レベル測定器の校正: 完全ガイド

ほとんどの工場では複数の種類の水準器が稼働しています。同じサイトにある可能性がありますオープンタンクの超音波センサー, レーダー送信機加圧容器上、およびインターフェース用途の磁気レベルゲージ- であり、それぞれが少しずつ異なる方法で調整されます。机上では問題ありませんが、実際には、それが校正に一貫性がなくなる理由であることがよくあります。技術者は、最もよく覚えている手順をデフォルトで実行し、あまり注目されない機器は、通常、誰も気づかないうちに最も遠くに漂っているものです。

このガイドでは、3 つの最も一般的なレベル測定技術 -、超音波、レーダー、磁気 - を 1 つのリファレンスにまとめています。それぞれの共通点、校正手順の分岐点、および 1 人の技術者の記憶に依存しないメンテナンス ルーチンの構築方法について説明します。特定の機器タイプの完全なステップバイステップ手順が必要な場合は、各セクションの詳細ガイドへのリンクをご用意しています。--

単なる校正手順ではなく、校正戦略が重要である理由

1 つのセンサーを個別に調整するのは簡単です。さらに難しい問題は工場レベルで現れます。3 つの異なるテクノロジーにまたがる十数台の機器では、一貫性のない校正間隔と文書化されていない手順が、実際に在庫の不一致、誤報、計画外の検査を引き起こす原因となっています。戦略 - の重要度別の標準間隔、共有ドキュメント形式、および各テクノロジーの「良好」とはどのようなものであるかについての共通理解 - は、単一のキャリブレーションが完璧に行われることよりも重要です。

レベル測定技術の概要

キャリブレーションの詳細に入る前に、実際に何が測定されるのか、また手順が異なる理由を知っておくと役立ちます。

共通点: これらのテクノロジーにはいずれも、定義されたゼロ リファレンスと定義されたフルスケール リファレンスが必要です。-違いは、信号を生成するものと信号に干渉するものにあります。

超音波レベルゲージの校正

超音波校正では、ゼロ (空) 距離とスパン (フル) 距離を設定し、いくつかの中間点で独立した基準と照合して検証します。管理する主な変数は音響経路です - 表面を乱すもの (泡、乱流) やビームをブロックするもの (内部障害物) は、ゼロとスパンが正しく設定されている場合でも、測定値を狂わせます。

手順全体を読んでください。 超音波レベルゲージの校正方法- では、ドライ キャリブレーションとウェット キャリブレーション、不感帯の考慮事項、環境補償、キャリブレーションの問題のように見えたがそうではなかったフォーム関連のドリフト問題の現場例を取り上げます。-

レーダーレベルセンサーの校正

レーダー校正は超音波と同じゼロ/スパンロジックに従いますが、プロセス媒体の誘電率という変数が 1 つ追加されます。レーダーは音ではなく電磁反射によって測定するため、反射の弱い媒体 -、軽質炭化水素、液化ガス、低導電率の液体 - は弱いエコーを返します -。そのエコーを正しく解釈するには、送信機は媒体の誘電率を知る必要があります。

一般的なキャリブレーション手順:

• 空の基準距離と完全な基準距離を確認するアンテナ面から測定範囲の最低点と最高点まで測定される超音波 - と同じ、船舶の図面からの値。
• 誘電率を入力してくださいトランスミッターがプロセス媒体をサポートしている場合。ほとんどのメーカーは参照表を公開しています。この値を推測することは、低誘電率の媒体で精度が低下する最も一般的な原因の 1 つです。-
• ドライキャリブレーション既知の空距離および完全距離に配置された基準ターゲット (平らな金属板、通常は少なくとも 1 メートル四方) を使用し、アンテナはそれに垂直に保たれます。
• ウェット校正血管を既知のレベルまで満たし、内部障害物がマッピングしてフィルタリングする必要がある偽エコーを生成する場合に必要な - に一致するように出力を調整します。
• 偽の-エコー マッピング「エコー曲線」または「空曲線」とも呼ばれるこの曲線は、固定された内部構造 (撹拌器、ノズル、はしご) からの反射を記録するため、送信機のソフトウェアは通常の動作中に反射を無視できます。
• 中級レベルで検証するエンドポイントだけではありません。-平らでない屋根や傾斜した内部構造を備えた船舶では特に重要であり、満杯近くの測定値が歪む可能性があります。-

