กรณีเก็บสารเคมีในเขื่อน: เครื่องวัดระดับระดับราดาร์สําหรับถังของเหลวที่วุ่นวายภายใต้การกระแทกที่เต็ม

ถังไม่เคยวัดได้ยากเท่าขณะที่กำลังเติม - และนั่นคือเวลาที่การวัดมีความสำคัญที่สุด กรณีศึกษานี้ครอบคลุมถังเก็บแนวตั้งที่รับผลิตภัณฑ์จากการโหลดด้านบนจากรถบรรทุกน้ำมัน ซึ่งกระแสน้ำที่เข้ามาจะกระทบผิวน้ำและทำให้เกิดความปั่นป่วน คลื่น การกระเด็น และการกักอากาศ การวัดระดับในบริการนี้เป็นเรื่องยากเพราะพื้นผิวไม่ใช่ตัวสะท้อนที่เรียบขณะเติม: มันเคลื่อนไหว แตกกระจาย และสร้างเสียงสะท้อนปลอมที่เคลื่อนไหว และกระแสน้ำที่เติมเองก็ส่งสัญญาณกลับ เครื่องส่งอัลตราโซนิกเครื่องก่อนหน้านี้ให้ค่าการอ่านที่กระโดดไปมาขณะโหลด และการจุ่มด้วยมือก็ไม่ปลอดภัยขณะกำลังเติม เครื่องวัดระดับเรดาร์ FMCW แบบไม่สัมผัส 80 GHz พร้อมการติดตามเสียงสะท้อนถูกเลือก บทความนี้ติดตามรอบการเติมหนึ่งรอบและอธิบายว่าการวัดต้องทำอะไรในแต่ละระยะ - การเลือก การกำหนดค่า การติดตั้ง และการทดสอบการใช้งาน

โปรไฟล์ลูกค้า: Straits Chemical Storage Pte. Ltd. (สิงคโปร์)

Straits Chemical Storage Pte. Ltd. เป็นสถานีเก็บสารเคมีในสิงคโปร์ที่ดำเนินการถังเก็บแบบโหลดด้านบนที่รับผลิตภัณฑ์จากรถบรรทุกน้ำมัน เนื่องจากความเสี่ยงน้ำล้นมีอยู่เฉพาะขณะที่ถังกำลังถูกเติม สถานีจึงต้องการการวัดระดับที่ยังคงถูกต้องขณะกำลังเติม - ผ่านความปั่นป่วน การกระเด็น และฟองที่เกิดจากกระแสน้ำที่เข้ามา

2. สภาพอุตสาหกรรมจริง: ถังที่ยากเฉพาะขณะที่กำลังเติม

ถังเป็นภาชนะเก็บแบบบรรยากาศแนวตั้งที่เติมด้วยการโหลดด้านบน: ผลิตภัณฑ์มาถึงจากรถบรรทุกน้ำมันและถูกปั๊มผ่านท่อเติมที่ปล่อยเหนือผิวน้ำ เมื่ออยู่นิ่ง ผิวหน้าจะเรียบและการวัดจะง่าย ขณะกำลังเติม - ซึ่งใช้เวลาหลายสิบนาทีด้วยอัตราการไหลที่ตั้งโดยปั๊มถ่ายโอน - กระแสน้ำที่เข้ามาจะกระทบผิวหน้าด้วยความเร็ว และผิวหน้าจะกลายเป็นอะไรก็ได้ที่ไม่ใช่ผิวหน้าเรียบ หน้าที่นี้ไม่ให้อภัยในลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่ง: ความเสี่ยงน้ำล้นมีอยู่เฉพาะขณะที่ถังกำลังถูกเติม ดังนั้นการวัดระดับจะต้องน่าเชื่อถือที่สุดในช่วงเวลาที่ผิวหน้าปั่นป่วนที่สุด

