Caso PT Tirta Bumi: Medição de Nível de Tanques de Água e Esgoto com Radar de 80 GHz

Tre bacini di un impianto di depurazione delle acque municipali hanno fallito in tre modi diversi, e tutti e tre i guasti hanno avuto la stessa causa.Questo articolo indaga il problema della misurazione del livello in un serbatoio di acqua grezza, un pozzo limpido e una stazione di sollevamento delle acque reflue, dove i mezzi sono acqua e acque reflue filtrate - liquidi ad elevato tenore dielettrico che dovrebbero essere facili da misurare.I trasmettitori ad ultrasuoni esistenti hanno fallito perché la condensazione gocciolava sulla superficie del trasduttore, la schiuma sulla superficie delle acque reflue ha assorbito l'impulso acustico e le variazioni della temperatura dell'aria hanno spostato la correzione della velocità del suono.che è esattamente il motivo per cui il sostituto - un misuratore di livello radar FMCW 80 GHz - funziona dove gli ultrasuoni nonL'articolo tratta la diagnosi, la selezione, l'installazione e le modifiche apportate al controllo delle pompe dopo la stagione delle piogge.

Profilo cliente: PT Tirta Bumi Water Treatment (Indonesia)

PT Tirta Bumi Water Treatment è un'azienda idrica municipale in Indonesia che gestisce impianti di aspirazione dell'acqua grezza, pozzo pulito e stazione di sollevamento delle acque reflue.Il sequenziamento della pompa e la prevenzione dei trabocchi in questi bacini dipendono da segnali di livello che rimangono affidabili anche in atmosfere umide, condensazione e schiuma - le condizioni esatte che sconfissero gli strumenti ultrasonici precedenti.

2Il sito: tre bacini, una lamentela ricorrente

Il registro degli strumenti dell'impianto racconta una storia coerente in tre luoghi: un serbatoio di acqua grezza che tampona l'ingresso del fiume, un pozzo limpido che immagazzina acqua trattata,e una stazione di sollevamento delle acque reflueTutti e tre usavano trasmettitori di livello ad ultrasuoni, e tutti e tre sono apparsi nel registro di manutenzione per le stesse ragioni: letture irregolari, comandi di pompa falsi e visite di pulizia.Il pozzo bagnato era il caso peggiore.L'indagine è iniziata con una semplice domanda: sono questi tre guasti separati,o un guasto ripetuto tre volte perché la tecnologia è sbagliata per l'ambiente?

3. Modalità di guasto 1: condensazione sul trasduttore

Nel serbatoio dell'acqua grezza e nel pozzo limpido, l'atmosfera sopra l'acqua è umida, e il transduttore - più freddo del vapore - raccoglie la condensa.Uno strato di goccioline d'acqua su un trasduttore ad ultrasuoni non è un problema esteticoLa lettura si è allontanata o abbandonata, e il circuito di controllo ha reagito a un segnale che non rappresenta più la superficie dell'acqua.La risposta per la manutenzione era pulizia.Ma il programma ha curato il sintomo; la causa era che un sensore acustico era stato chiesto di lavorare attraverso una pellicola d'acqua sulla sua stessa faccia.e si ripete in ogni serbatoio umido.

4. Modalità di guasto 2: schiuma sulla superficie delle acque reflue

Nel pozzo bagnato, i tensioattivi presenti nelle acque reflue e le turbolenze dell'afflusso hanno prodotto uno strato di schiuma.Il trasmettitore poi bloccato su qualsiasi eco è tornato prima - a volte il top di schiumaIl risultato è stato un ciclo di pompaggio a falsi livelli elevati e a secco a falsi livelli bassi, e in caso di pioggia il rischio di sovrafflusso.La schiuma non era una condizione temporanea.La misurazione doveva vedere attraverso di essa, e la misurazione acustica non può.

5- Modulo di guasto 3: la velocità del suono non è costante.

La misurazione del livello ad ultrasuoni converte il tempo di volo in distanza utilizzando la velocità del suono nell'aria - e questa velocità cambia con la temperatura, l'umidità e la composizione dei gas.Trasmettitori ad ultrasuoni portano un sensore di temperatura e applicano una correzioneIn un serbatoio riscaldato dal sole o in un pozzo ventilato, l'aria non è uniforme.Quindi la correzione stessa è diventata una fonte di erroreQuesta terza modalità di fallimento è la più sottile, perché non si annuncia con abbandoni; degrada solo in silenzio la misura.

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7La tabella di diagnosi: perché il radar rimuove tutti e tre

Le tre modalità di fallimento mappano uno a uno la fisica del radar:

Questa tabella è la logica di selezione. Un radar FMCW a 80 GHz è stato scelto perché l'alta frequenza consente un'antenna piccola e leggera che si monta facilmente su bacini aperti,Il trattamento delle acque di scarico e di scarico fornisce unIl materiale dell'antenna è PVDF o PTFE, idrofobo per progettazione. The same foam that blinds ultrasonic barely affects radar - the wave passes through and reflects from the water below - while a differential-pressure sensor would see through foam but drift with density and clog at the diaphragmLa scelta della tecnologia è quindi una decisione su quale modalità di guasto il sito può tollerare.

