Emerson Уровнемер 5300 волноводный радарный. Руководство по эксплуатации (2018 год)

Расширенная конфигурация

Приложение C Расширенная конфигурация

Меры безопасности

стр. 287

Верхняя опорная точка, задаваемая пользователем

стр. 288

Устранение помех от патрубка

стр. 289

Настройка пороговых значений

стр. 293

Проецирование конца зонда

стр. 299

Отслеживание эхосигнала

стр. 302

Настройки диэлектрической проницаемости

стр. 303

Динамическая компенсация испарения

стр. 304

Параметры качества сигнала

стр. 313

C.1

Меры безопасности

Процедуры и инструкции, содержащиеся в настоящей инструкции, могут требовать специальных мер

предосторожности для обеспечения безопасности оперативного персонала. Информация, относящаяся

к потенциальным проблемам безопасности, обозначается предупредительным символом (

). Прежде

чем приступить к выполнению указаний, которым предшествует данный символ, необходимо

ознакомиться со следующими рекомендациями по безопасности.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Взрывы могут привести к серьезным травмам или к смертельному исходу.

Необходимо проверить, соответствуют ли окружающие условия эксплуатации датчика

соответствующим сертификатам для использования прибора в опасных зонах.

Перед тем как подключать полевой коммуникатор во взрывоопасной среде, следует удостовериться в

том, что приборы в контуре установлены в соответствии с правилами искробезопасности и

пожаробезопасности электромонтажа при подключении полевой проводки.

Запрещено снимать крышку находящегося под напряжением датчика во взрывоопасных средах.

Несоблюдение данных указаний по монтажу и обслуживанию может привести к серьезным

травмам или смертельному исходу.

Монтаж датчика должен выполняться только квалифицированным персоналом.

Необходимо использовать только указанное в данном руководстве оборудование. Несоблюдение

данного требования может неблагоприятно повлиять на класс защиты, который обеспечивает

оборудование.

При отсутствии квалификации не следует проводить обслуживания в объеме, превышающем

указанный в настоящем руководстве.

Любая замена неодобренных деталей может создать угрозу безопасности. Ремонт (замена элементов

и т. д.) категорически запрещен, поскольку он также может создать угрозу безопасности.

Во избежание воспламенения горючих или огнеопасных атмосфер необходимо отключать питание

перед работой.

287

Расширенная конфигурация

Расширенная конфигурация

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Высокое напряжение на выводах может стать причиной поражения электрическим током.

Следует избегать контакта с клеммами и разъемами.

Перед подключением уровнемера следует убедиться, что питание отключено и кабели, идущие от

всех других внешних источников питания, отсоединены или эти источники выключены.

Зонды с пластиковым покрытием и/или зонды, оснащенные пластиковыми дисками, при

определенных условиях могут создавать электростатический заряд, который при определенных

условиях может стать причиной возгорания. Поэтому при использовании зонда в потенциально

взрывоопасной атмосфере необходимо принимать соответствующие меры для предотвращения

образования электростатических разрядов.

C.2

Верхняя опорная точка, задаваемая пользователем

Может быть задана верхняя опорная точка, отличающаяся от стандартной опорной точки уровнемера,

путем установки параметра Calibration Offset (калибровочное смещение) в соответствии с рис. C-1:

Рисунок C-1. Задание верхней опорной точки с использованием параметра смещения

расстояния

Верхняя опорная точка

Опорная точка

уровнемера

Смещение

расстояния

Высота

резервуара

Уровень продукта

Для установки желаемой верхней опорной точки:

Расширенная конфигурация

288

Расширенная конфигурация

1. Установить Tank Height (высота резервуара) на значение расстояния от дна резервуара до

желаемой Upper Reference Point (верхняя опорная точка).

2. Добавить расстояние между Upper Reference Point (верхняя опорная точка) и Transmitter

Reference Point (опорная точка уровнемера) к значению Distance Offset (смещение

расстояния), которое сохранено в базе данных уровнемера.

Для полевого коммуникатора параметр смещения расстояния доступен в виде быстрой

последовательности клавиш HART ^® [2, 3, 2, 4, 2].

Параметр FOUNDATION^™ Fieldbus:

TRANSDUCER 1100 > GEOM_OFFSET_DIST

Смещение расстояния также доступно в RRM:

a. Нажать на иконку Tank (резервуар) в меню Device Config/Setup (конфигурирование

устройства / настройка) в рабочем окне RRM.

b. В окне Tank (резервуар) выбрать вкладку Geometry (геометрические параметры).

c. Нажать кнопку Advanced (расширенные параметры).

