผิวที่มั่นคงและเงียบ
ข้ามการตรวจสอบช่วงกลาง-ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น การตรวจสอบเฉพาะจุดปลายทั้งสองจุดจะซ่อนข้อผิดพลาดที่ปรากฏที่อื่นในช่วง
ลืม-การปรับเทียบใหม่หลังจากการเปลี่ยนแปลงกระบวนการการเปลี่ยนไปใช้ผลิตภัณฑ์อื่นที่มีความหนาแน่นของไอต่างกัน หรือการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ภายในของแทงค์ สามารถเปลี่ยนพฤติกรรมทางเสียงได้มากพอที่จะรับประกันการปรับเทียบใหม่ - ไม่ใช่แค่การรีเซ็ตเฟิร์มแวร์
ไม่คำนึงถึงมุมการติดตั้งทรานสดิวเซอร์ที่ไม่ได้ติดตั้งในแนวตั้งฉากกับพื้นผิวของเหลวจะสะท้อนพัลส์ออกจากตัวรับแทนที่จะสะท้อนกลับ ซึ่งทำให้ความแรงของสัญญาณอ่อนลง และอาจดูเหมือนปัญหาการสอบเทียบเมื่อเป็นอุปกรณ์เชิงกลจริงๆ
ตัวอย่างภาคสนาม: เมื่อ "การปรับเทียบใหม่" ไม่ใช่ปัญหาที่แท้จริง
การดำเนินการผสมสารเคมีขนาดกลาง-ครั้งหนึ่งเคยแจ้งปัญหาที่เกิดซ้ำ: เกจวัดระดับอัลตราโซนิกบนถังผสมแสดงระดับที่สูงกว่าที่ผู้ปฏิบัติงานยืนยันด้วยตนเองเมื่อเปลี่ยนกะประมาณ 8% การดำเนินการครั้งแรกของทีมบำรุงรักษาคือการปรับเทียบใหม่ - สองครั้ง การอ่านทั้งสองครั้งดูถูกต้องทันทีหลังการสอบเทียบ จากนั้นเลื่อนกลับภายในสองสามวัน
สาเหตุที่แท้จริงกลายเป็นฟอง กระบวนการผสมทำให้เกิดชั้นโฟมที่คงอยู่ซึ่งมีความหนาไม่กี่เซนติเมตร และเซ็นเซอร์จะล็อคอยู่ที่ด้านบนของโฟม แทนที่จะเป็นพื้นผิวของเหลวที่แท้จริงที่อยู่ด้านล่าง ไม่มีการแก้ไขการปรับค่าศูนย์/ช่วงจำนวนเท่าใด เนื่องจากจุดศูนย์และช่วงไม่เคยผิด - เป้าหมายเสียงสะท้อน การเปลี่ยนการตั้งค่าการประมวลผลเสียงก้อง-ของเซ็นเซอร์เป็นโหมดที่ปรับมาสำหรับพื้นผิวที่มีแนวโน้มเป็นโฟม- และเพิ่มการหน่วงเวลาการหน่วงสั้นๆ เพื่อกรองเสียงสะท้อนใกล้เคียง-ที่ผิดพลาดออกไป ช่วยแก้ไขการเบี่ยงเบนโดยไม่ต้องสัมผัสการสอบเทียบเลย
บทเรียนสรุปได้ดี: ความคลาดเคลื่อนของทุกระดับไม่ใช่ปัญหาของการสอบเทียบ ก่อนที่จะปรับศูนย์และสแปน ควรพิจารณาสภาพพื้นผิว รูปทรงการติดตั้ง และการรบกวนของสัญญาณ - ไม่เช่นนั้นคุณจะต้องปรับเทียบเซ็นเซอร์ที่อ่านเป้าหมายจริงอย่างถูกต้องตลอดเวลา
คุณควรปรับเทียบใหม่บ่อยแค่ไหน?
