دستگاه‌های اندازه‌گیری سطح رادار (Micropilot)

مقدمه آموزش ابزاردقیق دستگاه‌های اندازه‌گیری سطح رادار (Micropilot)

در دنیای اتوماسیون صنعتی، اندازه‌گیری دقیق سطح مواد در مخازن، امری حیاتی برای کنترل فرآیند و حفظ کیفیت محصول نهایی است. دستگاه‌های اندازه‌گیری سطح رادار (Level-radar)، به ویژه سری محبوب Micropilot از شرکت Endress+Hauser، ابزارهایی کارآمد و قابل اعتماد برای این منظور هستند. این دستگاه‌ها با استفاده از اصل “زمان پرواز” (Time of Flight – ToF) عمل می‌کنند و امکان اندازه‌گیری دقیق سطح مایعات و مواد جامد را فراهم می‌آورند.

این مقاله به عنوان یک راهنمای عملی در آموزش ابزاردقیق، شما را با اصول عملکرد، دستورالعمل‌های گام به گام نصب، راه‌اندازی و نگهداری این دستگاه‌ها آشنا می‌کند. هدف این است که با رعایت نکات کلیدی، از عملکرد بهینه و طول عمر بالای ابزارهای Micropilot خود اطمینان حاصل کنید.

سری Micropilot رادار سطح: Level-radar Micropilot series

برای چندین سال، ابزارآلات Micropilot M انتخاب اول برای اندازه‌گیری سطح با رادار بوده‌اند. ابزارهای FMR230 (آنتن هورن) و FMR231 (آنتن میله‌ای) از امواج ۶ گیگاهرتز استفاده می‌کنند، در حالی که FMR240 (آنتن هورن)، FMR244 (آنتن هورن با پوشش PTFE)، FMR245 (آنتن تخت) و FMR250 (رادار سطح برای مواد جامد) از امواج ۲۶ گیگاهرتز استفاده می‌کنند.

در این بخش از آموزش ابزاردقیق ، اطلاعات و توصیه‌های ضروری را خواهید یافت که به شما کمک می‌کند تا نگهداری بهینه ابزارهای Micropilot M خود را در طول چرخه عمرشان انجام دهید.

آموزش ابزاردقیق : اصل اندازه‌گیری – Measuring principle 

Micropilot یک سیستم اندازه‌گیری “نگاه به پایین” است که بر اساس روش زمان پرواز (Time of Flight) کار می‌کند. این سیستم فاصله از نقطه مرجع (اتصال فرآیند) تا سطح محصول را اندازه‌گیری می‌کند. پالس‌های رادار توسط یک آنتن ساطع می‌شوند، از سطح محصول بازتاب می‌یابند و مجدداً توسط سیستم رادار دریافت می‌شوند.

راهنمای ابزاردقیق ورودی : Input
(به شکل ۱ مراجعه کنید):

پالس‌های رادار بازتاب‌شده توسط آنتن دریافت شده و به بخش الکترونیک منتقل می‌شوند. یک ریزپردازنده سیگنال را ارزیابی کرده و اولین پژواک ناشی از بازتاب پالس رادار از سطح محصول را شناسایی می‌کند. شناسایی سیگنال بدون ابهام توسط نرم‌افزار دقیق PulseMaster® انجام می‌شود که بر اساس سال‌ها تجربه در فناوری زمان پرواز است. فاصله D تا سطح محصول با زمان پرواز t پالس متناسب است: $D=c\times t/2$ که در آن c سرعت نور است. بر اساس فاصله خالی شناخته شده E، سطح L با فرمول $L=E-D$ محاسبه می‌شود.

برای نقطه مرجع E به شکل ۱ مراجعه کنید. Micropilot به توابعی برای حذف پژواک‌های تداخلی مجهز است. کاربر می‌تواند این توابع را فعال کند. این توابع تضمین می‌کنند که پژواک‌های تداخلی (مانند پژواک‌های لبه‌ها و درزهای جوشکاری) به عنوان پژواک سطح تفسیر نشوند.

شرایط نصب تجهیزات ابزاردقیق :  Installation conditions

از آنجا که بیشتر مشکلات گزارش‌شده توسط کاربران به دلیل نصب نادرست و یا کالیبراسیون اولیه است، مایل هستیم نکات ضروری را که باید در نظر گرفته شوند، به شما یادآوری کنیم.