8. Configurazione per il controllo della pompa

Il radar è stato configurato come una fonte di livello per il PLC, non come un controller autonomo.HART abilitato per le modifiche remoteL'impulso di avviamento, di arresto e di allarme è rimasto nel PLC, quindi lo strumento è rimasto una fonte di livello semplice e affidabile.abbastanza breve da non mascherare un livello genuinamente elevatoLa direzione di sicurezza è stata la decisione interessante: nel pozzo bagnato, un'eco di perdita è stata impostata per guidare la potenza alta, in modo che le pompe funzionano piuttosto che traboccare.Questa scelta deve essere in linea con la filosofia di controllo del sito.È una decisione, non un default.

9. Bracket, Cable, e il pozzo bagnato

L'installazione è stata deliberatamente semplice: sopra i bacini aperti, il radar è andato su un supporto rigido lontano dal flusso d'afflusso, in modo che l'acqua schizzante non passasse attraverso il raggio;un supporto flessibile avrebbe spostato l'antenna e spostato il punto di riferimento zeroPer il pozzo bagnato, è stata scelta una cassa IP68 perché il pozzo può essere inondato.terra solo ad un'estremità - una terra a punto singolo evita il circuito di terra che altrimenti inietterebbe rumore nel circuito da 4 a 20 mANell'atmosfera delle acque reflue, l'entrata del cavo e la classificazione dell'alloggio sono state confermate rispetto alle considerazioni H2S del sito - lo strumento non supera i requisiti di sicurezza del sito.

10- messa in servizio: impostare il sistema di sicurezza in modo adeguato

La messa in servizio ha seguito la diagnosi. La profondità di montaggio e di bacino sono stati inseriti in modo che l'uscita leggere vero livello.scale e tubazioni• la pressione di un tubo di calore è stata ridotta in modo tale da ridurre la pressione di un altro tubo di calore;la soglia di eco è stata impostata per seguire la superficie del liquido piuttosto che la parte superiore della schiumaLa direzione di sicurezza è stata testata scollegando il circuito e osservando il PLC rispondere come progettato.Tutte le impostazioni e le verifiche sono state inserite nel file dell'impianto..

Perché scegliere gli strumenti Qinwei

Xi'an Qinwei Instrument Factory (marchio QINWEIYB) è un produttore fondato nel 2010 specializzato in strumenti di automazione industriale,con 500-800 dipendenti e il 50%-60% della produzione esportata in tutto il mondoPer il servizio idrico e di trattamento delle acque reflue, Qinwei fornisce radar FMCW IP67/IP68 con antenne PVDF/PTFE idrofobie, 4-20 mA, interfacce HART e Modbus, e semplici opzioni di montaggio su supporto per bacini aperti.Tutti gli strumenti sono calibrati in fabbrica con certificati rintracciabiliIl MOQ inizia da 1 set, la consegna è di 5-8 giorni lavorativi e la personalizzazione OEM / ODM è supportata.

12Il test della stagione delle piogge

La stagione delle piogge ha dato il verdetto: gli afflussi sono aumentati velocemente e spesso, i livelli dei pozzi bagnati hanno oscillato attraverso l'intera gamma, la schiuma era pesante, il radar ha monitorato la superficie liquida attraverso tutto,le pompe hanno fatto il ciclo a livelli realiIl serbatoio dell'acqua grezza e il pozzo pulito sono rimasti stabili durante i mesi umidi senza perdite di condensazione.La pulizia del trasduttore non era più necessariaNon sono fornite statistiche di prima e dopo; ciò che l'impianto ha ottenuto è un segnale di livello che riflette la superficie del liquido piuttosto che la schiuma, e cicli di controllo che si comportano di conseguenza.

13Valore ingegneristico e dove si ripete questa diagnosi

Il valore della variazione è meglio espresso come eventi evitati: nessun sovraccarico da letture a schiuma cieca, nessun usura della pompa da errato ciclo, nessuna esposizione di manutenzione nel pozzo bagnato.Il metodo di diagnosi - tracciando ogni guasto alla sua causa fisica e controllando la sostituzione contro tale causa - è la parte trasferibile. si applica alle prese d'acqua grezza, ai pozzi trasparenti, ai serbatoi di filtraggio, ai serbatoi di fanghi, ai bacini delle acque pluviali e ai pozzi bagnati delle stazioni di pompaggio ovunque.il radar ad onde guidate deve essere valutato in paralleloPer i pozzi di acque reflue con H2S, confermare i materiali di alloggiamento e seguire i requisiti di rilevazione del gas del sito.fornire la profondità del bacino e il tipo di montaggio (ugello o supporto), se si prevede la schiuma o l'inondazione, la tensione di alimentazione disponibile e l'interfaccia del sistema di controllo (4-20 mA, HART o Modbus).