3. ความท้าทายในการวัด: สิ่งที่กระแสน้ำที่เข้ามาทำกับผิวหน้า

สิ่งที่กระแสน้ำที่เข้ามาทำกับผิวหน้าคือรายการปัญหาของเรดาร์ การกระทบกันจะสร้างหลุมและคลื่นที่แผ่ออกไป ดังนั้นผิวหน้าจึงเอียงและเคลื่อนไหว การกระเด็นจะโยนละอองน้ำเข้าไปในเส้นทางลำแสง และอากาศที่ถูกกักโดยกระแสน้ำที่ตกลงมาจะก่อตัวเป็นชั้นโฟมที่อาจคงอยู่หลังจากการเติม กระแสน้ำที่ตกลงมาเองก็เป็นเป้าหมายที่เคลื่อนไหวซึ่งส่งเสียงสะท้อนของตัวเองกลับ - เสียงสะท้อนที่เปลี่ยนตำแหน่งทุกวินาที ผลลัพธ์คือสภาพแวดล้อมการวัดที่เสียงสะท้อนของผิวหน้าจริงถูกล้อมรอบด้วยเสียงสะท้อนที่เคลื่อนไหวและแข่งขันกัน และที่ความสูงของผิวหน้าที่ปรากฏอาจแตกต่างจากความสูงของของเหลวจริง เครื่องมือใดๆ ที่สมมติว่าผิวหน้าสงบและเรียบจะล้มเหลวที่นี่ เครื่องมือต้องติดตามผิวหน้าที่สงบเฉพาะเมื่อถังไม่ได้ทำงานตามที่ถังมีไว้

4. เหตุผลที่วิธีเดิมล้มเหลว: เงียบเมื่ออยู่นิ่ง ผิดพลาดเมื่อทำงาน

เครื่องส่งอัลตราโซนิกเครื่องก่อนหน้านี้วัดได้ดีเมื่ออยู่นิ่งและแย่เมื่อทำงาน ด้วยเหตุผลทางกายภาพ พัลส์เสียงของมันจะกระจัดกระจายโดยละอองน้ำที่กระเด็นและโฟม ดังนั้นการอ่านค่าจะกระโดดไปมาระหว่างผิวหน้าจริง ด้านบนของโฟม และละอองน้ำแบบสุ่ม ขณะกำลังเติม ผลลัพธ์จะใช้ไม่ได้สำหรับการควบคุมหรือสัญญาณเตือน ความปั่นป่วนยังเอาชนะทางเลือกอื่นๆ เรดาร์คลื่นนำทางหรือลูกลอยในบ่อพักน้ำจะได้รับความเค้นทางกลจากของเหลวที่ปั่นป่วนและอาจถูกเคลือบด้วยผลิตภัณฑ์ที่เป็นฟอง และบ่อพักน้ำจะช่วยได้ก็ต่อเมื่อบ่อพักน้ำยังคงเต็มไปด้วยของเหลวที่สงบ - ซึ่งไม่รับประกันกับผิวหน้าที่ปั่นป่วนอย่างรุนแรง การจุ่มด้วยมือขณะกำลังเติมถูกยกเลิกโดยกฎความปลอดภัยของไซต์งาน และการจุ่มหลังจากที่น้ำนิ่งแล้วจะยืนยันสิ่งที่เกิดขึ้นไปแล้วเท่านั้น ทุกวิธีเก่ามีข้อบกพร่องเดียวกัน: มันสามารถวัดถังได้ แต่ไม่ใช่ขณะที่ถังกำลังถูกเติม - เป็นเวลาเดียวที่การวัดมีความจำเป็นอย่างแท้จริง

