ترانسمیتر سطح جابجایی (شناوری)، محدودیت ها، طراحی، نصب و کالیبراسیون

ترانسمیتر سطح جابجایی (شناوری) چیست؟

اصل اندازه گیری

اصل اندازه گیری سطح جابجایی بر اساس اصل ارشمیدس است.

ابزار جابجایی سطح مایع را با حس کردن نیروی شناوری اعمال شده بر روی یک جابجاگر توسط مایعی که جابجا می کند.

بر خلاف شناورها، در فلوت از نوع ابزارهای سطح، جابجایی نسبت به مایع در حال افزایش یا پایین آمدن بسیار کم حرکت می کند.

مثال محاسبه سطح مایع-مایع رابط

نیروی ظاهری (Fa) = وزن شناور (F) – نیروی ارشمیدس (Pa) … شکل زیر را ببینید

جرم ظاهری Fa/g = Ma = m – ρ۱ x S x H – S x h_رابط x [ ρ۲ – ρ۱ ] است (معادله [ ۱])

محدوده این است:

• در h_رابط = ۰ سپس Ma = m – ρ۱ x S x H
• در h_رابط = H سپس Ma = m – ρ۲ x S x H

شکل – اندازه گیری جابجایی

ρ۱ : چگالی Liquid1 (kg/m3)

ρ۲: چگالی مایع ۲ (kg/m3)

h_رابط : سطح رابط بین Liquid 1 و Liquid 2 (m)

g: 9.81 (m/s²)

S: بخش جابجایی (m²)

H: طول جابجایی (m)

رابط اندازه گیری نیاز به اتصال خود به فاز بالا و پایین دارد. اگر فقط یک متغیر وجود داشته باشد، معادله [۱] قابل اجرا است.

برای اندازه گیری سطح رابط، باید یک رابط وجود داشته باشد. از رابطه [۱] می توان برای اندازه گیری چگالی یک سیال استفاده کرد. در این حالت جابجایی به طور کامل در سیال غوطه ور می شود.

محدودیت ها

اگر دما و/یا چگالی مایع در ظرف با مایع موجود در قفس خارجی متفاوت باشد، خوانش سطح از جابجایی ممکن است نادرست باشد.

اندازه‌گیری‌های غیرقابل اعتماد به دلیل کثیف بودن، کف کردن، خدمات رسوب‌کردن و همچنین سیال آشفته یا وجود ذرات جامد در سیال (مثلاً ماسه) است.

لرزش (به عنوان مثال هشدار کاذب) و خوردگی بر اندازه گیری سطح تأثیر می گذارد.

جابجاگرها فقط می توانند محدوده طول جابجایی را اندازه گیری کنند. اگر سطح بالاتر از بالای جابجایی باشد، جابجایی نمی تواند سطح را اندازه گیری کند.

فرستنده‌های جابه‌جایی می تواند نیازهای نگهداری بیشتری داشته باشد. بسیاری از عیوب به دلیل لکه شدن، یخ زدن لوله گشتاور، شکستن یا جدا شدن آویز جابجایی، شکست حرکت زاویه ای آشکارساز الکترونیکی، گیرکردن جابجایی، و تغییر جرم جابجایی به دلیل خوردگی است.

ممکن است برای از بین بردن اثرات مایع آشفته روی جابجایی، به ویژگی های اضافی نیاز باشد.

کالیبره کردن فرستنده های جابجایی می تواند بسیار دشوارتر باشد، به خصوص اگر برای اندازه گیری رابط استفاده شود.

برداشتن جابجایی از یک کشتی ممکن است نیاز به تقلب خاصی داشته باشد.

جابجاگرها در چند طول استاندارد موجود هستند، به عنوان مثال طول های ۰٫۳۶ متر تا ۰٫۸۱ متر رایج ترین هستند.

انتخاب

فرستنده های جابجایی را می توان در طیف وسیعی از دما و فشار استفاده کرد.

فرستنده های جابجایی باید برای سطح رابط اندازه گیری اگر وزن مخصوص به طور قابل توجهی متفاوت باشد و تغییر در وزن مخصوص به دلیل ترکیب یا دما نمی تواند بر خواندن تاثیر بگذارد.

پذیرفته شده است که تفاوت بین وزن مخصوص بیشتر از ۰٫۱ است (اگر از اختلاف گرانش ۰٫۱ استفاده شود، تأثیر بر دقت باید ارزیابی شود).

نوع جابجایی ابزارهای سطح نباید در سرویس های به شدت آشفته، کثیف، کف، رسوب گیری یا در صورت وجود ذرات جامد در سیال (مانند شن) استفاده شوند. این شرایط منجر به اندازه گیری های غیر قابل اعتماد از ابزارهای سطح جابجایی می شود.

ابزارهای سطح نوع جابجایی نباید برای رابط های مایع و مایع در جایی که احتمال تشکیل امولسیون وجود دارد استفاده شود.

