Главная страница

Контактные волноводные уровнемеры Аяганова. А. Ж. Узденбаева(04пс1), Л. А. Проходова (вкгту) кантактные волноводные уровнемеры


Скачать 62.5 Kb.
НазваниеА. Ж. Узденбаева(04пс1), Л. А. Проходова (вкгту) кантактные волноводные уровнемеры
Дата09.08.2018
Размер62.5 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлаКонтактные волноводные уровнемеры Аяганова.doc
ТипДокументы
#49046

УДК 681.5

А.Ж. Узденбаева(04-ПС-1), Л.А. Проходова (ВКГТУ)
КАНТАКТНЫЕ ВОЛНОВОДНЫЕ УРОВНЕМЕРЫ
Измерение уровня необходимо во многих технологических процессах современного производства. Острую потребность в измерителях уровня испытывают предприятия нефтегазового, нефтехимического и энергетического комплексов, где имеется большое количество резервуарных парков и осуществляются товарные операции (отгрузка, поставка, хранение).

Приборы для измерения уровня жидких, вязких, пастообразных продуктов и сыпучих материалов – уровнемеры – основаны на различных физических явлениях. Все многообразие этих приборов реализует контактный либо бесконтактный метод измерения уровня.

Контактные методы измерений уровня довольно популярны и повсеместно применимы. Представителями этого метода являются волноводные уровнемеры с технологии, позволяющий с высокой точностью и надежностью измерять не только уровень продукта, но и уровень раздела двух сред. Отличительной особенностью приборов является двухпроводный кабель питания и получения информации, отсутствие движущихся частей, удаленное конфигурирование и настройка, легкая интеграция и монтаж практически в любой резервуар и систему АСУТП.

Принцип его действия основан на технологии рефлектометрии с временным разрешением (TDR = Time Domain Reflectometry) (см. рис.1). Микроволновые радиоимпульсы малой мощности направляются вниз по зонду, погруженному в технологическую среду, уровень которой нужно определить. Когда радиоимпульс достигает среды с другим коэффициентом диэлектрической проницаемости, из-за разности коэффициентов диэлектрической проницаемости воздуха и жидкости происходит отражение микроволнового сигнала в обратном направлении. Временной интервал между моментом передачи зондирующего импульса и моментом приема эхо-сигнала пропорционален расстоянию до уровня контролируемой среды. Аналогичным образом измеряется расстояние между датчиком и границей раздела двух жидких сред с различными коэффициентами диэлектрической проницаемости.

Интенсивность отраженного сигнала зависит от диэлектрической проницаемости среды. Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем выше интенсивность отраженного сигнала.

Поскольку радиоимпульсы направляются зонду, эта технология измерения может с успех применяться для малых и узких резервуаров, а также, резервуаров с узкими горловинами.

Волноводный уровнемер выпускаемый российской фирмой ГП «Метран» состоит из алюминиевого корпуса датчика, в котором находится электронный модуль, выполняющий обработку сигнала.

Электронный модуль излучает электромагнитные импульсы, которые распространяются по зонду, выполняет обработку отраженного (принятого) сигнала и выдает информацию в виде аналогового или цифрового сигнала на встроенный жидкокристаллический индикатор или в систему измерения.

Корпус датчика, состоящий из двух независимых отсеков (отсек электроники и клеммный отсек для подключения кабелей), может быть снят с зонда, при этом открывать резервуар не требуется. В клеммном отсеке имеются два отверстия для подвода кабеля и установки соответствующего кабельного уплотнения для обеспечения герметичности.



Рисунок 1
В зависимости от условий применения и специфических требований технологического процесса уровнемер может быть оборудован зондами различных типов.

Коаксиальный зонд применяется для измерения уровня внешней поверхности и уровня раздела двух любых чистых жидкостей. Рекомендуется для измерения уровня жидкостей с низкой диэлектрической проницаемостью, а также для измерений в условиях турбулентности, в присутствии пены или потоков жидкости или пара вблизи зонда.

Двухстержневой жесткий или двухпроводный гибкий зонды предназначены для измерения уровня жидкостей (нефтепродукты, растворители, водные растворы и т.п.). Возможно применение для измерения уровня раздела жидких сред. Могут применяться с более вязкими жидкостями, чем коаксиальный зонд.

Одностержневой жесткий или однопроводный гибкий зонды менее восприимчивы к налипанию среды и образованию наростов. Одностержневой зонд (с жестким стержнем) рекомендуется для применения в малых резервуарах, высотой до 3 м, однопроводный гибкий в резервуарах до 20 м. Могут применяться для вязких жидкостей, взвесей, пива и алкогольных напитков, водных растворов, также может использоваться для санитарных целей - в пищевой и фармацевтической промышленности. Можно использовать для измерения уровня твердых частиц, гранул и порошков. Применяется для измерения уровня вязких жидкостей, например, сиропа, меда и т.п., а также водных растворов.
Для вязких и налипающих жидкостей особое значение имеет правильный выбор зонда, иначе не правильный выбор может привести к ошибкам измерения.

Для измерения уровня поверхности раздела двух сред можно использовать коаксиальный зонд (рекомендуется), жесткий двухстержневой или гибкий двухпроводный зонды. Для измерения уровня поверхности раздела жидкостей используется принцип, заключающийся в следующем: часть энергии зондирующего импульса проходит в верхнюю среду, затем частично отражается от поверхности раздела двух сред. Иными словами часть волны, которая не отразилась от верхнего продукта проходит через него и отражается от поверхности нижнего продукта, при этом скорость распространения волны в верхней среде зависит от диэлектрической проницаемости верхней среды.

Конфигурирование датчика можно выполнить с помощью HART-коммуникатора либо с помощью персонального компьютера с программой настройки Radar Configuration Tools. Программа работает в системе при поддержке Windows и обеспечивает простой, ориентированный на пользователя интерфейс настройки прибора. Волноводные уровнемеры производства российской фирмы ГП «Метран» поддерживаются программным обеспечением AMS (Система обслуживания КИП и А), которое также можно использовать для конфигурирования прибора.

Для подачи питания и выдачи выходного сигнала используется один и тот же двухпроводный кабель (питание по контуру). Данные измерений поступают на выход в виде аналогового сигнала 4-20 мА, на который наложен цифровой сигнал HART. При использовании модуля HART Tri-loop возможно преобразование сигнала HART в дополнительные аналоговые сигналы 4-20 мА (до трех сигналов). По протоколу HART возможно подключение г многоточечной схеме. В этом случае датчик выдает информацию только в цифровом виде. Аналоговый выходной сигнал всех датчиков, подключенных к многоточечной схеме, устанавливается на минимальном значение 4 мА.

Для работы с уровнемером и его конфигурирования разработан специальный пакет программного обеспечения Radar Configuration Tool (RCT) - простой в применении инструмент для конфигурирования уровнемера. Программа настройки Radar Configuration Tools с помощником установки (Installation Wizard) обеспечиваем простоту настройки и обслуживания датчика.

Подключение уровнемера может быть искробезопасным и неискробезопасным выходом.


написать администратору сайта