5. ตรรกะการเลือกเครื่องมือ: สิ่งที่เครื่องมือทดแทนต้องทำแตกต่างออกไป

เครื่องมือทดแทนต้องทำสิ่งหนึ่งที่วิธีเดิมทำไม่ได้: รักษาการวัดที่ถูกต้องขณะที่ผิวหน้าปั่นป่วน เรดาร์แบบไม่สัมผัสเป็นเพียงตัวเลือกเดียวที่ทำได้ และรายละเอียดถูกเลือกสำหรับการรบกวนเฉพาะนี้ เรดาร์ FMCW 80 GHz ถูกเลือกเหนือเรดาร์พัลส์ 26 GHz เนื่องจากลำแสงที่แคบกว่าช่วยลดการรับเสียงสะท้อนจากการกระเด็นและผนัง และการประมวลผล FMCW ด้วยอัตราการอัปเดตที่รวดเร็วสามารถแยกแยะและติดตามเสียงสะท้อนของผิวหน้าท่ามกลางเสียงสะท้อนที่เคลื่อนไหวได้ การติดตามเสียงสะท้อน - ความสามารถของเครื่องส่งในการติดตามเสียงสะท้อนของผิวหน้าที่แข็งแกร่งที่สุดที่น่าจะเป็นไปได้ แทนที่จะล็อคที่การรับสัญญาณแรก - เป็นคุณสมบัติที่สร้างความแตกต่างในบริการนี้ เสาอากาศเป็นแบบฮอร์นหรือเลนส์ขนาดเล็ก ขนาดพอดีกับหัวฉีด โดยมีลำแสงที่หลีกเลี่ยงผนังถังที่ระยะที่คาดไว้ สำหรับการกระเด็นที่รุนแรง สามารถเพิ่มบ่อพักน้ำหรืออุปกรณ์กันคลื่นได้ แต่ตัวเลือกแรกคือการวางตำแหน่งและการประมวลผลสัญญาณที่ถูกต้อง ไม่ใช่ฮาร์ดแวร์

เครื่องมือ Qinwei ที่แนะนำสำหรับแอปพลิเคชันนี้

7. การกำหนดค่าเครื่องวัดระดับเรดาร์: การติดตาม การเฉลี่ย และทิศทางที่ปลอดภัยเมื่อเกิดข้อผิดพลาด

การกำหนดค่าเริ่มต้นด้วยหลักการทางฟิสิกส์ของการเติม อัตราการอัปเดตการวัดถูกตั้งค่าให้เร็วที่สุดเท่าที่เครื่องส่งอนุญาต เนื่องจากผิวหน้าเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วขณะกำลังเติม การติดตามเสียงสะท้อนจะเปิดใช้งานและหน้าต่างการติดตามจะถูกตั้งค่ารอบตำแหน่งที่คาดหวังของผิวหน้า ดังนั้นเครื่องส่งจะติดตามระดับจริงแทนเสียงสะท้อนจากการกระเด็น การเฉลี่ย (การหน่วง) ถูกตั้งค่าด้วยการประนีประนอมโดยเจตนา: นานพอที่จะทำให้การกระจัดที่เกิดจากคลื่นเรียบ สั้นพอที่จะตอบสนองต่อการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วที่แท้จริง - อัตราการเติมเป็นตัวกำหนดค่าที่ถูกต้อง และถูกตั้งค่าระหว่างการทดสอบการใช้งาน ไม่ใช่การคาดเดา เอาต์พุต 4-20 mA ถูกปรับสเกลในช่วงการทำงานโดยเปิดใช้งาน HART ทิศทางที่ปลอดภัยเมื่อเกิดข้อผิดพลาดถูกตั้งค่าให้ขับเอาต์พุตสูงเมื่อสูญเสียเสียงสะท้อน ดังนั้นหากความปั่นป่วนทำให้การวัดล้มเหลว สถานะสัญญาณเตือนจะเป็นสถานะที่ปลอดภัย - ขณะกำลังเติม ค่าสูงปลอมจะปลอดภัยกว่าค่าต่ำปลอมมาก