C.3

Устранение помех от патрубка

C.3.1

Использование функции настройки ближней зоны

Функция Trim Near Zone (настройка ближней зоны) применяется для настройки средств компенсации

помех в верхней части резервуара (ближней зоне). Ближняя зона распространяется примерно на 1 м

внутрь резервуара от нижней стороны фланца устройства.

Устройство распознает характер графика эхосигнала в ближней зоне и использует эти данные для

повышения точности в случаях, когда эхосигнал поверхности находится в пределах ближней зоны.

Измерения в ближней зоне настраиваются на заводе-производителе перед отгрузкой. Как правило,

заводских настроек этого модуля достаточно, и не требуется проводить повторную настройку после

монтажа.

Тем не менее, ввиду того, что данная настройка оптимизируется в зависимости от фактических условий

монтажа, в случае наличия неблагоприятных условий (к примеру, при наличии помех в виде эхосигналов,

сформированных патрубком резервуара, или при замене зонда) может потребоваться дополнительная

настройка. Настройка позволяет сохранять качество измерений в ближней зоне даже в данных условиях

и предотвращать ложные показания эхосигналов.

Примечание

Функция настройки ближней зоны должна использоваться только для уменьшения воздействия от

стационарных помех. Неприменимо в случае временных помех.

289

Расширенная конфигурация

Расширенная конфигурация

Рисунок C-2. График эхосигнала до и после настройки ближней зоны

0—1 м

Настройка

ближней зоны

Пик опорного эхосигнала

Примечание

В случае со встроенным ПО версии 2.А2 или более поздней настройка ближней зоны невозможна при

использовании узких патрубков, как указано ниже:

50 мм < высота патрубка < 300 мм

Диаметр патрубка < 2 дюйма для всех одинарных зондов за исключением 13-миллиметрового жесткого

одинарного зонда

Диаметр патрубка < 3 дюйма для жесткого одинарного зонда

Необходимые условия

Перед нажатием на кнопку настройки ближней зоны следует убедиться, что:

в резервуаре присутствует продукт;

уровень продукта находится ниже ближней зоны (0—1 м) ниже верхней опорной точки);

температура окружающей среды находится в пределах 40 °C ожидаемой рабочей температуры

окружающей среды.

Расширенная конфигурация

290

Расширенная конфигурация

Процедура

1. В RRM выбрать Setup (настройки) > Advanced (расширенные параметры) и нажать на вкладку

Near Zone (ближняя зона).

Данную функцию также можно вызвать из меню Device specific setup (настройки, специфичные для

устройства) в меню Guided Setup (пошаговая настройка) (если данная команда является

рекомендованной).

2. Нажать Trim Near Zone (настройка ближней зоны).

3. Выбрать Trim near zone (настройка ближней зоны) и нажать OK.

4. В появившемся диалоговом окне нажать OK.

5. После завершения настройки ближней зоны перезапустить устройство.

- Выбрать Tools (инструменты) > Restart Device (перезапустить устройство).

6. Перезапустить уровнемер.

Для сброса функции настройки ближней зоны необходимо выполнить следующие действия:

1. Выбрать Setup (настройки) > Advanced (расширенные параметры) и нажать на вкладку Near Zone

(ближняя зона).

2. Нажать Trim Near Zone (настройка ближней зоны).

3. Выбрать Reset near zone trimming to factory settings (сбросить настройки ближней зоны до

заводских) и нажать OK.

Полевой коммуникатор

В полевом коммуникаторе в настройки ближней зоны можно войти с помощью последовательности

команд HART [2, 1, 7, 2] (если она рекомендована) или с помощью последовательности команд HART [2, 7,

1].

Подождать одну минуту и перезапустить уровнемер.

291

Расширенная конфигурация

Расширенная конфигурация

C.3.2

Изменение параметра Hold Off Distance/Upper Null Zone

(расстояние до нулевой зоны / верхняя зона нечувствительности) (UNZ)

Расстояние до нулевой зоны / UNZ определяет то, как близко от верхней опорной точки находится

приемлемое значение уровня. Расстояние до нулевой зоны / UNZ можно увеличить, чтобы блокировать

паразитные эхосигналы вблизи верхней части резервуара; см. рис. C-3.

Рисунок C-3. Расстояние до нулевой зоны / UNZ

Верхняя опорная точка

Расстояние до нулевой

Помехи

зоны / UNZ

Эхосигнал поверхности

Пороговое значение

сигнала поверхности

Примечание

При настройке расстояния до нулевой зоны / UNZ сокращается диапазон измерения.