جهت‌گیری در دستگاه ابزار دقیق : Orientation

(به شکل ۲ مراجعه کنید):

• فاصله توصیه شده (۱) از موانع داخل مخزن: >۱/۶ قطر مخزن.
• نصب FMR230 نباید نزدیک‌تر از ۱۱.۸ اینچ (۳۰ سانتی‌متر) به دیوار مخزن باشد.
• برای FMR240/244/245: > ۵.۹ اینچ (۱۵ سانتی‌متر) تا دیوار مخزن.
• در مرکز (۳) نصب نشود، زیرا تداخل می‌تواند باعث از دست رفتن سیگنال شود.
• در بالای جریان پر شدن (۴) نصب نشود.
• توصیه می‌شود یک پوشش محافظ در برابر آب و هوا (۲) نصب شود تا فرستنده را از باران شدید محافظت کند. جریان باران و جدا کردن آن به سادگی با استفاده از یک گیره کششی انجام می‌شود.

نکات نصب تجهیزات ابزاردقیق در مخازن : Tank installations

(به شکل ۳ مراجعه کنید):

از هرگونه نصب تجهیزات (۱)، مانند کلیدهای حدی، سنسورهای دما و غیره، در مسیر سیگنال خودداری کنید.

• نصب‌های متقارن (۲)، مانند حلقه‌های خلاء، کویل‌های گرمایشی، صفحات تلاطم‌گیر و غیره، نیز می‌توانند در اندازه‌گیری تداخل ایجاد کنند.

سیستم‌های بهینه‌سازی:  Optimization systems

• هر چه آنتن بزرگ‌تر باشد، زاویه پرتو کوچک‌تر و پژواک‌های تداخلی کمتر می‌شود.
• نگاشت (Mapping): اندازه‌گیری را می‌توان با استفاده از توابع برای حذف پژواک‌های تداخلی بهینه کرد.
• تراز صحیح: به بهینه‌سازی موقعیت نصب کمک می‌کند.
• “لوله ساکن” (Still pipe): می‌توان از آن برای جلوگیری از تداخل استفاده کرد.
• استفاده از “مخروط” در یک سطح شیب‌دار، سیگنال‌های رادار را پخش می‌کند و در برخی موارد می‌تواند از پژواک‌های تداخلی جلوگیری کند. برای اطلاعات بیشتر لطفاً شرکت احیاگران ابزاردقیق تماس بگیرید.

آموزش راه‌اندازی دو Micropilot M: نصب در مخزن (فضای آزاد) FMR230 – موقعیت نصب بهینه

Commissioning of two Micropilot M

(به شکل ۴ مراجعه کنید):

• دستورالعمل‌های نصب شرح داده شده در بالا را رعایت کنید.
• نشانگر را به سمت دیوار مخزن تراز کنید (نشانگر همیشه دقیقاً در وسط بین دو سوراخ پیچ در فلنج قرار دارد).
• پس از نصب، محفظه دستگاه می‌تواند ۳۵۰ درجه چرخانده شود تا دسترسی به نمایشگر و محفظه ترمینال ساده‌تر شود.
• آنتن هورن باید تا زیر نازل امتداد یابد، در غیر این صورت از افزایش‌دهنده آنتن FAR10 استفاده کنید.
• آنتن هورن را به صورت عمودی تراز کنید.

آموزش نصب در مخزن (فضای آزاد) FMR231 – موقعیت نصب بهینه

  Installation in tank (free space) FMR231 – Optimum mounting position  

(به شکل ۵ مراجعه کنید):

• دستورالعمل‌های نصب شرح داده شده در بالا را رعایت کنید.
• نشانگر را به سمت دیوار مخزن تراز کنید (نشانگر همیشه دقیقاً در وسط بین دو سوراخ پیچ در فلنج قرار دارد).
• از واشرهای فنری (۱) استفاده کنید.

توجه! توصیه می‌شود که پیچ‌های فلنج را به صورت دوره‌ای، بسته به سیال فرآیند و دما، مجدداً سفت کنید. گشتاور توصیه شده: ۴۴.۲۵ تا ۷۳.۷۵ پوند-فوت (۶۰ تا ۱۰۰ نیوتن‌متر).

پس از نصب، محفظه دستگاه می‌تواند ۳۵۰ درجه چرخانده شود تا دسترسی به نمایشگر و محفظه ترمینال ساده‌تر شود. قسمت غیرفعال آنتن میله‌ای باید تا زیر نازل امتداد یابد. آنتن میله‌ای باید به صورت عمودی تراز شود.

