مورد ذخیره سازی مواد شیمیایی در تنگه ها: رادار سطح متر برای مخازن مایعات آشفته تحت تاثیر پر کردن

اندازه‌گیری مخزن هرگز سخت‌تر از زمانی نیست که در حال پر شدن است - و دقیقاً در همین زمان است که اندازه‌گیری بیشترین اهمیت را پیدا می‌کند. این مطالعه موردی یک مخزن ذخیره‌سازی عمودی را پوشش می‌دهد که محصول را از طریق بارگیری از بالا از تانکرهای جاده‌ای دریافت می‌کند، جایی که جریان ورودی به سطح مایع برخورد کرده و باعث ایجاد تلاطم، امواج، پاشش و ورود هوا می‌شود. اندازه‌گیری سطح در این سرویس دشوار است زیرا سطح در حین پر شدن یک بازتابنده صاف نیست: حرکت می‌کند، می‌شکند و پژواک‌های کاذب متحرک ایجاد می‌کند، و جریان پرکننده خود سیگنالی را برمی‌گرداند. فرستنده اولتراسونیک قبلی در حین بارگیری قرائت‌های پرشی تولید می‌کرد و غوطه‌وری دستی در حین پر شدن ناامن بود. یک متر سطح رادار FMCW غیر تماسی 80 گیگاهرتزی با ردیابی پژواک انتخاب شد. این مقاله یک چرخه پر شدن را دنبال می‌کند و توضیح می‌دهد که اندازه‌گیری در هر مرحله چه کاری باید انجام دهد - انتخاب، پیکربندی، نصب و راه‌اندازی.

مشخصات مشتری: Straits Chemical Storage Pte. Ltd. (سنگاپور)

Straits Chemical Storage Pte. Ltd. یک پایانه ذخیره‌سازی مواد شیمیایی در سنگاپور است که مخازن ذخیره‌سازی بارگیری از بالا را اداره می‌کند که محصول را از تانکرهای جاده‌ای دریافت می‌کنند. از آنجایی که خطر سرریز شدن فقط در حین پر شدن مخزن وجود دارد، این پایانه به اندازه‌گیری سطحی نیاز دارد که در حین پر شدن خود - از طریق تلاطم، پاشش و کف ایجاد شده توسط جریان ورودی - معتبر باقی بماند.

2. وضعیت واقعی صنعتی: مخزنی که فقط در حین پر شدن دشوار است

مخزن یک مخزن ذخیره‌سازی عمودی و اتمسفریک است که با بارگیری از بالا پر می‌شود: محصول از طریق تانکر جاده‌ای می‌رسد و از طریق یک لوله پرکننده که بالای سطح مایع تخلیه می‌شود، پمپ می‌شود. در حالت استراحت، سطح صاف است و اندازه‌گیری آسان است. در حین پر شدن - که ده‌ها دقیقه طول می‌کشد و با جریانی که توسط پمپ انتقال تنظیم می‌شود - جریان ورودی با سرعت به سطح برخورد می‌کند و سطح به هیچ وجه صاف نیست. وظیفه به یک روش خاص غیرقابل تحمل است: خطر سرریز شدن فقط در حین پر شدن مخزن وجود دارد، بنابراین اندازه‌گیری سطح باید در دوره‌ای که سطح در بیشترین آشفتگی قرار دارد، بیشترین اطمینان را داشته باشد.

3. چالش اندازه‌گیری: جریان ورودی با سطح چه می‌کند

آنچه جریان ورودی با سطح انجام می‌دهد لیستی از مشکلات رادار است. برخورد باعث ایجاد یک گودال و امواج تابشی می‌شود، بنابراین سطح کج و متحرک است. پاشش قطرات را به مسیر پرتو پرتاب می‌کند و هوای وارد شده توسط جریان در حال سقوط لایه‌ای از کف را تشکیل می‌دهد که می‌تواند پس از پر شدن باقی بماند. خود جریان در حال سقوط یک هدف متحرک است که پژواک خود را برمی‌گرداند - پژواکی که هر ثانیه موقعیت خود را تغییر می‌دهد. نتیجه یک محیط اندازه‌گیری است که در آن پژواک سطح واقعی توسط پژواک‌های متحرک و رقابتی احاطه شده است و در آن ارتفاع ظاهری سطح می‌تواند با ارتفاع واقعی مایع متفاوت باشد. هر ابزاری که سطح آرام و صاف را فرض کند در اینجا شکست می‌خورد؛ ابزار باید سطحی را ردیابی کند که فقط زمانی آرام است که مخزن کاری را که مخازن برای آن ساخته شده‌اند انجام نمی‌دهد.