Чтобы проверить наличие помех в верхней части резервуара следует использовать график эхосигнала;

см. рис. C-4.

Рисунок C-4. Определение расстояния до нулевой зоны / UNZ на графике эхосигнала

Расстояние до нулевой

Эхосигнал

поверхности

Помехи

Пороговое значение

сигнала поверхности

3.0

5.0

Расстояние, м

Расширенная конфигурация

292

Расширенная конфигурация

Примечание

Перед изменением расстояния до нулевой точки / UNZ следует проверить введенное значение для

сигнализации высокого уровня. Предел срабатывания сигнализации высокого уровня должен находиться

за пределами расстояния до нулевой зоны / UNZ.

Настройка расстояния до нулевой зоны / верхней зоны нечувствительности в полевом коммуникаторе:

1. Выбрать команду HART [2, 1, 2, 3].

2. Выбрать опцию Upper Null Zone (верхняя зона нечувствительности).

3. Ввести нужное значение.

Настройка расстояния до нулевой зоны / верхней зоны нечувствительности в RRM:

1. Запустить RRM.

2. Выбрать Setup (настройки) > Tank (резервуар).

3. Выбрать вкладку Probe (зонд).

4. Ввести желаемое значение в поле Hold Off Distance/UNZ (расстояние до нулевой зоны / UNZ).

5. Нажать Store (сохранить). Теперь расстояние до нулевой зоны / UNZ сохранено в памяти

уровнемера.

C.4

Настройка пороговых значений

Принцип измерения уровнемеров 5300 основан на отражении импульсов сигнала радара от

поверхности продукта и границы раздела двух жидкостей. Пороговые значения амплитуды сигнала

используются для отделения измерительного сигнала от паразитных эхосигналов и шумов.

Дополнительную информацию о принципе применения пороговых значений см. в разделе “Анализ

эхосигнала” на стр. 145.

По умолчанию устройство автоматически рассчитывает пороговые значения в зависимости от режима

измерения, различных значения диэлектрической проницаемости и технологических условий, сконфигу-

рированных пользователем. Как правило, ручная настройка пороговых значений не требуется. Однако

если возникают сложности при определении уровнемером поверхности продукта, может потребоваться

ручная настройка пороговых значений.

Примечание

Перед изменением пороговых значений амплитуды в ручном режиме следует убедиться, что параметр

диэлектрической проницаемости верхнего продукта (Upper Product Dielectric Constant) настроен

максимально точно. Он используется для автоматического расчета пороговых значений амплитуды.

Рекомендации по настройке порога эхосигнала поверхности (ATC)

Перед изменением порога эхосигнала поверхности следует убедиться, что уровень продукта находится

как минимум на уровне 0,5 м от нижней стороны фланца устройства.

293

Расширенная конфигурация

Расширенная конфигурация

Пороговое значение эхосигнала поверхности необходимо устанавливать примерно на 1/3 от

амплитуды самого слабого эхосигнала поверхности в диапазоне измерения.

Эхосигнал поверхности

Пороговое значение

эхосигнала поверхности

Около 1/3 амплитуды

эхосигнала

поверхности

Расстояние

Пороговые значения эхосигнала поверхности не должны устанавливаться менее чем на:

700 мВ на расстоянии 0—6 м от верхней опорной точки.

–

500 мВ на расстоянии более, чем 6 м от верхней опорной точки.

Необходимо учитывать запас 500 мВ между пороговым значением эхосигнала поверхности и

амплитудой эхосигнала поверхности по всему диапазону измерения.

Для наилучшего качества работы следует проверять запас путем снижения уровня поверхности

продукта, или, если это невозможно, используя рис. C-5 — рис. C-7.

Эхосигнал поверхности

Пороговое значение

Запас как минимум 500 мВ

сигнала поверхности

Расстояние

Пороговое значение эхосигнала поверхности должно быть как минимум на 500 мВ выше,

чем

амплитуда помех.

Эхосигнал поверхности

Помехи

Пороговое значение

сигнала поверхности

Запас как минимум 500 мВ

Расстояние

Если сложности с определением уровнемером поверхности продукта после применения данных

рекомендаций сохраняются, необходимо связаться с сервисной службой компании Emerson^™.