آموزش نصب در مخزن (فضای آزاد) FMR240, FMR244, FMR245 – موقعیت نصب بهینه

 Installation in tank (free space) FMR240, FMR244, FMR245 – Optimum mounting position

(به شکل ۶ مراجعه کنید):

• دستورالعمل‌های نصب شرح داده شده در بالا را رعایت کنید.
• نشانگر را به سمت دیوار مخزن تراز کنید (نشانگر همیشه دقیقاً در وسط بین دو سوراخ پیچ در فلنج قرار دارد).
• پس از نصب، محفظه دستگاه می‌تواند ۳۵۰ درجه چرخانده شود تا دسترسی به نمایشگر و محفظه ترمینال ساده‌تر شود.
• برای اندازه‌گیری بهینه، نوک آنتن باید تا زیر نازل امتداد یابد. نازل‌هایی با ارتفاع حداکثر ۱۹.۷ اینچ (۵۰۰ میلی‌متر) قابل مدیریت هستند. اگر به دلایل مکانیکی این کار ممکن نبود، لطفاً برای مشاوره با اندرس‌+هاوزر تماس بگیرید.
• لطفاً برای کاربردهایی با نازل بلندتر با اندرس‌+هاوزر تماس بگیرید.
• آنتن باید به صورت عمودی تراز شود. آنتن قابل کوتاه شدن نیست، اگر آنتن هورن به صورت عمودی تراز نشده باشد.

راهنمای نصب استاندارد FMR244 : 

 Standard installation FMR244 

(به شکل ۷ و صفحه بعد مراجعه کنید):

• دستورالعمل‌های نصب شرح داده شده در بالا را رعایت کنید.
• نشانگر را به سمت دیوار مخزن تراز کنید.
• از واشرهای فنری (۱) استفاده کنید.

توجه! توصیه می‌شود که پیچ‌های فلنج را به صورت دوره‌ای، بسته به سیال فرآیند و دما، مجدداً سفت کنید. گشتاور توصیه شده: ۴۴.۲۵ تا ۷۳.۷۵ پوند-فوت (۶۰ تا ۱۰۰ نیوتن‌متر).

راهنمای نصب استاندارد FMR244

(به شکل ۸ مراجعه کنید):

• دستورالعمل‌های نصب شرح داده شده در بالا را رعایت کنید.
• نشانگر را به سمت دیوار مخزن تراز کنید.
• از واشرهای فنری (۱) استفاده کنید.
• توصیه می‌شود که پیچ‌های فلنج را به صورت دوره‌ای، بسته به سیال فرآیند و دما، مجدداً سفت کنید. گشتاور توصیه شده: ۴۴.۲۵ تا ۷۳.۷۵ پوند-فوت (۶۰ تا ۱۰۰ نیوتن‌متر).

پس از نصب، محفظه دستگاه می‌تواند ۳۵۰ درجه چرخانده شود تا دسترسی به نمایشگر و محفظه ترمینال ساده‌تر شود.

آموزش نصب در مخزن (فضای آزاد) FMR240, FMR244, FMR245

(به شکل ۹ مراجعه کنید):

• نشانگر را به سمت دیوار مخزن تراز کنید.
• نشانگر همیشه دقیقاً در وسط بین دو سوراخ پیچ در فلنج قرار دارد.
• پس از نصب، محفظه دستگاه می‌تواند ۳۵۰ درجه چرخانده شود تا دسترسی به نمایشگر و محفظه ترمینال ساده‌تر شود.
• اندازه‌گیری‌ها را می‌توان از طریق یک شیر توپی با سوراخ کامل و باز، بدون نیاز به نصب اضافی، انجام داد.

آموزش نصب در لوله ساکن (stilling well) (FMR240, FMR244, FMR245, FMR250 – :

به شکل ۱۰ مراجعه کنید

• توصیه‌ها برای نصب لوله ساکن (با آنتن هورن):
• حداقل قطر لوله ساکن: >= ۳.۹۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) برای FMR240/244.
• قطر لوله ساکن نباید بزرگ‌تر از ۳.۹۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) برای FMR245 باشد.
• درز جوشکاری باید تا حد امکان صاف باشد و بهتر است با سنگ‌زنی حذف شود.
• شکاف‌ها باید با فاصله ۱۸۰ درجه از هم قرار بگیرند (نه ۹۰ درجه).
• طول شکاف‌ها (قطر آنتن سوراخ‌ها حداکثر ۱/۱۰ قطر لوله، حداکثر طول ۰.۳۹ اینچ/۱۰ میلی‌متر) هیچ تأثیری بر اندازه‌گیری ندارند.
• آنتن هورن را تا حد امکان بزرگ انتخاب کنید، یعنی زاویه پرتو کوچک باشد. برای FMR245، آنتن بزرگ‌تر بعدی را انتخاب کرده و آن را با سنگ‌زنی با کاربرد خود تطبیق دهید (در صورت لزوم).
• سطح داخلی لوله ساکن باید صاف باشد (زبری متوسط Rz < ۶.۳ میلی‌متر). لوله ساکن می‌تواند از جنس لوله فولادی ضد زنگ ساخته شود. هنگام امتداد دادن آستین‌های لوله، باید از یک امتداد دهنده لوله استفاده شود. فلنج و لوله باید به درستی در مرکز تراز شوند.