4. چرا روش موجود شکست خورد: در حالت استراحت آرام، در عمل اشتباه

فرستنده اولتراسونیک قبلی در حالت استراحت به خوبی و در عمل به دلایل فیزیکی ضعیف اندازه‌گیری می‌کرد. پالس صوتی آن توسط قطرات پاشش و کف پراکنده می‌شد، بنابراین قرائت بین سطح واقعی، بالای کف و قطرات تصادفی پرش می‌کرد؛ در حین پر شدن خروجی برای کنترل یا هشدار غیرقابل استفاده بود. تلاطم همچنین جایگزین‌ها را شکست داد. یک رادار موج هدایت شده یا شناور در یک چاهک آرام از تنش مکانیکی مایع آشفته رنج می‌برد و می‌تواند توسط محصول کف‌آلود پوشانده شود، و یک چاهک آرام فقط در صورتی کمک می‌کند که خود چاهک با مایع آرام پر بماند - که با سطح به شدت آشفته تضمین نمی‌شود. غوطه‌وری دستی در حین پر شدن به دلیل قوانین ایمنی سایت رد شد و غوطه‌وری پس از نشستن فقط آنچه را که قبلاً اتفاق افتاده تأیید می‌کند. هر روش قدیمی یک نقص مشترک داشت: می‌توانست مخزن را اندازه‌گیری کند، اما نه در حین پر شدن مخزن - تنها زمانی که اندازه‌گیری واقعاً مورد نیاز بود.

5. منطق انتخاب ابزار: آنچه جایگزین باید متفاوت انجام دهد

جایگزین باید کاری را انجام می‌داد که روش‌های قدیمی نمی‌توانستند: در حین آشفته بودن سطح، اندازه‌گیری معتبری را حفظ کند. رادار غیر تماسی تنها کاندیدایی بود که می‌توانست این کار را انجام دهد و جزئیات برای این اختلال خاص انتخاب شدند. یک رادار FMCW 80 گیگاهرتزی به جای رادار پالس 26 گیگاهرتزی انتخاب شد زیرا پرتو باریک‌تر، دریافت پاشش و بازتاب‌های دیواری را کاهش می‌دهد و پردازش FMCW با نرخ به‌روزرسانی سریع می‌تواند پژواک سطح را در میان پژواک‌های متحرک تفکیک و ردیابی کند. ردیابی پژواک - توانایی فرستنده برای دنبال کردن قوی‌ترین پژواک سطح قابل قبول به جای قفل شدن روی اولین بازگشت - ویژگی است که در این سرویس تفاوت ایجاد می‌کند. آنتن از نوع شاخک یا لنز کوچک است که به اندازه نازل است و پرتویی دارد که در محدوده مورد انتظار از دیوار مخزن دور می‌ماند. برای پاشش شدید، می‌توان یک چاهک آرام یا آرایش آرام‌کننده موج اضافه کرد، اما اولین انتخاب موقعیت‌یابی و پردازش سیگنال صحیح است، نه سخت‌افزار.