ไม่มีช่วงเวลาใดที่เหมาะกับทุกการใช้งาน - ขึ้นอยู่กับความสำคัญของการวัดและความเสถียรของสภาวะกระบวนการ เพื่อเป็นแนวทางทั่วไป:
- การโอนสิทธิ์การดูแลหรือการสมัคร-การรายงานตามกฎระเบียบ: ตรวจสอบกับการอ้างอิงที่ติดตามได้เป็นรายไตรมาส
- การตรวจสอบกระบวนการมาตรฐานในสภาวะที่มั่นคง: ปกติเช็ครายปีก็เพียงพอแล้ว
- สภาพแวดล้อมที่รุนแรงหรือแปรผัน(การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในวงกว้าง บรรยากาศที่มีฝุ่นหรือไอ-หนักมาก): การตรวจสอบเฉพาะจุดบ่อยครั้งขึ้นนั้นคุ้มค่ากับความพยายามเป็นพิเศษ เนื่องจากสภาวะเหล่านี้จะเร่งการล่องลอย
คำแนะนำของผู้ผลิตควรให้ความสำคัญเป็นอันดับแรกเสมอหากคำแนะนำนั้นระมัดระวังมากกว่าที่กล่าวมาข้างต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องส่งสัญญาณที่ใช้ในระบบเครื่องมือด้านความปลอดภัย-
สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรเมื่อคุณเลือกเซ็นเซอร์
ความพยายามในการสอบเทียบนั้นคุ้มค่าที่จะพิจารณาก่อนตัดสินใจซื้อ ไม่ใช่แค่หลังการติดตั้งเท่านั้น ประเด็นที่เป็นประโยชน์บางประการที่ควรชั่งน้ำหนัก:
ฟังก์ชันการขยายปุ่มอัตโนมัติ-และหนึ่ง-ลดเวลาการตั้งค่าลงอย่างมากในการติดตั้ง-แท็งก์หลายถัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผู้รับเหมาจำเป็นต้องใช้งานเซ็นเซอร์หลายสิบตัวในกำหนดเวลาที่จำกัด
การชดเชยอุณหภูมิในตัว-มีความสำคัญมากกว่าที่เห็นในเอกสารข้อมูลว่าเซ็นเซอร์จะอยู่กลางแจ้งหรือใกล้อุปกรณ์ที่ให้ความร้อน - จะขจัดการดริฟท์ประเภทใดประเภทหนึ่งทั้งหมดโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของช่างเทคนิค
โปรไฟล์การประมวลผล echo{0}} ที่กำหนดค่าได้(โฟม การกวน พื้นผิวอิเล็กทริกต่ำ) สามารถบันทึกการเข้ารับบริการในขั้นตอนสุดท้าย ดังตัวอย่างภาคสนามด้านบนที่แสดง การเลือกโปรไฟล์ที่ถูกต้องระหว่างการทดสอบใช้งานได้ง่ายกว่าการวินิจฉัยปัญหาการสอบเทียบ "ghost" หลายเดือนให้หลัง
HART หรือเอาต์พุตดิจิตอลพร้อมการกำหนดค่าระยะไกลให้ช่างเทคนิคตรวจสอบและปรับการสอบเทียบจากห้องควบคุม ซึ่งสำคัญสำหรับถังที่เข้าถึงได้ยาก หากสภาวะกระบวนการของคุณเกี่ยวข้องกับไอหนัก โฟม หรือฝุ่นที่ทำให้การวัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกมีความน่าเชื่อถือน้อยลงa เซ็นเซอร์ระดับเรดาร์อาจเหมาะสมกว่าสำหรับเวิร์กโฟลว์การกำหนดค่าระยะไกล-เดียวกัน
สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถแทนที่แนวปฏิบัติในการสอบเทียบที่ดีได้ แต่เครื่องส่งสัญญาณที่เหมาะสมจะทำให้แนวปฏิบัติดังกล่าวเร็วขึ้นและเกิดข้อผิดพลาดน้อยลง-ตั้งแต่แรก
ความคิดสุดท้าย
การสอบเทียบเกจวัดระดับอัลตราโซนิกไม่ซับซ้อน แต่ให้รางวัลกับความอดทน ช่างเทคนิคที่ได้รับการอ่านค่าที่แม่นยำสม่ำเสมอไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพงกว่า - ช่างเทคนิคที่ตรวจสอบรูปทรงของการติดตั้งก่อนที่จะตำหนิเซ็นเซอร์ ตรวจสอบกับข้อมูลอ้างอิงที่เป็นอิสระ แทนที่จะเชื่อถือจุดปลายทั้งสองเพียงอย่างเดียว และเก็บบันทึกการสอบเทียบที่เปลี่ยน "ดูเหมือนว่าจะไม่เป็นไร" ให้เป็นแนวโน้มข้อมูลจริง หาค่าศูนย์และค่าสแปนให้ถูกต้อง โดยคำนึงถึงสภาพแวดล้อมที่เซ็นเซอร์ทำงานอยู่จริง และช่วงการวัดส่วนที่เหลือมีแนวโน้มที่จะดูแลตัวเอง
อ้างอิง
- Instrument Society of America (ISA) - คำแนะนำทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องมือวัดระดับและแนวปฏิบัติในการสอบเทียบ
- สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน,คู่มือมาตรฐานการวัดปิโตรเลียม, บทที่ 3 - หลักการวัดถังและการวัดระดับ
- สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) - อ้างอิงข้อมูลความเร็วของเสียงในอากาศและการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
- เอกสารทางเทคนิคของผู้ผลิตสำหรับเครื่องส่งสัญญาณระดับอัลตราโซนิกข้อกำหนด - ย่านความถี่ตาย- และขั้นตอนการกำหนดค่า
การแก้ไขปัญหาการสอบเทียบในถังของคุณเอง หรือการระบุเครื่องมือวัดระดับอัลตราโซนิกหรือเรดาร์ใหม่สำหรับการใช้งานที่ยากลำบาก ส่งแบบถังและเงื่อนไขกระบวนการของคุณมาให้เรา - เราจะช่วยคุณหาการตั้งค่าที่ถูกต้องก่อนที่จะกลายเป็นตั๋วบริการแบบประจำ
คุณอาจจะชอบ
- การสอบเทียบเครื่องมือวัดระดับ: คู่มือฉบับสมบูรณ์
- วิธีปรับเทียบเกจวัดระดับแม่เหล็ก: คำแนะนำทีละขั้นตอน-สำหรับ-การตรวจสอบถังที่แม่นยำ
- วิธีปรับเทียบเซ็นเซอร์ระดับเรดาร์: คำแนะนำทีละขั้นตอน-โดย-สำหรับการตรวจสอบถังที่แม่นยำ