آموزش نصب در بای‌پس FMR240, FMR244, FMR245 (به شکل ۱۰ مراجعه کنید):

• نشانگر را به صورت عمود (۹۰ درجه) نسبت به اتصالات مخزن تراز کنید.
• نشانگر همیشه دقیقاً در وسط بین دو سوراخ پیچ در فلنج قرار دارد.
• پس از نصب، محفظه دستگاه می‌تواند ۳۵۰ درجه چرخانده شود تا دسترسی به نمایشگر و محفظه ترمینال ساده‌تر شود.
• هورن باید به صورت عمودی تراز شود.
• اندازه‌گیری‌ها را می‌توان از طریق یک شیر توپی با سوراخ کامل و باز، بدون هیچ مشکلی انجام داد.
• دستورالعمل‌های نصب اضافی که در بالا توضیح داده شده است را رعایت کنید.

آموزش نصب در مخزن FMR250 با آنتن هورن (به شکل ۱۱ مراجعه کنید):

• دستورالعمل‌های نصب شرح داده شده در بالا را رعایت کنید.
• نشانگر را به سمت دیوار مخزن تراز کنید (نشانگر همیشه دقیقاً در وسط بین دو سوراخ پیچ در فلنج قرار دارد).
• پس از نصب، محفظه دستگاه می‌تواند ۳۵۰ درجه چرخانده شود تا دسترسی به نمایشگر و محفظه ترمینال ساده‌تر شود.
• آنتن هورن باید از نازل بیرون زده باشد. اگر به دلایل فنی این امکان‌پذیر نیست، نازل‌های با ارتفاع بیشتر نیز قابل قبول هستند.

توجه: نکته برای FMR250: در کاربردهایی که گرد و غبار بسیار زیاد است، اتصال تصفیه هوای یکپارچه می‌تواند از گرفتگی آنتن جلوگیری کند (به شکل ۱۲ مراجعه کنید). عملکرد پالسی توصیه می‌شود.

• تصفیه پالسی: حداکثر فشار هوای تصفیه: ۸۷ پوند بر اینچ مربع (۶ بار مطلق).
• عملکرد دائمی: محدوده فشار توصیه شده هوای تصفیه: ۲.۹ تا ۷.۲۵ پوند بر اینچ مربع (۲۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌بار). احتیاط! حتماً از هوای تصفیه خشک استفاده کنید.

نکته برای تمام دستگاه‌های رادار: تعویض ماژول الکترونیک یا ماژول HMI نیاز به برنامه‌ریزی مجدد دارد. برخی از پارامترهای پیش‌فرض باید تغییر داده شوند، و رویه کامل کاربر همراه با ماژول جدید ارائه می‌شود.

نکته برای FMR240/244/245/250: تعویض ماژول الکترونیک نیاز به توجه خاصی دارد. اگر ماژول جایگزین نرم‌افزاری با نسخه‌های ۱.۰۲.xx یا ۱.۰۴.xx دارد، باید ماژول HMI را نیز جایگزین کنید.

اگر می‌خواهید اطلاعات بیشتری در مورد موجودی قطعات یدکی به دست آورید، لطفاً با خط ویژه ما  تماس بگیرید.

مهندسی مجدد: ابزارهایی که با فرکانس ۲۶ گیگاهرتز کار می‌کنند، قبلاً برای کاربردهای مواد جامد انتخاب می‌شدند. با این حال، به لطف توسعه مجدد اخیر، با نسخه نرم‌افزاری ۱.۰۵.xx، ابزارهای جدید ۲۶ گیگاهرتز اکنون می‌توانند در کاربردهای فرآیندی نیز استفاده شوند. لطفاً با ما تماس بگیرید.

ابزارهایی که با فرکانس ۶ گیگاهرتز کار می‌کنند، که هزینه بالاتری دارند، همچنان در فرآیندهای دشوار (با سطح متلاطم یا تشکیل فوم) استفاده می‌شوند. همچنین ابزار آنلاین Applicator ما را مشاهده کنید.