Расширенная конфигурация

294

Расширенная конфигурация

Типовые амплитуды и пороговые значения эхосигнала поверхности

На рис. C-5 — рис. C-7 показаны типовые амплитуды эхосигнала поверхности (мощность сигнала) на

различных расстояниях от поверхности. Амплитуда эхосигнала поверхности зависит от диэлектрической

проницаемости продукта. Продукт с высокой диэлектрической проницаемостью (к примеру, вода) дает

лучшее отражение (высокая амплитуда сигнала), чем продукт с низкой диэлектрической проницаемостью

(к примеру, нефть).

Примечание

Амплитуда эхосигнала поверхности также зависит от расстояния до поверхности продукта. Поскольку по

длине зонда происходит ослабление сигнала, эхосигнал поверхности будет наиболее сильным вблизи

верха резервуара и слабеть по мере удаления от верха резервуара. Кроме того, амплитуда эхосигнала

поверхности также варьируется в зависимости от продукта, наличия пены, турбулентности, окружающей

температуры и т. п.

Значения, приведенные на рис. C-5 — рис. C-7, являются оценочными. Для особых условий резервуара и

областей применения могут потребоваться значительно отличающиеся пороговые значения эхосигнала

поверхности.

Рисунок C-5. Типовая амплитуда эхосигнала поверхности для коаксиального зонда

18000

16000

DC 80

14000

12000

DC 20

10000

DC 10

8000

DC 5

6000

DC 3

4000

DC 2.0

2000

DC 1.5

3.3 (1)

6.6 (2)

9.8 (3)

13.1 (4)

16.4 (5)

19.7 (6)

Расстояние (м)

295

Расширенная конфигурация

Расширенная конфигурация

Рисунок C-8. Типовые пороговые значения эхосигнала поверхности

3000

2500

2000

1500

1000

700

500

Диэлектрическая проницаемость верхнего продукта

Настройка пороговых значений

Обычно пороговые значения амплитуды устанавливаются уровнемером Rosemount серии 5300

автоматически и не требуют настройки в ручном режиме. Тем не менее, в зависимости от свойств

продукта в редких случаях может потребоваться настройка пороговых значений амплитуды для

оптимального качества измерений. Настройка пороговых значений в RRM производится в окне Advanced

Configuration (расширенная конфигурация):

1. Нажать на иконку Advanced (расширенные параметры) на панели инструментов Device

Config/Setup (конфигурирование устройства / настройка).

2. Выбрать вкладку Thresholds (пороговые значения) в окне Advanced Configuration (расширенная

конфигурация).

Рисунок C-9. Настройка пороговых значений в RRM

297

Расширенная конфигурация

По умолчанию, настройки пороговых значений задаются автоматически. В окне Advanced Configuration

(расширенная конфигурация) также можно в ручном режиме задать пороговые значения Interface (граница

раздела сред), Reference (опорный сигнал), Probe End (конец зонда) и Full Tank (полный резервуар).

Автоматическая настройка порогового значения эхосигнала

поверхности

При выборе данной опции уровнемер автоматически устанавливает пороговое значение в виде

постоянной величины в зависимости от сконфигурированной диэлектрической проницаемости

продукта.

Следует учитывать, что при активации автоматической настройки порогового значения эхосигнала

поверхности Amplitude Threshold Curve (график порогового значения амплитуды) (ATC) автоматически

заменяется постоянным пороговым значением. Более подробная информация об использовании

параметра ATC приведена в разделе “Использование анализатора графика эхосигнала” на стр. 147.

Пороговое значение эхосигнала поверхности также можно задать в ручном режиме с помощью функции

Set Threshold (задать пороговое значение) в окне Echo Curve Analyzer/Configuration (анализатор/кон-

фигурация графика эхосигнала) (см. раздел “Вкладка режима конфигурирования” на стр. 147).

Пороговое значение эхосигнала границы раздела сред

Пороговое значение для определения пика сигнала уровня границы раздела сред.

Пороговое значение опорного эхосигнала

Пороговое значение для определения опорного импульса.

Пороговое значение эхосигнала конца зонда

При использовании функции проецирования конца зонда (см. раздел “Проецирование конца зонда” на

стр. 299) может потребоваться настройка данного порогового значения для обеспечения правильного

обнаружения конца зонда.

Пороговое смещение эхосигнала полного резервуара

Примечание

По умолчанию пороговое смещение эхосигнала полного резервуара равно 0 (функция не используется).

При отсутствии квалификации не следует использовать данную функцию.

