Монтаж, обслуживание, устранение неисправностей приборов для измерения уровня газов и жидкостей

Ввод длительности стартового импульса.

Выбрать режим 10 кнопкой РЕЖИМ. Затем при помощи кнопок РАЗРЯД и КОРРЕКЦИЯ установить необходимое условное значение длительности стартового импульса и сохранить его, нажав кнопку ВВОД. Значение берется из паспорта на уровнемер. Значение задается в диапазоне от 2 до 5, что соответствует длительности от б до 15 микросекунд. Ввод значений, не входящих в указанный диапазон недопустим, так как может привести к сбою или неисправности.

Ввод длительности верхней не измеряемой зоны

Выбрать режим 11 кнопкой РЕЖИМ. Затем при помощи кнопок РАЗРЯД и КОРРЕКЦИЯ установить необходимое условное значение длительности верхней не измеряемой зоны и сохранить его, нажав кнопку ВВОД. Значение берется из паспорта на уровнемер. Значение задается в диапазоне от 40 до 70, что соответствует длительности от 120 до 210 микросекунд. Ввод значений, не входящих в указанный диапазон не допустим, так как может привести к сбою или неисправности. Введенное значение определяет верхнюю не измеряемую зону, при этом одна микросекунда соответствует примерно 5,2 миллиметрам.

Разрешение (запрет) звуковой сигнализации

Для снятия имеющейся звуковой сигнализации необходимо нажать кнопку ЗВУК. При этом при превышении ВСУ (НСУ) или возникновении неисправности датчика звуковая сигнализация включается снова.

При необходимости постоянного отключения звуковой сигнализации вне зависимости от сигнализируемых ситуаций выбрать режим 12 кнопкой РЕЖИМ. Затем при помощи кнопки КОРРЕКЦИЯ выбрать значение “ОFF” и сохранять его, нажав кнопку ВВОД. При этом во 2-м разряде появится точка, сигнализирующая состояние запрещенной звуковой сигнализации. Для разрешения звуковой сигнализации необходимо аналогично ввести значение “Оn”. Состояние разрешения или запрета запоминается и при выключении питания прибора.

Настройка токового выхода.

Настройка токового выхода на пределы 0 - 5 мА, 0 - 20 мА или 4 - 20 мА обычно производится изготовителем по согласованию с заказчиком. При необходимости настройка может быть выполнена специалистом КИПиА самостоятельно. Для выхода 0 - 5 мА, 0 - 20 мА замкнуть JР2, для выхода 4 - 20 мА разомкнуть JР2. Для настройки необходимо:

а) выключить питание прибора и снять его крышку;

б) подключить миллиамперметр к контактам 7 и 8 разъема Х2 на задней стенке измерителя;

в) включить питание;

г) выбрать режим “9” и с помощью кнопки КОРРЕКЦИЯ выбрать значение “Оn_” и ввести его кнопкой ВВОД;

д) только для выхода 4-20 мА при помощи подстроечного резистора R15 выставить на миллиамперметре значение тока 4 мА, что соответствует нижней границе токового выхода (для выходов 0 - 5 мА, 0 - 20 мА только проверить, что значение тока составляет 0 мА, не подстраивая резистор R15);

е) выбрать режим “9” и с помощью кнопки КОРРЕКЦИЯ выбрать значение “Оn^-” и ввести его кнопкой ВВОД;

ж) при помощи подстроечного резистора R19 выставить на миллиамперметре необходимое максимальное значение тока (5 или 20 мА), что соответствует верхней границе токового выхода;

з) повторить пункты г)...ж) один-два раза для достижения достаточной точности выставляемых значений тока;

и) выбрать режим “9” и с помощью кнопки КОРРЕКЦИЯ выбрать значение “ОFF” и ввести его кнопкой ВВОД, тем самым, выключив режим настройки токового выхода.

Затем необходимо выставить пределы измеряемого уровня. При этом верхнему пределу измерения уровня (Нmах) соответствует максимальный ток, а нижнему пределу измерения уровня (Нmin) - минимальный ток. Ввод верхнего предела измерения уровня осуществляется в режиме “6”, а нижнего предела измерения - в режиме “7” аналогично режимам ввода длины, НСУ, ВСУ и т.д.

Величина тока I после настройки будет определяться по формуле 2.1 для диапазона токового выхода 0 - 5 мА, по формуле 2. 2 для диапазона токового выхода 0 - 20 мА, по формуле 2.3 для диапазона токового выхода 4 - 20 мА.

I=(Н-Нmin)*5/(Hmах-Нmin) [мА], (2.1)

I = (H - Нmin) * 20/ (Hmах - Нmin) [мА], (2.2)

I = (Н - Нmin) * 16 / (Hmах - Нmin)+ 4 [мА], (2.3)

где Н - текущее значение уровня в диапазоне между Hmin и Hmах.

