Pagrindiniai valdomų bangų radaro ir nekontaktinio radaro lygio matavimo skirtumai – Rosemount 5300 ir . 5400 serijos pramonės pasirinkimo vadovas

Radaro lygio siųstuvai yra pagrindiniai nuolatinio lygio matavimo prietaisai naftos, chemijos, energijos, vandens valymo ir smulkiosios farmacijos pramonėje. Emerson Rosemount 5300 valdomų bangų radaras ir 5400 bekontaktis radaras yra du skirtingi technologiniai metodai, kurie labai skiriasi matavimo principais, terpės suderinamumu, įrengimo reikalavimais ir veikimo galimybėmis. Daugelis inžinerinių atrankos klaidų kyla dėl to, kad trūksta aiškumo dėl šių dviejų radarų technologijų taikymo ribų. Šiame straipsnyje išsamiai analizuojami pagrindiniai skirtumai tarp 5300 ir 5400 pagal penkis matmenis – principus, našumą, eksploatavimo sąlygas, techninę priežiūrą ir išlaidas teikiančius standartizuotus prietaisų inžinierių, EPC rangovų ir pirkimų specialistų atrankos kriterijus.

„Rosemount 5300“ valdomų bangų radaras (TDR laiko domeno atspindžio technologija)

Naudojant kontaktinį matavimą, prietaisas skleidžia nanosekundžių lygio mikrobangų impulsus, kurie sklinda palei bangolaidžio strypą arba kabelį, panardintą į terpę. Kai impulsas pasiekia skysčio paviršių arba aliejaus ir vandens sąsają, jis atsispindi atgal. Skysčio lygio aukštis apskaičiuojamas pagal laiko skirtumą tarp perdavimo ir aido.

• Mikrobangų krosnelė yra apribota ir valdoma bangolaidžio strypo, todėl energijos nuostoliai yra labai maži, o aido signalo stiprumas yra 2–5 kartus didesnis nei laisvos erdvės radaro.

• Patentuota DST tiesioginio perjungimo technologija padidina signalo stiprumą, kartu su PEP bangolaidžio strypo galo aptikimo algoritmu, leidžiančiu vienu metu užfiksuoti dvigubą aidą ir iš viršutinio skysčio paviršiaus, ir iš apatinės terpės sąsajos.

• Bangos greitį veikia tik terpės dielektrinė konstanta, o garai, rūkas ir turbulencijos sklidimo kelyje trukdo minimaliai.

Rosemount 5400 nekontaktinis radaras (laisvos erdvės mikrobangų radaras)

Naudojant nekontaktinį matavimą, antena skleidžia aukšto dažnio mikrobangas į orą bako viduje. Mikrobangos laisvai sklinda per oro terpę, atsispindi nuo skysčio paviršiaus ir grįžta į anteną, leidžiančią matuoti atstumą.

• Mikrobangos sklinda visiškai per dujinę erdvę, su terpe nesiliečia jokie komponentai;

• Gali aptikti tik viršutinį bako skysčio lygį ir negali atskirti kelių terpės sluoksnių sąsajų;

Garai, putos, vidinis maišymas ir metalinės atramos bako viduje gali išsklaidyti mikrobangas ir sukelti trukdžių triukšmą, todėl reikia rankiniu būdu slopinti klaidingus aidus.

5300 valdomų bangų radaras

1. Įrengti keičiami zondai: vieno strypo, lankstaus kabelio, dvigubo strypo, bendraašio ir PTFE korozijai atsparios dangos valdomų bangų strypai;

2. Zondas yra visiškai panardintas į terpę ir tiesiogiai liečiasi su skysčiais, srutomis ir kietomis medžiagomis;

3. Privalumai: Stabilus matavimas pasiekiamas net siauruose aplinkkelio vamzdžiuose, reaktoriuose ir mažo skersmens konteineriuose;

4. Trūkumai: prie kreipiamojo strypo gali prilipti lipni arba pleiskanojanti medžiaga, todėl ilgai eksploatuojant zondą reikia periodiškai valyti.

5400 Nekontaktinis radaras

1. Įrengta garsiakalbio antena ir proceso metu sandari antena, be zondo, besitęsiančio į baką;

2. Visas įrenginys prie rezervuaro prijungtas tik per flanšą, jokie komponentai nesiliečia su proceso terpe;

3. Privalumai: Maisto higiena, didelis klampumas ir lengvas sukibimas su sienelėmis, nėra zondo užteršimo rizikos esant labai korozinėms ir stipriai lipnioms sąlygoms;

4. Trūkumai: maža bako talpa, siauras aplinkkelio vamzdis ir didelis signalo susilpnėjimas scenarijuose su daugybe vidinių kliūčių, dėl kurių matavimai tampa nestabilūs.