Пороговое значение полного резервуара имеет отношение к пороговому значению опорного сигнала и

может использоваться для определения того, что резервуар заполнен. Приведенное значение смещения

определяет промежуток между пороговым значением опорного сигнала и пороговым значением

полного резервуара. Уровнемер воспринимает резервуар как заполненный при снижении амплитуды

пика опорного сигнала до значения, находящегося между данными двумя пороговыми значениями.

Если амплитуда пика опорного эхосигнала находится ниже порогового значения эхосигнала полного

резервуара (отрицательная амплитуда пика опорного эхосигнала), резервуар не воспринимается как

полный.

По умолчанию данное значение равно 0 (функция не используется). Это связано тем, что сильно

загрязненные или уплотненные уплотнения резервуара, а также турбулентные или кипящие поверхности

могут создавать брызги и вызывать срабатывание функции.

Расширенная конфигурация

298

Расширенная конфигурация

C.5

Проецирование конца зонда

Проецирование конца зонда используется в двух целях:

использование сигнала конца зонда в качестве опорного в случае потери эхосигнала поверхности для

расчета положения эхосигнала поверхности;

использование эхосигнала конца зонда в качестве опорного при нахождении эхосигнала поверхности

вблизи конца зонда для повышения точности положения эхосигнала конца зонда.

Благодаря функции проецирования конца зонда устройство способно измерять уровень продукта даже

при потере эхосигнала поверхности. Функция проецирования конца зонда предназначена для сложных

условий применения с крайне низкой отражающей способностью (низкой диэлектрической проницае-

мостью). Низкая отражающая способность продукта может приводить к тому, что импульс поверхности

становится невидимым для уровнемера при больших диапазонах измерения.

Если поверхность перестала восприниматься, устройство перейдет к использованию сигнала конца

зонда и наиболее недавнего определения значения диэлектрической проницаемости для расчета

эхосигнала поверхности. При повторном появлении сигнала поверхности устройство снова незамедли-

тельно переходит к использованию непосредственно измеренных значений поверхности. Рассчитанное

значение эхосигнала поверхности является менее точным, чем полученное путем прямого измерения.

Когда СВЧ-волны, излучаемые уровнемером 5300, распространяются в толще продукта, находящегося в

резервуаре, эхосигнал от конца зонда оказывается расположенным ниже фактического конца зонда.

Кажущееся смещение сигнала конца зонда является следствием сниженной скорости распространения

измерительного сигнала в толще продукта по сравнению с его скоростью в воздухе. Смещение импульса

конца зонда можно наблюдать с помощью анализатора графика эхосигнала в Rosemount Radar Master (см.

раздел “Использование анализатора графика эхосигнала” на стр. 147).

У продуктов с очень низкой диэлектрической проницаемостью уровень поверхности продукта можно

определить путем сравнения фактического положения конца зонда в соответствии с значением длины

зонда и кажущегося положения пика сигнала конца зонда. Данная разница вызвана свойствами продукта,

т. е. диэлектрической проницаемостью, и расстоянием D, которое проходит измерительный сигнал в

толще продукта; см. рис. C-10.

299

Расширенная конфигурация

Расширенная конфигурация

Рисунок C-10. Функция проецирования конца зонда

Уровень продукта, выведенный из

отношения между смещением

сигнала конца зонда ,

диэлектрической проницаемостью

продукта и расстоянием D

Импульс от

поверхности

отсутствует

вследствие низкой

отражающей

способности

продукта

Фактическое положение конца зонда



Импульс конца

зонда

Кажущееся положение конца зонда

Примечание

Важно, чтобы значения длины зонда и диэлектрической проницаемости продукта были заданы с

максимальной точностью.

Примечание

Данная функция доступна только при измерении уровня жидких/сыпучих продуктов (т. е. недоступна для

измерения уровня границы раздела сред и для измерения уровня границы раздела сред с полностью

погруженным зондом) и при условии хорошо определяемого эхосигнала конца зонда (т. е. следует

убедиться, что конец зонда / центрирующий диск/груз или всегда находится в контакте со стенкой

резервуара, или никогда не контактирует с ней).

C.5.1

Пошаговая настройка проецирования конца зонда

Примечание

Перед конфигурированием проецирования конца зонда следует убедиться в правильности заданных

значений типа монтажа, типа зонда и длины зонда.

Проецирование конца зонда можно настроить с помощью руководства по пошаговой настройке. При

порожнем резервуаре пошаговая настройка позволит точно откалибровать смещение конца зонда и

полярность импульса конца зонда. Появится запрос на введение начального значения диэлектрической

проницаемости продукта. Это значение диэлектрической проницаемости продукта, которое будет

использоваться устройством в качестве начальной точки для определения проницаемости. Данное

значение должно максимально совпадать с фактическим значением диэлектрической проницаемости.