Для увеличения точности токового выхода за счет уменьшения диапазона измерения допускается вместо верхнего и нижнего пределов измерения для значений Hmin, Нmах задавать меньшие (соответствующие реальным изменениям измеряемого уровня) пределы.

Сопротивление нагрузки, подключаемой к токовому выходу, должно быть не более 250 Ом.

Перечень возможных неисправностей и рекомендации по действиям при их возникновении.

Возможные простые неисправности приведены в таблице 4. В более сложных случаях следует обращаться на предприятие-изготовитель.

При ремонте уровнемера необходимо руководствоваться требованиями РД16407-89 “Электрооборудование взрывозащищенное. Ремонт”.

Пример уровнемер VEGAPULS 61.

1. Описание VEGAPULS 61

1.1 Назначение

1.3 Принцип действия изделия

Антенная система излучает микроволновые импульсы и принимает их в виде эхосигналов, отраженных от поверхности продукта (Рис.11). Микроволновый импульс распространяется со скоростью света (V = 3*105 м/сек). Время от излучения до приема сигнала пропорционально уровню продукта в емкости. Определенный таким образом уровень преобразуется в соответствующий выходной сигнал и выдается в виде измеренного.

Надёжность и точность измерения обеспечивается благодаря уникальному алгоритму обработки сигналов ECHOFOX®. Для настройки приборов не требуется заполнения/опорожнения ёмкости.

Радиосигнальные импульсы посылаются антенной системой в виде импульсного пакета длительностью 1 нс и паузами между импульсами 278 нс (Рис. 12), что соответствует частоте посылки пакетов импульсов 3,6 мГц.

Во время пауз между импульсами антенная система работает как приемник. Это значит, необходимо обработать время прохождения сигнала за менее, чем миллиардную долю секунды и оценить картину эхосигнала за доли секунды.

Радиосигналы ведут себя физически подобно видимому свету. В соответствии с квантовой теорией пронизывают они также безвоздушное пространство. Таким образом, они не привязаны, как например звук, к проводящей среде (воздух) и распространяются, как свет, со скоростью света.

Радиосигналы реагируют на две электрические основные физические величины:

- электрическая проводимость материала;

- диэлектрическая постоянная материала.

Зависимость отражённого эхосигнала от диэлектрической проницаемости измеряемого материала показана на Рис. 13.

Все среды, которые проводят электрический ток, отражают радиосигналы очень хорошо. Даже материалы с очень слабой проводимостью гарантируют достаточно большое отражение сигнала для надёжного измерения.

Точно также все среды с диэлектрической проницаемостью r больше 2,0 отражают радиосигналы достаточно хорошо (примечание: у воздуха диэлектрическая проницаемость r равна 1).

Отражение сигнала растёт, таким образом, с проводимостью или с диэлектрической проницаемостью заполняемого материала. Таким образом, почти все материалы измеряемы.

1.4 Достоинства и недостатки изделия

Достоинства.

1. Датчики серии VEGAPULS 61 являются новым поколением компактных, малогабаритных радиосигнальных (радарных) датчиков с высокой разрешающей способностью измерения и точностью.

2. Датчики характеризуются особыми свойствами фокусирования для проведения измерений в тесном пространстве. Занимая маленькое пространство, они разработаны для измерения расстояний в 0...10/20 м и используются, как и в стандартных резервуарах для хранения различных технологических жидкостей (включая агрессивные и особо агрессивные), складских резервуарах и буферных ёмкостях, также и являются отличным выбором для измерения уровня в технологических ёмкостях.

3. Из-за маленьких размеров корпуса и крепления компактные датчики являются, прежде всего, чрезвычайно выгодными по цене наблюдателями уровня заполнения. Со встроенной индикацией, они делают возможным высокоточное измерение уровня заполнения и открывают преимущества радарного измерения уровня в тех случаях, в котором прежде из-за цены вынуждены были отказаться от преимуществ бесконтактного измерения.

4. Радарные датчики VEGAPULS 61 прекрасно работают по двухпроводной схеме. Питающее напряжение и выходной сигнал передаются через двухжильный провод. В качестве выходного или измерительного сигнала они выдают аналоговый выходной сигнал 4...20 мА и цифровой по формату HART - протокола.

Недостатки.

1. Наличие ложного эхо-сигнала.

2. Монтаж и подготовка изделия к включению в работу.

1.5 Общие указания по монтажу

1.5.1 Диапазон измерения

Базовой плоскостью датчиков является нижняя сторона фланца или уступ уплотнителя резьбы датчика VEGAPULS 61.

При измерениях в волноводе и отводной трубе (трубчатая антенна) max. диапазон измерения сокращается (Рис. 14). Необходимо обратить внимание на то, что при измерениях, при которых заполняемый материал достигает фланца датчика, могут образоваться долговременные отложения на антенне, которые позже могут вызвать ошибки измерений.