Galimybė prisitaikyti prie dielektrinės konstantos

• 5300 valdomų bangų radaras: gali išmatuoti net 1,4 dielektrines konstantas (plastiko granulės, šviesi alyva, mažai dielektriniai organiniai tirpikliai), užtikrinantys aiškų aidą net ir mažai dielektrinėse terpėse, stabilūs matavimai esant putoms, turbulentiniam srautui ir sočiųjų garų sąlygoms;

• 5400 bekontaktis radaras: Aidai silpni, kai terpės dielektrinė konstanta yra mažesnė nei 1,8; Labai tikėtinas signalo praradimas aplinkoje, kurioje yra tiršta puta arba tankūs garai, ir jis tinkamas tik didelės dielektrinės, putojančios terpės, pvz., švaraus vandens ir metanolio.

Sąsajos matavimo galimybė (pagrindinis vandens baseinas)

• 5300 unikalių pranašumų: palaiko alyvos-vandens, kieto-skysčio ir sluoksniuotų suspensijų sąsajos matavimą, galinčią atskirti net 25 mm plonas sąsajas, todėl tai yra standartinė priemonė žalios naftos gėlinimo rezervuaruose ir naftos-vandens buferiniuose rezervuaruose;

• 5400 visiškai nepalaiko: mikrobangų krosnelė visiškai atsispindi sąlytyje su pirmuoju skysčio sluoksniu, negali prasiskverbti į viršutinį skystį ir aptikti žemiau esančią sąsają.

Diapazono, temperatūros ir slėgio tolerancijos ribos

1. Matavimo diapazono viršutinė riba: abiejų didžiausias matavimo atstumas yra iki 50 metrų;

2. Temperatūros ribos: 5300 apima nuo -196 laipsnių iki 400 laipsnių (SGD žemos temperatūros / aukštos temperatūros garai), o aukšta temperatūra 5400 tolerancijos viršutinė riba yra mažesnė nei 5300;

3. Slėgio diapazonas: 5300 palaiko visišką vakuumą iki 345 barų aukšto slėgio sąlygomis, tinka hidrinimo ir aukšto slėgio reaktoriams; 5400 turi ribotas aukšto slėgio sandarinimo sprendimų galimybes.

Matavimo tikslumas

• 5300: ±3 mm didelio tikslumo, pakartojamumas ±1 mm, SIL2 saugos sertifikatas, suderinamas su SIS saugos kilpos lygio blokavimu;

• 5400: pagrindinis ±5 mm tikslumas, be bangolaidžio strypo apribojimų; matavimo paklaida tolimojo tanko taikymui yra šiek tiek didesnė nei valdomų bangų radaro.

Deadband diapazonas

• 5300: mažesnės viršutinės ir apatinės negyvosios zonos, leidžiančios pasiekti didesnį efektyvų matavimo diapazoną, tinkantį trumpiems rezervuarams ir mažiems reaktoriams;

• 5400: Viršutinėje antenoje yra didelė matavimo akloji zona, todėl neįmanoma gauti tikslių rodmenų viršutinėje bako srityje.

(1) Pirmenybę teikite 5300 valdomų bangų radaro scenarijų

1. Sluoksniuotos terpės sąlygos: naftos perdirbimo gamyklų gėlinimo rezervuarai, naftos ir vandens atskyrimo rezervuarai ir nuotekų dumblo ir vandens sąsajos tvenkiniai;

2. Mažos dielektrinės terpės: benzinas, dyzelinas, tirpiklių alyva, plastiko granulės, miltelių silosai;

3. Atšiauri dujinė aplinka: prisotinti garai, per daug putų, energingai maišomi turbulentingi indai;

4. Kompaktiška įrengimo erdvė: mažo skersmens aplinkkelio vamzdžiai, reaktoriai su apvalkalu ir išstūmimo indai;

5. Aukšto slėgio/kriogeninės ekstremalios sąlygos: SGD talpyklos, hidrinimo įrenginiai, aukštos temperatūros katilų būgnai;

6. Saugos prietaisų sistema (SIS): reikalingi SIL2 sertifikuoti blokavimo ir apsaugos nuo perpildymo įtaisai;

7. Srutos ir klampios terpės: dangos, dervos, mineralinės suspensijos, dumblo buferiniai rezervuarai.

(2) Pirmenybė teikiama 5400 bekontakčio radaro scenarijų naudojimui

1. Aukštos higienos kokybės taikymas: sterilios farmacijos laikymo talpyklos, švarios maisto ir gėrimų talpyklos, be zondo užteršimo pavojaus;

2. Stipriai lipni ir labai linkusi į nuosėdas: didelio klampumo dervos, asfaltas, latekso apsauga nuo zondo medžiagų kaupimosi;

3. Itin ilgos atmosferinės talpyklos: didelės žalios naftos talpyklos ir rezervuarai po atviru dangumi, pašalinantys montavimo sunkumus, kuriuos sukelia ilgi kabeliai;

4. Terpė yra labai ėsdinanti ir nėra tinkamos zondo medžiagos: stiprių oksidatorių, koncentruotų stiprių rūgščių, kad būtų išvengta korozijos ir bangolaidžio strypo nusidėvėjimo;

5. Dažnas bako valymas ir dažnas terpės perjungimas gamybos linijose: nereikia ardyti zondo valymui, sumažinant prastovos ir priežiūros laiką;

6. Yra vamzdynų įranga su rutuliniais vožtuvais, kurie tarnauja kaip užtvarai, todėl per juos neįmanoma įrengti zondų.

Diegimo reikalavimai

• 5300: Lengvai montuojamas, suderinamas su aplinkkelio vamzdžiais, mažomis talpyklomis ir ekscentrinių vamzdžių angomis; ilgo nuotolio lanksčių kabelių zondams ištiesinti reikalingas dugno svoris, todėl aukštų rezervuarų montavimo ir kėlimo išlaidos šiek tiek didesnės.