ابزارهای پیشنهادی Qinwei برای این برنامه

7. پیکربندی متر سطح رادار: ردیابی، میانگین‌گیری و جهت ایمنی در برابر خطا

پیکربندی با فیزیک پر شدن آغاز می‌شود. نرخ به‌روزرسانی اندازه‌گیری به سرعت مجاز فرستنده تنظیم می‌شود، زیرا سطح در حین پر شدن به سرعت تغییر می‌کند. ردیابی پژواک فعال می‌شود و پنجره ردیابی در اطراف موقعیت مورد انتظار سطح تنظیم می‌شود، بنابراین فرستنده سطح واقعی را به جای پژواک پاشش دنبال می‌کند. میانگین‌گیری (دمپینگ) با یک مصالحه عمدی تنظیم می‌شود: به اندازه کافی طولانی برای هموار کردن پراکندگی ناشی از موج، به اندازه کافی کوتاه برای پاسخ به یک افزایش سریع واقعی - نرخ پر شدن مقدار صحیح را تعیین می‌کند و در حین راه‌اندازی تنظیم می‌شود، نه حدس زده می‌شود. خروجی 4-20 میلی‌آمپر در محدوده کاری با فعال بودن HART مقیاس‌بندی می‌شود. جهت ایمنی در برابر خطا برای افزایش خروجی در صورت از دست دادن پژواک تنظیم می‌شود، بنابراین اگر تلاطم اندازه‌گیری را شکست دهد، وضعیت هشدار وضعیت ایمن است - در حین پر شدن، یک مقدار بالا کاذب بسیار ایمن‌تر از یک مقدار پایین کاذب است.

8. روش نصب: دور نگه داشتن آنتن از منطقه برخورد

نصب جایی است که بیشتر مشکلات مخزن متلاطم یا حل یا ایجاد می‌شوند. آنتن دور از ورودی پرکننده، در سمت مخالف سقف مخزن که طرح‌بندی اجازه می‌دهد، نصب می‌شود، بنابراین جریان در حال سقوط و پاشش آن خارج از پرتو قرار می‌گیرد. در جایی که موقعیت نازل توسط طراحی مخزن ثابت شده است، یک صفحه منحرف کننده زیر نقطه تخلیه پرکننده نصب می‌شود تا جریان را بشکند و گودال برخورد را کاهش دهد. آنتن برای جلوگیری از پژواک نازل، زیر پایین نازل امتداد می‌یابد. پاکسازی پرتو در برابر دیوار مخزن و هرگونه اتصالات داخلی در حداکثر محدوده بررسی می‌شود - پرتویی که به دیوار برخورد می‌کند، دیوار را به یک بازتابنده رقابتی تبدیل می‌کند. در جایی که پاشش آنقدر شدید است که سطح اصلاً دیده نمی‌شود، راه حل جایگزین یک چاهک آرام با رادار نصب شده در بالای آن است؛ این یک تصمیم طراحی است که در محل گرفته می‌شود، نه یک پیش‌فرض.

9. راه‌اندازی / تنظیم پارامتر: اولین پر شدن زنده آزمون واقعی است

راه‌اندازی چرخه پر شدن را دنبال می‌کند. با مخزن خالی یا در سطح پایین، طیف خالی ثبت می‌شود و پژواک‌های ثابت - نازل، لوله پرکننده، اتصالات دیوار - نقشه‌برداری و سرکوب می‌شوند. پژواک لوله پرکننده به عنوان یک هدف متحرک یادداشت می‌شود، نه سرکوب می‌شود، زیرا با جریان تغییر می‌کند. سپس اولین پر شدن زنده از اتاق کنترل با منحنی پژواک روی صفحه مشاهده می‌شود: پنجره ردیابی تنظیم می‌شود تا فرستنده سطح را از طریق تلاطم دنبال کند و میانگین‌گیری در برابر نرخ پر شدن واقعی تنظیم می‌شود. هنگامی که مخزن نشست می‌کند، قرائت رادار با یک غوطه‌وری دستی مقایسه می‌شود و انحراف ثبت می‌شود. هشدار بالا-بالا در پایان پر شدن آزمایش می‌شود. معیار راه‌اندازی ساده است: قرائت باید در حین پر شدن پایدار و در زمان استراحت مخزن دقیق باشد.