ابزارهای سطح نوع جابجایی نباید در سرویس‌های مایع-مایع یا مایع-گاز که در آن وزن مخصوص سیال بالا یا پایین نسبتاً ثابت نیست استفاده شود.

فرستنده‌های جابه‌جایی را می‌توان برای اندازه‌گیری چگالی نیز استفاده کرد اگر جابجایی به طور دائم و کامل در یک سیال غوطه‌ور باشد.

طراحی

جابجایی‌ها باید از فولاد ضد زنگ یا مواد دیگر سازگار با سیال فرآیند ساخته شود.

Displacer باید بر اساس محدوده سطح برنامه دارای ارتفاع باشد.

نصب

نصب ترجیحی برای جابجایی ها باید یک قفس/محفظه باشد و به صورت خارجی روی کشتی نصب شود.

دریچه های بلوک، تخلیه و هواگیری باید برای پر کردن و تخلیه محفظه برای انجام فعالیت های تعمیر و نگهداری نصب شوند.

نازل های کشتی باید با توجه به اندازه گیری سطح رابط قرار داشته باشند.

از اتصالات ابزار مستقیماً در پایین کشتی باید اجتناب شود.

کالیبراسیون و پیکربندی

کالیبراسیون باید در محل سازنده محصول انجام شود و قبل از فعالیت های راه اندازی تأیید شود.

ممکن است در محل یا روی نیمکت کالیبراسیون با وزنه انجام شود.

کالیبراسیون نیمکت با وزنه باید با استفاده از جرم ظاهری انجام شود.

کالیبراسیون درجا باید با استفاده از سطح سنج یا شیشه دید در صورت نصب انجام شود. در غیر این صورت، می توان از یک لوله خارجی انعطاف پذیر شفاف استفاده کرد.

شکل زیر یک آرایش معمولی را شرح می دهد که باید برای کالیبره کردن ابزارهای نصب شده در محفظه در محل استفاده شود.

شکل – کالیبراسیون جابجایی درجا

فرستنده سطح جابجایی (یا هر فرستنده سطح شناوری دیگر) از اثر شناوری استفاده می کند. هنگامی که جابجایی در سیال فرآیند غوطه ور می شود، این اثر شناوری باعث می شود جابجایی سبک تر از جابجایی غیرغوطه ور شود.

این تغییر وزن جابجایی سپس توسط سنسور تشخیص داده می شود (خواه از لوله گشتاور یا LVDT استفاده شود) و سپس به عنوان سطح سیال ترجمه می شود.

قبل از کالیبره کردن فرستنده سطح جابجایی، باید بدانیم که فرستنده در کارخانه بر اساس وزن مخصوص سیال فرآیند (SG) تنظیم شده است، در حالی که ما از آب به عنوان کالیبراسیون استفاده خواهیم کرد. مایع.

هنگامی که جابجایی با استفاده از سیال فرآیند واقعی کار می کند، ۴ میلی آمپر را در سطح پایین (جابجاگر غوطه ور نشده است) و ۲۰ میلی آمپر را در سطح بالا نشان می دهد (دیسپلیسر کاملاً است). غوطه ور شده است).

بنابراین قبل از کالیبره کردن فرستنده، اگر از آب به عنوان سیال آزمایشی به جای استفاده از سیال فرآیند واقعی استفاده کنیم، باید معادل این اثر شناوری را محاسبه کنیم (که در عمل چنین است بسیار سخت است).

ابزارهای معمولی مورد نیاز برای کالیبراسیون:

1. منبع تغذیه ۲۴ VDC
2. دیجیتال چند متری
3. اتصال منبع آب
4. ارتباط دهنده HART
5. مجموعه پیچ گوشتی
6. مجموعه آچار

رابط”>

روش کالیبراسیون فرستنده سطح جابجایی غیر رابط

۱٫ سطح آب معادل را محاسبه کنید

سطح صفر = جابجایی غوطه ور نیست (بدون نیاز به تنظیم خاصی)

بالا را با استفاده از این معادله محاسبه کنید:

(سیال فرآیند SG / Water SG)* محدوده سطح فرستنده

۲٫ Transmitter Level Displacer را روی ستون یا پشتیبانی موقت همانطور که در فایل تنظیم کالیبراسیون زیر نشان داده شده است، تنظیم کنید.

۳٫ محفظه تراز فرستنده را تا مرکز فلنج قسمت پایین قفس LIT به عنوان سطح صفر با آب پر کنید.

۴٫ با استفاده از ارتباطگر HART دستی، این سطح را به عنوان سطح صفر تنظیم کنید (در صفحه نمایش LCD فرستنده نیز ببینید، باید سطح صفر را نشان دهد).

۵٫ خروجی mA فرستنده را با استفاده از مولتی متر بخوانید. (در صورت وجود) از طریق ارتباط دهنده HART طوری تنظیم کنید که خروجی فرستنده (روی مولتی متر) ۴ میلی آمپر باشد.