• 5400: reikalaujama griežtų montavimo sąlygų – jokių atramų, tiekimo angų ar sparnuotės mentės neturi kliudyti tiesiai po antena; dideli trukdžiai dėl netvarkos atsiranda siauruose vamzdžiuose, todėl reikia naudoti didelio skersmens kreipiamąjį vamzdelį.

Eilinė priežiūra

• 5300 Problema: Ilgalaikis darbas su klampiomis terpėmis sukelia medžiagų kaupimąsi ir pleiskanojimą ant kreipiamojo strypo, susilpnėja aido signalai, todėl kasmetinės priežiūros metu reikia išimti zondą ir išvalyti;

• 5400 privalumų: Nekontaktinė terpė, reikia tik periodiškai išvalyti antenos kondensatą, praktiškai neprižiūrint terpės sukibimo;

• Diagnostikos galimybė: abu modeliai aprūpinti HART/AMS nuotoline diagnostika. 5300 gali numatyti zondo užteršimo lygius pagal signalo kokybės indikatorius, todėl galima aktyviai planuoti techninės priežiūros planus.

Atsarginių dalių keitimo kaina

• 5300: Zondas yra sunaudojama dalis ir turi būti visiškai pakeistas, kai jis surūdijęs arba susidėvėjęs, todėl ilgalaikės atsarginių dalių sąnaudos yra didesnės.

• 5400: Tik antena yra pasirenkama ir keičiama, be jokių eksploatacinių medžiagų, kurias reikia panardinti, todėl priežiūros išlaidos yra mažesnės.

1. Ryšio protokolai: tiek 5300, tiek 5400 palaiko 4–20 mA HART, WirelessHART, FF lauko magistralę ir Modbus ir yra suderinami su „Trex“ delniniais komunikatoriais ir AMS įrenginių valdymo sistema;

2. Saugos lygis: standartas turi SIL2 IEC61508 sertifikatą visoje serijoje, atitinkantį saugos prietaisų sistemos reikalavimus chemijos ir naftos bei dujų pramonei;

3. Atsparus sprogimui sertifikatas: visi gaminiai turi ATEX, IECEx ir FM savaiminio saugaus / atsparaus sprogimui sertifikatus, apimančius pasaulines pavojingas zonas, 0/1/2 zoną.

1. Klaidinga nuomonė: jei bakas turi putų, tiesiogiai pasirinkite bekontaktį radarą

Atsakymas: putos išsklaido laisvos vietos mikrobangų krosneles, todėl 5400 lengvai praleidžia rodmenis; esant putoms, pirmenybę teikite 5300 valdomų bangų radarui, kurio signalas sklinda palei zondą ir jo neužstoja putos.

2. Klaidinga nuomonė: 5400 gali būti naudojamas alyvos ir vandens sąsajai matuoti.

Atsakymas: 5400 mikrobangų krosnelė negali prasiskverbti į viršutinį skysčio sluoksnį ir todėl negali aptikti stratifikacijos; todėl sąsajos matavimui tinka tik 5300 serija.

3. Klaidinga nuomonė: ilgos talpyklos turi naudoti 5400

Atsakymas: 5300 minkšto kabelio zondo maksimalus atstumas yra 50 m; dideliems tankams galima pasirinkti kabelinio tipo valdomų bangų radarą. Tik tada, kai terpė yra itin klampi ir zondo naudoti neįmanoma, reikėtų rinktis 5400.

4. Klaidinga nuomonė: valdomų bangų radarų negalima naudoti švariose patalpose

Atsakymas: 5300 galima naudoti poliruotą 316L arba PTFE dengtą sanitarinį zondą; tačiau dažnai keičiant medžiagas ir labai švarioje sterilioje aplinkoje, 5400 bekontaktis sprendimas yra patogesnis.

Norėdami gauti visus Rosemount 5300/5400 atrankos pavyzdžius, laikmenų medžiagų suderinamumo diagramas ir SIL saugos kilpų sprendimus, susisiekite su mūsų prietaisų inžinieriais, kad gautumėte nemokamą prieigą prie originalių gamyklos techninių vadovų ir pritaikytų rekomendacijų, pagrįstų jūsų darbo sąlygomis. Taip pat teikiame nuotolinio konfigūravimo ir paleidimo techninę pagalbą per „Trex“ delninius operatorius.