レーダーは、温度による音速の変化の影響を受けないため、超音波よりも時間の経過による再調整の必要性が少なくなる傾向があります。{0}}これは、超音波が-重い蒸気、泡、粉塵-に苦しむアプリケーションの一般的なアップグレード パスです。電磁波は音波と同じようにこれらの条件によって減衰しないためです。

磁気レベルゲージの校正

磁気レベルゲージは他の 2 つとは動作が異なります。視覚的なインジケーター - 反転された磁気フラグの列 - はフロートの物理的な位置を追跡し、通常は同じ意味でのキャリブレーションを必要としません。信号処理を調整する必要はありません。注意が必要なのは、スケール調整送信機がゲージに取り付けられている場合は、その送信機の出力の校正。

一般的なチェックと手順:

• フロートの比重がプロセス媒体と一致していることを確認します。フロートのサイズが間違った密度に設定されていると、他のすべてが正しく取り付けられている場合でも、間違った位置に配置されます - これは仕様の問題であり、スケールを調整して修正できるものではありません。
• フロートの自由な動きを確認するガイドチャンバー内。破片、腐食、または曲がったチャンバーによって引き起こされる固着は、レベルの読み取り値が遅れたり、まったく動かなくなったりして現れます。
• スケールを合わせるメーカーの補正手順を使用して、通常、フロートの磁石の中心線とフロートのベースの間のオフセットを考慮します。
• 磁歪式またはリードチェーン送信機が取り付けられている場合{0}}、そのトランスミッターで標準のゼロ/スパン校正を実行します。フロートを 0% 基準に移動し、出力を確認またはトリミングして、100% で繰り返します。
• -送信機の出力に対してビジュアル列をクロスチェックします定期的に - この 2 つの不一致は、視覚的な表示自体にはドリフトする電子機器がないため、機械的なフロートの問題ではなく、送信機の校正ドリフトを示しているのが通常です。
• 磁気干渉を検査する測定値が常に - から外れている場合、チャンバー付近の強い外部磁場がフラグの応答に影響を与える可能性がありますが、これは一般的な設置ではまれです。

主要な視覚的表示は電子的ではなく機械的であるため、磁気レベル ゲージは最小限の介入で長期間その精度を維持する傾向があります - メンテナンスの主な負担はフロート チャンバーと、取り付けられている場合は送信機にかかります。

ドライ校正とウェット校正: どのテクノロジーでも同じ選択

どの機器を使用しているかに関係なく、同じ基本的な決定が適用されます。既知の基準距離を使用して校正するか (ドライ)、実際に充填された容器に対して校正するか (ウェット)。

• ドライキャリブレーションより高速で、容器をオフラインにしたり、特定のレベルまで充填したりする必要がありません。これは、わずかな誤差が許容される一般的なプロセス監視のデフォルトです。
• ウェット校正これは、特定の船舶内の実際の動作 - 内部障害物、-標準外の形状、実際の媒体特性 - を考慮しており、保管転送、規制報告、または間違った場合のコストが余分なセットアップ時間のコストを上回るアプリケーションに最適です。

実際によく使用される合理的な中間点:{0}試運転時に正確な図面を使用してドライ校正し、その後、機器が本格的に稼働する前にディップテープまたはサイトグラスの読み取り値と照らし合わせて 1 回のウェットチェックで検証します。

現場の例: 同じ症状、3 つの異なる根本原因

異なる容器で 3 種類の機器すべてを稼働させている処理施設では、かつて「レベルの測定値がタンクと一致しない」という繰り返しの苦情が、3 つの異なるセンサーでの 3 つの無関係な原因に遡り、すべて同じ週に報告されました。

超音波センサーでは、発泡層がエコー - を混乱させることが原因でした。上記リンクの超音波ガイドですでに説明されています。レーダーユニットでは、誘電率の設定が不足していることが原因でした。水に適したデフォルト値のままでしたが、実際の媒体は反射率がはるかに低い溶媒であり、エコーが弱まり、範囲の下限付近にノイズが発生しました。磁気レベルゲージでは、フロート自体が問題でした。-前回の修理で取り付けられた交換用フロートのプロセス媒体の比重定格が間違っていたため、スケールがどれだけ正しく調整されていたとしても、フロートが本来よりも低くなってしまいました。

3 つとも、一般的な意味での「再調整」によって修正されたものはありませんでした。それぞれは、そもそも正確な測定値を生成するために、その特定のテクノロジーが何に依存しているかを理解する必要がありました。これが、校正を単一の普遍的なチェックリストではなく、機器固有の知識として扱うための実際的な議論です。-

各種類の機器はどのくらいの頻度で再校正する必要がありますか?