۶٫ محفظه فرستنده سطح را با آب تا سطح بالا معادل محاسبه شده در بالا پر کنید.

۷٫ با استفاده از رابط HART دستی، این سطح را به عنوان سطح بالا تنظیم کنید (در صفحه نمایش LCD فرستنده نیز ببینید، باید سطح بالایی را نشان دهد).

۸٫ خروجی mA فرستنده را با استفاده از مولتی متر بخوانید. (در صورت وجود) از طریق ارتباط دهنده HART طوری تنظیم کنید که خروجی فرستنده (روی مولتی متر) ۲۰ میلی آمپر باشد.

رویه کالیبراسیون فرستنده سطح جابجایی رابط

۱٫ سطح آب معادل را محاسبه کنید

سطح صفر را با استفاده از این معادله محاسبه کنید:

(سیال فرآیند فندکی کارکرد SG / Water SG)* محدوده سطح فرستنده

سطح بالا را با استفاده از این معادله محاسبه کنید:

(سیال فرآیند سنگین تر SG / Water SG)*محدوده سطح فرستنده

۲٫ Transmitter Level Displacer را روی ستون یا پشتیبانی موقت همانطور که در فایل تنظیم کالیبراسیون زیر نشان داده شده است، تنظیم کنید.

۳٫ محفظه فرستنده سطح را تا سطح صفر معادل محاسبه شده با آب پر کنید.

۴٫ با استفاده از ارتباطگر HART دستی، این سطح را به عنوان سطح صفر تنظیم کنید (در صفحه نمایش LCD فرستنده نیز ببینید، باید سطح صفر را نشان دهد).

۵٫ خروجی mA فرستنده را با استفاده از مولتی متر بخوانید. (در صورت وجود) از طریق ارتباط دهنده HART طوری تنظیم کنید که خروجی فرستنده (روی مولتی متر) ۴ میلی آمپر باشد.

۶٫ محفظه فرستنده سطح را با آب تا سطح بالا معادل محاسبه شده در بالا پر کنید.

۷٫ با استفاده از رابط HART دستی، این سطح را به عنوان سطح بالا تنظیم کنید (در صفحه نمایش LCD فرستنده نیز ببینید، باید سطح بالایی را نشان دهد).

۸٫ خروجی mA فرستنده را با استفاده از مولتی متر بخوانید. (در صورت وجود) از طریق ارتباط دهنده HART طوری تنظیم کنید که خروجی فرستنده (روی مولتی متر) ۲۰ میلی آمپر باشد.

مثالی از محاسبه سطح آب معادل:

محدوده سطح فرستنده سطح = ۳۸ اینچ

Water SG = 1

Process Fluid SG = 0.84

سطح بالای معادل با استفاده از آب = (۰٫۸۴/۱)*۳۸ = ۳۱٫۹۲ اینچ

به این معنی است که جابجایی باید ۲۰ میلی آمپر را نشان دهد در حالی که ما محفظه را تا ۳۱٫۹۲ اینچ با مایع آب به عنوان مایع آزمایش پر می کنیم.

مثالی از برنامه رابط

محدوده سطح فرستنده سطح = ۳۸ اینچ

Water SG = 1

سیال فرآیند سبکتر SG = 0.695

سیال فرآیند سنگین تر SG = 0.994

معادل سطح صفر با استفاده از آب = (۰٫۶۹۵/۱)*۳۸ = ۲۶٫۴۱ اینچ

به این معنی است که جابجایی باید ۴ میلی آمپر را نشان دهد در حالی که ما محفظه را تا ۲۶٫۴۱ اینچ با مایع آب به عنوان مایع آزمایش پر می کنیم.

سطح بالای معادل با استفاده از آب = (۰٫۹۹۴/۱)*۳۸ = ۳۷٫۷۷۲ اینچ

به این معنی است که جابجایی باید ۲۰ میلی آمپر را نشان دهد در حالی که ما محفظه را تا ۳۷٫۷۷۲ اینچ با مایع آب به عنوان مایع آزمایش پر می کنیم.

توجه: این روش تعمیر و نگهداری معمولی تنها نمونه ای از نحوه سرویس دهی منظم فرستنده سطح جابجایی فقط برای اهداف آکادمیک است. این روش معمولی نباید به عنوان راهنمای عملیات روزانه استفاده شود. راهنمای تعمیر و نگهداری خاص فروشنده باید با جزئیات استفاده شود.

منبع: انجمن بین المللی نفت و amp; تولیدکنندگان گاز

تقدردانی ها: کمیته فرعی ابزار دقیق و خودکار استانداردهای IOGP (IASSC)، BG Group، BP، Endress + Hauser، Emerson، Honeywell، Krohne، Petrobras، PETRONAS Carigali Sdn Bhdemens، Rep , Statoil, Total, Vega, Yokogawa.

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.