1.5.2 Ложные отражения

Плоские встроенные конструкции и опоры резервуаров вызывают сильные ложные отражения. Они отражают сигналы локатора с большой энергетической плотностью.

Если не возможно обойти плоские встроенные конструкции в области радиосигнала, рекомендуется отражать ложные сигналы с помощью рассеивающего экрана. Благодаря этому рассеиванию ложные сигналы будут малы по амплитуде, так что они легко могут отфильтровываться датчиком.

Место установки радарного датчика должно быть выбрано так, чтобы с радиосигналом не пересекались встроенные конструкции или втекающие заполняемые материалы.

Следующие примеры и указания показывают наиболее частые проблемы измерения и помогут их избежать. (Рис. 15)

Формы резервуаров с плоскими выступами могут сильно затруднять измерения из-за сильного ложного эхо-сигнала. Экраны над этими плоскими выступами рассеивают ложный эхо-сигнал и гарантируют надежное измерение.

Закруглённые плоскости рассеивают радиосигналы диффузионно в пространство и вызывают этим ложные отражения меньшей энергетической плотности. Они поэтому менее критичны, чем отражения от плоских поверхностей.

Встроенные конструкции резервуаров, например лестница, часто являются причиной ложного эхо-сигнала. Необходимо обращать внимание при проектировании мест измерения на беспрепятственный доступ радиосигнала к заполняемому материалу. (Рис. 16 )

Распорки резервуаров могут так же, как и другие встроенные конструкции резервуаров, быть причиной сильных ложных эхо-сигналов, накладывающийся на полезное эхо.

Маленькие экраны действенно предотвращают прямое отражение ложных эхо-сигналов. Ложные эхо-сигналы диффузно рассеиваются в пространстве и затем отфильтровываются измерительной электроникой как “эхо-шумы”. (Рис. 17)

Если радиолокационный датчик монтируется слишком близко к стенке резервуара, то отложения и налипания заполняемого материала на стенки резервуара вызывают ложный эхо-сигнал.

Необходимо размещать радарный датчик на достаточном расстоянии от стенки резервуара. (Рис. 18)

1.6 Монтаж и установка датчиков

1.6.1 Общие указания

Части устройства, контактирующие с измеряемой средой, уплотнение и присоединение должны быть применимы при данных условиях процесса. Необходимо учитывать давление процесса, температуру процесса и химические свойства среды.

Монтажное положение прибора должно быть удобным для монтажа и подключения, а также доступным для установки модуля индикации и настройки. Корпус прибора можно повернуть без инструмента на 330°. Модуль индикации и настройки также можно установить в одном из четырех положений со сдвигом на 90°.

У приборов с резьбовым присоединением запрещается заворачивать резьбу, держась за корпус прибора. В противном случае может быть повреждена вращательная механика корпуса. Для завинчивания использовать предусмотренный для этого шестигранник присоединения.

Для защиты устройства от попадания влаги (Рис. 19) рекомендуется соединительный кабель перед кабельным вводом направить вниз, чтобы влага от дождя или конденсата могла с него стекать.

Данные рекомендации применимы, прежде всего, при монтаже на открытом воздухе, в помещениях с повышенной влажностью (например, там где осуществляется очистка), а также на ёмкостях с охлаждением или подогревом.

На ёмкостях с пониженным или избыточным давлением следует уплотнить присоединение. Материал уплотнения должен быть стойким к измеряемой среде и температуре процесса.

1.6.2 Монтаж датчиков с фланцевой рупорной антенной

В большинстве случаев монтаж радарного датчика производится на коротком DIN-патрубке. Базовой плоскостью для измерения является нижняя сторона приборного фланца. Антенна должна всегда выступать из патрубка.

При монтаже на выпуклых крышах резервуаров длина антенны также должна соответствовать по меньшей мере самому длинному штуцеру.

Монтируйте прибор на круглой крыше резервуара не в середине крыши или близко к наружной стенке резервуара, а примерно на удалении 1/2 радиуса резервуара от середины или от наружной стенки резервуара (Рис. 20).

Круглые крыши резервуаров влияют на радарные сигналы как параболическое зеркало. Если радарный датчик находится в самом центре этой параболической крыши резервуара, то он особенно сильно воспринимает все ложные эхо-сигналы. Поэтому обратите внимание на монтаж вне этой центральной точки, Вы избежите, таким образом, усиленного параболой ложного эхо-сигнала.

1.6.3 Монтаж датчиков с трубчатой антенной в опусках (волноводах или отводных трубах)

Трубчатые антенны используются преимущественно в резервуарах со многими встроенными конструкциями, как например нагревательные трубки, теплообменники или быстро вращающиеся мешалки. Таким образом возможно также измерение заполняемых материалов при интенсивной турбулентности.

Благодаря фокусировке радарных сигналов внутри измерительной трубы, могут также хорошо измеряться при измерении в волноводе и отводной трубе среды с низкой диэлектрической проницаемостью (r = 1,6…3).