メーカーが指定した間隔は、特に安全計装システムに電力を供給する計器の場合、より保守的である場合には、一般的なガイドラインを常に上書きする必要があります。-

3 つのテクノロジーすべてに共通するよくある間違い

あらゆる不一致を校正の問題として扱います。フィールドの例が示すように、修正は多くの場合、ゼロ/スパン値そのものではなく、構成設定、機械コンポーネント、またはプロセス条件です。{0}}。

ドキュメントをスキップします。どのテクノロジーが関係しているとしても、「校正済み、OK」とだけ書かれた校正記録は、ドリフトの傾向を特定するのにはほとんど役に立ちません。基準方法、周囲条件、前後の値を毎回記録します。

工場出荷時の設定が最終的なものであると仮定します。すべての機器はデフォルト設定で出荷されますが、特定の容器の形状やプロセス媒体と一致しない場合があります。問題が発生した直後ではなく、- のコミッショニング中にその構成を確認することで、このガイドで説明されている問題のほとんどを回避できます -。

同様のリスクレベル間で間隔が一貫していない。あるテクノロジーに関する保管移管アプリケーションが四半期ごとにチェックされる場合、同じサイトの別のテクノロジーに関する同様に重要なアプリケーションは、元の委託請負業者がたまたま設定したものに任せるのではなく、同等のスケジュールに従う必要があります。{0}}

簡単なキャリブレーション プログラムの構築

さまざまなタイプの機器を実行しているサイトの場合、実行可能なプログラムは通常、次の 3 つの部分で構成されます。

• すべてのレベルの機器の重要度層- の保管転送/安全性、標準プロセス、および階層ごとに定義された間隔を持つ非クリティカルな - が、テクノロジーに関係なく一貫して適用されます。
• 共有校正記録フォーマットこれにより、後でメンテナンス履歴を取得した人は、3 つの異なるロギング規則を解釈する代わりに、機器を並べて比較できるようになります。
• テクノロジー固有の短いチェックリスト-機器タイプごとに - は上記のセクション - から取得されているため、技術者は記憶に頼ったり、磁気ゲージに超音波の考え方を適用したりする必要がありません。

これらには特別なソフトウェアや多額の予算は必要ありません。 3 つのチェックリストが添付された共有スプレッドシートは、小規模から中規模の操作のほとんどを適切にカバーします。---数十の機器を備えた大規模なサイトでは、通常、これを既存の CMMS に組み込んでいます。

最終的な考え

超音波、レーダー、および磁気レベル ゲージは、同じ基本的な問題を 3 つの異なる方法で解決します。その違いは、ほとんどのメンテナンス スケジュールよりも校正時に重要になります。サイト全体で間隔と文書を標準化することは有益ですが、超音波の泡、レーダーの誘電体不整合、磁気ゲージのフロートの仕様エラーなど、各テクノロジーに独自の故障モードがあるという事実を無視すべきではありません。扱っている機器がどれなのか、そしてその特定の機器が実際に精度をどのように依存しているのかを知ることが、迅速な解決策と繰り返しのサービス コールを分けるものとなります。

参考文献

• 米国計器協会 (ISA) - レベル測定機器と校正の実践に関する一般的なガイダンス。
• アメリカ石油協会、石油計量基準マニュアル、3 - 章のタンクゲージとレベル測定の原則。
• 米国国立標準技術研究所 (NIST) - は、空気中の音速とその温度依存性に関する参照データです。
• 超音波、レーダー、磁気レベル計器のメーカー技術ドキュメント - 不感帯、誘電率、フロート仕様のリファレンス。-
• どのレベル測定テクノロジーがアプリケーションに適しているかわからない場合、または混合機器群全体での校正実践の監査に支援が必要ですか?船舶の詳細と処理条件をお送りください - 喜んでお手伝いさせていただきます。

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