Расширенная конфигурация

300

Расширенная конфигурация

После заполнения резервуара пошаговая настройка позволит провести определение диэлектрической

проницаемости продукта. Данное значение используется в качестве начального для дальнейшего

определения диэлектрической проницаемости продукта.

Для получения наилучшего результата следует завершить пошаговую настройку при порожнем

резервуаре и затем провести ее еще раз при заполненном резервуаре, при этом не перезаписывая

калибровочные данные порожнего резервуара.

Проецирование конца зонда можно настроить в RRM. Данную функцию можно вызвать из меню Device

Specific Configuration (конфигурация, специфичная для устройства) в меню пошаговой настройки

(Guided Setup) (если данная конфигурация является рекомендуемой) или в окне Advanced Configuration

(расширенная конфигурация), вкладка Probe End Projection (проецирование конца зонда). Для запуска

конфигурирования следует нажать на кнопку Guided Probe End Projection Setup (пошаговая

настройка проецирования конца зонда).

Рисунок C-11. Настройка проецирования конца зонда

В полевом коммуникаторе в меню Device Specific Configuration (конфигурация, специфичная для

устройства) можно войти с помощью последовательности команд [2, 1, 7, 2] (если она рекомендована) или

с помощью последовательности команд: [2, 7, 2].

Опциональные конфигурации

DC Estimation Limit (предел определения диэлектрической проницаемости): это предел

определения диэлектрической проницаемости продукта. Данный предел устанавливается в процентах и

показывает, на сколько допускается отличие определенного значения диэлектрической проницаемости

продукта от начального значения диэлектрической проницаемости продукта. Если размер

определенного значения выходит за данный предел, будет выдано предупреждение.

Used Product DC (применяемая диэлектрическая проницаемость продукта): это определенное

значение диэлектрической проницаемости продукта, которое устройство использует для

проецирования конца зонда.

Reset DC Estimation (сброс значения диэлектрической проницаемости): сбрасывает определенное

значение диэлектрической проницаемости до сконфигурированного начального значения, принуждая

устройство повторно запустить процесс определения диэлектрической проницаемости продукта.

Use Static Product DC (использование статического значения диэлектрической проницаемости

продукта): если проведение определения диэлектрической проницаемости продукта устройством не

требуется, следует поставить отметку у данной настройки. Это вынудит устройство использовать сконфи-

гурированное начальное значение диэлектрической проницаемости продукта.

301

Расширенная конфигурация

Расширенная конфигурация

C.6

Отслеживание эхосигнала

Принцип измерения уровнемеров 5300 основан на отражении импульсов сигнала радара от

поверхности продукта. Для достижения надежных и стабильных результатов измерения используются

различные параметры отслеживания измерительного сигнала. Обычно пороговые значения

отслеживания эхосигнала устанавливаются уровнемером 5300 автоматически и не требуют настройки в

ручном режиме. Тем не менее, в зависимости от свойств продукта в редких случаях может потребоваться

настройка отслеживания эхосигнала для оптимального качества измерений. В RRM поддержка

отслеживания эхосигнала осуществляется в окне Advanced Configuration (расширенная

конфигурация), вкладка Echo Tracking (отслеживание эхосигнала).

Рисунок C-12. Отслеживание эхосигнала в RRM

По умолчанию, настройки отслеживания эхосигнала задаются автоматически. В окне расширенной

конфигурации можно также вручную задать настройки отслеживания эхосигнала Echo Timeout (время

ожидания эхосигнала) и Close Distance (близкое расстояние).

Использование автоматических настроек отслеживания эхосигнала

При выборе данной опции уровнемер автоматически задает параметры отслеживания эхосигнала в виде

постоянного значения в зависимости от сконфигурированной среды резервуара и режима измерения.

Echo Timeout (время ожидания эхосигнала): определяет время в секундах до того, как устройство

начнет поиск эхосигнала поверхности за пределами окна Close Distance (близкое расстояние) после его

потери. После потери эхосигнала устройство не приступит к его поиску (или не установит Invalid Level

(недействительный уровень)) до истечения указанного времени. В некоторых областях применения,

особенно в случае с сыпучими продуктами или пеной, эхосигнал поверхности может пропадать на

некоторое время. Данное значение можно увеличить для того, чтобы устройство не входило в режим

аварийной сигнализации слишком рано после потери сигнала.