10. نتیجه اندازه‌گیری: آنچه اولین چرخه‌های پر شدن نشان داد

در طول اولین چرخه‌های پر شدن، رادار همانطور که منطق انتخاب پیش‌بینی کرده بود عمل کرد. در حین پر شدن، خروجی روی سطح واقعی باقی ماند: با افزایش سطح حرکت می‌کرد به جای پرش با پاشش. کف ایجاد شده در حین بارگیری قرائت را به خود جلب نکرد، زیرا ردیابی پژواک سطح مایع زیر آن را دنبال می‌کرد. در حالت استراحت، قرائت با غوطه‌وری در حد تحمل مورد انتظار برای رادار 80 گیگاهرتزی روی مایع (تقریباً +/- 5 میلی‌متر، بسته به شرایط) مطابقت داشت. هیچ هشدار سطح بالای کاذبی در طول دوره مشاهده توسط پاشش ایجاد نشد - شکستی که رادار اولتراسونیک قدیمی را در حین بارگیری غیرقابل استفاده کرده بود. ارقام خاص سایت ارائه نشده‌اند؛ نتیجه مهندسی این است که اندازه‌گیری اکنون در لحظه بالاترین خطر معتبر است.

چرا ابزارهای Qinwei را انتخاب کنید

کارخانه ابزار شیان کین‌وی (برند QINWEIYB) تولیدکننده‌ای است که در سال 2010 تأسیس شده و در ابزارهای اتوماسیون صنعتی تخصص دارد، با 500-800 کارمند و 50%-60% خروجی که به سراسر جهان صادر می‌شود. برای سرویس مایع متلاطم، رادارهای کین‌وی از نرخ‌های به‌روزرسانی سریع و پردازش سیگنال ردیابی پژواک پشتیبانی می‌کنند، با گزینه‌های دارای رتبه Ex در جایی که منطقه مخزن طبقه‌بندی شده است. تمام ابزارها با گواهی‌های قابل ردیابی کالیبره شده در کارخانه هستند؛ MOQ از 1 مجموعه شروع می‌شود، تحویل 5-8 روز کاری است و سفارشی‌سازی OEM/ODM پشتیبانی می‌شود.

12. ارزش مهندسی: محافظت از مخزن در لحظه بالاترین خطر

ارزش در پنجره پر شدن متمرکز شده است. حفاظت از سرریز فقط در حین پر شدن مخزن معنی‌دار است و این اولین اندازه‌گیری است که اپراتورها می‌توانند در طول آن پنجره به آن اعتماد کنند. بارگیری دیگر نیازی به توقف برای بررسی سطح ندارد و موجودی به طور مداوم به جای پس از نشستن سطح، شناخته می‌شود. بار نگهداری اولتراسونیک قدیمی - تمیز کردن و تأیید مجدد پس از هر دوره آشفته - از بین رفت. زنجیره علت و معلول فشرده است: اندازه‌گیری غیر تماسی قطعاتی را که تلاطم آسیب می‌رساند حذف می‌کند؛ ردیابی پژواک سطح واقعی را از طریق اختلال دنبال می‌کند؛ جهت ایمنی در برابر خطا در هنگام از دست دادن سیگنال، هشدار را صادق نگه می‌دارد؛ بنابراین مخزن در لحظه‌ای که به حفاظت نیاز است، محافظت می‌شود.

13. برنامه‌های پیشنهادی: جایی که منطق مشابه اعمال می‌شود

منطق مشابه برای هر مخزنی که سطح آن توسط پر شدن خود مختل می‌شود، اعمال می‌شود: مخازن ذخیره‌سازی بارگیری از بالا که از تانکرهای جاده‌ای یا ریلی دریافت می‌کنند، مخازن تغذیه راکتور، ظروف مخلوط و همزن، و مخازن با پر کردن زیر آب که باعث ایجاد کف می‌شوند. برای هر کدام، توالی مهندسی یکسان است - آنتن را از منطقه برخورد خارج کنید، ردیابی پژواک را فعال کنید، میانگین‌گیری را در برابر نرخ پر شدن تنظیم کنید و در برابر پر شدن زنده آزمایش کنید. هنگام درخواست قیمت برای این سرویس، نرخ پر شدن و روش پر کردن (بالا یا پایین)، ارتفاع مخزن و موقعیت نازل نسبت به ورودی پرکننده، اینکه آیا کف تشکیل می‌شود، و رابط خروجی و هشدار مورد نیاز را ارائه دهید.