8. วิธีการติดตั้ง: การรักษาเสาอากาศให้ออกจากโซนผลกระทบ

การติดตั้งคือที่ที่ปัญหาถังปั่นป่วนส่วนใหญ่จะได้รับการแก้ไขหรือสร้างขึ้น เสาอากาศจะถูกติดตั้งห่างจากช่องเติม ที่ด้านตรงข้ามของหลังคาถังที่โครงสร้างอนุญาต ดังนั้นกระแสน้ำที่ตกลงมาและการกระเด็นจะอยู่นอกลำแสง ในกรณีที่ตำแหน่งหัวฉีดถูกกำหนดโดยการออกแบบถัง จะมีการติดตั้งแผ่นเบี่ยงภายใต้จุดปล่อยของท่อเติมเพื่อทำลายกระแสน้ำและลดหลุมที่เกิดจากการกระทบ เสาอากาศจะยื่นออกมาใต้ส่วนล่างของหัวฉีดเพื่อหลีกเลี่ยงเสียงสะท้อนจากหัวฉีด การกวาดล้างลำแสงจะถูกตรวจสอบกับผนังถังและอุปกรณ์ภายในใดๆ ที่ระยะสูงสุด - ลำแสงที่กระทบผนังจะทำให้ผนังกลายเป็นตัวสะท้อนที่แข่งขันกัน ในกรณีที่การกระเด็นรุนแรงจนไม่สามารถมองเห็นผิวหน้าได้เลย ทางเลือกสุดท้ายคือบ่อพักน้ำที่มีเรดาร์ติดตั้งอยู่เหนือบ่อพักน้ำ นี่เป็นการตัดสินใจออกแบบที่ทำ ณ สถานที่ ไม่ใช่ค่าเริ่มต้น

9. การทดสอบการใช้งาน / การตั้งค่าพารามิเตอร์: การเติมสดครั้งแรกคือการทดสอบจริง

การทดสอบการใช้งานจะตามรอบการเติมเอง เมื่อถังว่างเปล่าหรือมีระดับต่ำ สเปกตรัมที่ว่างเปล่าจะถูกบันทึก และเสียงสะท้อนคงที่ - หัวฉีด ท่อเติม อุปกรณ์ผนัง - จะถูกทำแผนที่และระงับ เสียงสะท้อนจากท่อเติมจะถูกบันทึกเป็นเป้าหมายที่เคลื่อนไหว ไม่ใช่ระงับ เนื่องจากจะเปลี่ยนแปลงตามอัตราการไหล จากนั้นการเติมสดครั้งแรกจะถูกสังเกตจากห้องควบคุมพร้อมเส้นโค้งเสียงสะท้อนบนหน้าจอ: หน้าต่างการติดตามจะถูกปรับเพื่อให้เครื่องส่งติดตามผิวหน้าผ่านความปั่นป่วน และการเฉลี่ยจะถูกปรับเทียบกับอัตราการเติมจริง เมื่อถังเข้าสู่สภาวะคงที่ การอ่านค่าเรดาร์จะถูกเปรียบเทียบกับการจุ่มด้วยมือ และจะบันทึกค่าเบี่ยงเบน สัญญาณเตือนระดับสูง-สูงจะถูกทดสอบเมื่อสิ้นสุดการเติม เกณฑ์การทดสอบการใช้งานนั้นง่าย: การอ่านค่าต้องเสถียรขณะกำลังเติม และแม่นยำเมื่อถังอยู่นิ่ง

10. ผลการวัด: สิ่งที่รอบการเติมครั้งแรกแสดงให้เห็น

ตลอดรอบการเติมครั้งแรก เรดาร์ทำงานตามที่ตรรกะการเลือกคาดการณ์ไว้ ขณะกำลังเติม เอาต์พุตยังคงอยู่ที่ผิวหน้าจริง: มันเคลื่อนไหวตามระดับที่เพิ่มขึ้นแทนที่จะกระโดดตามการกระเด็น โฟมที่เกิดขึ้นระหว่างการโหลดไม่ได้จับการอ่านค่า เนื่องจากระบบติดตามเสียงสะท้อนจะติดตามผิวน้ำที่อยู่ข้างใต้ เมื่ออยู่นิ่ง การอ่านค่าจะสอดคล้องกับการจุ่มภายในค่าความคลาดเคลื่อนที่คาดไว้สำหรับเรดาร์ 80 GHz บนของเหลว (ประมาณ +/-5 มม. ขึ้นอยู่กับสภาพ) ไม่มีการแจ้งเตือนระดับสูงปลอมจากการกระเด็นในช่วงเวลาสังเกต - ความล้มเหลวที่ทำให้เครื่องอัลตราโซนิกเครื่องเก่าใช้งานไม่ได้ขณะโหลด ตัวเลขเฉพาะไซต์งานไม่ได้ระบุไว้ ผลลัพธ์ทางวิศวกรรมคือการวัดนั้นถูกต้อง ณ เวลาที่มีความเสี่ยงสูงสุด