Close Distance (близкое расстояние): определяет окно, расположенное по центру текущего положения

поверхности, в котором будут выбираться новые потенциальные эхосигналы поверхности. Размер окна

это ±размер окна поиска. Эхосигналы снаружи данного окна не будут считаться эхосигналами

поверхности. Устройство без задержки перейдет к наиболее мощному эхосигналу в пределах данного

окна. При наличии быстрых изменений в резервуаре данное значение можно повысить. Если значение

будет слишком большим, устройство может выбрать недействительный эхосигнал в качестве эхосигнала

поверхности.

Расширенная конфигурация

302

Расширенная конфигурация

Демпфирование

Параметр демпфирования определяет, насколько быстро прибор реагирует на изменение значения

уровня (ступенчатый отклик). Высокое значение стабилизирует значение уровня, однако устройство в

таком режиме медленно реагирует на изменения уровня в резервуаре. При низком значении устройство

быстро реагирует на изменения уровня, но представленное значение уровня может быть несколько

нестабильным. Значение по умолчанию составляет 2 секунды. Необходимо учитывать, что повышение

значения демпфирования также приведет к удлинению времени отклика системы. Значение

демпфирования также можно изменить в меню Output (выходной сигнал), вкладка General (общие

параметры).

C.7

Настройки диэлектрической проницаемости

C.7.1

Статическая компенсация испарения

В некоторых случаях над поверхностью продукта присутствуют тяжелые пары, которые значительно

влияют на результаты измерения уровня, к примеру, в случае с насыщенным водяным паром высокого

давления. В таких случаях можно ввести значение диэлектрической проницаемости паров для

компенсации данного эффекта.

Для случаев с переменным давлением и/или температурой некоторые модели уровнемеров 5300 имеют

встроенную функцию, которая автоматически компенсирует эффект меняющейся диэлектрической

проницаемости паров. См. раздел “Динамическая компенсация испарения” на стр. 304.

По умолчанию значение этого параметра установлено на 1, что соответствует диэлектрической

проницаемости вакуума. Как правило, данное значение не требуется изменять, поскольку для

большинства паров его воздействие на качество измерения крайне мало.

Для изменения значения диэлектрической проницаемости:

1. Запустить RRM.

2. Нажать на иконку Tank (резервуар) в окне RRM или выбрать Tank (резервуар) в меню Setup

(настройка).

3. Выбрать вкладку Environment (среда) и нажать на кнопку Advanced (расширенные параметры).

303

Расширенная конфигурация

Расширенная конфигурация

Рисунок C-13. Значения диэлектрической проницаемости можно настроить в окне настройки

среды резервуара

Диэлектрическая

проницаемость паров

Диэлектрическая

проницаемость нижнего

продукта

4. Ввести желаемое значение в поле Vapor Dielectric Constant (диэлектрическая проницаемость паров).

Для нахождения правильного значения также можно использовать калькулятор диэлектрической

проницаемости паров или таблицу диэлектрической проницаемости.

C.7.2

Нижний продукт

Если диэлектрическая проницаемость нижнего продукта значительно меньше диэлектрической

проницаемости воды, может потребоваться выполнить дополнительную настройку диапазона диэлектри-

ческой проницаемости нижнего продукта; см. рис. C-13.

Также можно выполнить специальные настройки путем настройки соответствующих пороговых значений

амплитуды. Подробнее см. в разделе “Эхосигнал границы раздела сред не обнаружен” на стр. 153.

C.8

Динамическая компенсация испарения

Действие уровнемера 5300 основано на технологии рефлектометрии с временным разрешением (Time

Domain Reflectometry (TDR)), при которой наносекундные СВЧ-импульсы низкой мощности направляются

вдоль зонда, погруженного в технологическую среду. При достижении импульсом радара среды с иной

диэлектрической проницаемостью часть энергии отражается в уровнемер. Разница во времени между

переданным и отраженным импульсом преобразуется в расстояние, исходя из которого рассчитывается

общий уровень и уровень границы раздела сред.

При измерении уровня с помощью радара реально измеряемой величиной является время прохождения

сигнала через пустое пространство между радарным уровнемером и поверхностью жидкости. При

типичной точности измерения уровнемера скорость прохождения сигнала радара должна быть близкой

к скорости света в вакууме. Тем не менее, в некоторых важных случаях данным отклонением нельзя

пренебречь, и оно должно учитываться для обеспечения точности измерений. Примером является

высокое давление в резервуаре в сочетании с определенными газами.