ทำไมต้องเลือกเครื่องมือ Qinwei

โรงงานเครื่องมือซีอานฉินเหวย (แบรนด์ QINWEIYB) เป็นผู้ผลิตที่ก่อตั้งขึ้นในปี 2010 ซึ่งเชี่ยวชาญด้านเครื่องมืออัตโนมัติสำหรับอุตสาหกรรม มีพนักงาน 500-800 คน และส่งออกผลผลิต 50%-60% ทั่วโลก สำหรับบริการของเหลวที่มีความปั่นป่วน เรดาร์ Qinwei รองรับอัตราการอัปเดตที่รวดเร็วและการประมวลผลสัญญาณติดตามเสียงสะท้อน พร้อมตัวเลือก Ex-rated หากพื้นที่ถังได้รับการจัดประเภท เครื่องมือทั้งหมดได้รับการสอบเทียบจากโรงงานพร้อมใบรับรองที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ MOQ เริ่มต้นที่ 1 ชุด การจัดส่ง 5-8 วันทำการ และรองรับการปรับแต่ง OEM/ODM

12. คุณค่าทางวิศวกรรม: การปกป้องถัง ณ เวลาที่มีความเสี่ยงสูงสุด

คุณค่าจะกระจุกตัวอยู่ในช่วงการเติม การป้องกันน้ำล้นมีความหมายเฉพาะขณะที่ถังกำลังถูกเติม และนี่คือการวัดครั้งแรกที่ผู้ปฏิบัติงานสามารถไว้วางใจได้ในช่วงเวลานั้น การโหลดไม่จำเป็นต้องหยุดเพื่อตรวจสอบระดับอีกต่อไป และสินค้าคงคลังจะทราบอย่างต่อเนื่องแทนที่จะเป็นหลังจากที่ผิวหน้าเข้าสู่สภาวะคงที่ ภาระการบำรุงรักษาของเครื่องอัลตราโซนิกเครื่องเก่า - การทำความสะอาดและการตรวจสอบซ้ำหลังจากการรบกวนทุกครั้ง - หายไป โซ่เหตุและผลนั้นกระชับ: การวัดแบบไม่สัมผัสจะขจัดชิ้นส่วนที่ความปั่นป่วนทำลาย; การติดตามเสียงสะท้อนจะติดตามผิวหน้าจริงผ่านการรบกวน; ทิศทางที่ปลอดภัยเมื่อเกิดข้อผิดพลาดจะทำให้สัญญาณเตือนมีความน่าเชื่อถือเมื่อสัญญาณสูญหาย ดังนั้นถังจึงได้รับการปกป้อง ณ เวลาที่ต้องการการป้องกัน

13. แอปพลิเคชันที่แนะนำ: ที่ซึ่งตรรกะเดียวกันนำไปใช้

ตรรกะเดียวกันนี้ใช้ได้กับถังใดๆ ที่ผิวหน้าถูกรบกวนจากการเติมของตัวเอง: ถังเก็บแบบโหลดด้านบนที่รับจากรถบรรทุกน้ำมันหรือรถไฟ ถังป้อนเครื่องปฏิกรณ์ ภาชนะผสมและกวน และถังที่มีการเติมใต้น้ำซึ่งทำให้เกิดฟอง สำหรับแต่ละกรณี ลำดับทางวิศวกรรมจะเหมือนกัน - วางตำแหน่งเสาอากาศให้ออกจากโซนผลกระทบ เปิดใช้งานการติดตามเสียงสะท้อน ตั้งค่าการเฉลี่ยเทียบกับอัตราการเติม และทดสอบเทียบกับการเติมสด เมื่อขอใบเสนอราคาสำหรับบริการนี้ โปรดระบุอัตราการเติมและวิธีการเติม (ด้านบนหรือด้านล่าง) ความสูงของถังและตำแหน่งหัวฉีดเทียบกับช่องเติม ว่ามีฟองเกิดขึ้นหรือไม่ และอินเทอร์เฟซเอาต์พุตและสัญญาณเตือนที่ต้องการ