Водяной пар высокого давления может влиять на результат измерения уровнемера. Это является

следствием высокого давления, а также полярной структуры молекул воды. В таких случаях уровнемер

5300 можно сконфигурировать для компенсации данного эффекта.

Вода имеет критическую температуру и давление (374 °C и 22,1 МПа соответственно). Однако

максимальной температурой и давлением при динамической компенсации испарения являются 358 °C и

Расширенная конфигурация

304

Расширенная конфигурация

18 МПа. Выше данных пределов измерение уровня может являться невозможным, так как разделение

между газом и жидкостью становится неразличимым.

Для расчета давления и плотности паров и выведения из нее значения диэлектрической проницаемости

паров в замкнутом сосуде, содержащем жидкую воду и водяной пар, используются существующие базы

данных (которые называются диаграммами Молье). Диэлектрическая проницаемость изменяется в

соответствии с рис. C-14.

Рисунок C-14. Отношение диэлектрической проницаемости к температуре для насыщенного

водяного пара

32 (0)

212 (100)

392 (200)

572 (300)

752 (400)

Температура (^oC)

Диэлектрическая проницаемость

Давление

Стандартная версия уровнемера 5300 может быть сконфигурирована для статической компенсации

испарения путем введения значения диэлектрической проницаемости пара вручную; см. раздел

“Настройки диэлектрической проницаемости” на стр. 303. Для задач с варьирующимся давлением и/или

температурой в некоторых моделях уровнемера 5300 имеется встроенная функция (Dynamic Vapor

Compensation (динамическая компенсация испарения)), которая выполняет автоматическую

компенсацию эффекта изменяющихся значений диэлектрической проницаемости пара.

Для определения диэлектрической проницаемости пара в уровнемере 5300 используется эталонный

отражатель, установленный на зонде на определенном расстоянии. У уровнемера имеется информация о

том, где должен был бы находиться импульс эталонного отражателя, если бы пар отсутствовал. Однако

вследствие наличия в резервуаре пара импульс отражателя сместится относительно точки действитель-

ного положения отражателя. Расстояние между действительной и кажущейся точками расположения

отражателя используется для расчета диэлектрической проницаемости пара. Рассчитанное значение

диэлектрической проницаемости используется для динамической компенсации изменений диэлектриче-

ской проницаемости пара, что снижает конечную погрешность до ±2 % от измеренного расстояния

(незаполненного объема). В некоторых случаях точность может снижаться до ±6 % в определенных

условиях, таких как быстрые изменения температуры, давления и диэлектрической проницаемости.

C.8.1

Проверка наличия функции динамической компенсации

испарения

Для проверки того, поддерживается ли функция динамической компенсации испарения, необходимо

выполнить следующие действия:

Проверить, указано ли в коде модели на корпусе уровнемера 3V или 4U.

Код модели: 530xxxxxxx3Vxxxxxxxxx или 530xxxxxxx4Uxxxxxxxxx

305

Расширенная конфигурация

Расширенная конфигурация

Проверить перечень Device Software Configuration 2 (конфигурации ПО устройства 2) в Rosemount Radar

Master (RRM).

a.Запустить Rosemount Radar Master (RRM) и подключить его к устройству.

b.Нажать правой кнопкой мыши на устройстве и выбрать в меню пункт Properties (свойства).

c.Проверить, указана ли функция Vapor Compensation (компенсация испарения) в перечне Device

Software Configuration 2 (конфигурация ПО устройства 2).

Пар

Компенсация

Если функция компенсации испарения поддерживается, в полевом коммуникаторе ее можно найти с

помощью быстрой последовательности клавиш [3, 2, 2, 1] HART.

Примечание

Функция компенсации испарения поддерживается только в режиме измерения уровня продукта.

Расширенная конфигурация

306

Расширенная конфигурация

C.8.2

Обзор рекомендаций по установке

При монтаже уровнемера следует принимать во внимание следующие рекомендации:

Необходимо использовать только зонды типов 3V или 4U. Необходимо проверить наличие маркировки

VC и R3 на уплотнении.

Зонд типа 3V (коаксиальный)

Зонд типа 4U (жесткий одинарный)

для камер размером 3—4 дюйма

для камер размером 2 дюйма

Максимальная длина зонда составляет 4 м для типа 3V и 2,3 м для типа 4U.

Единственной поддерживаемой опцией монтажа является установка в трубе/камере. Поддерживаемые

внутренние диаметры трубы указаны ниже:

Тип зонда

Размер

Поддерживаемый

камеры

внутренний диаметр трубы

От 3 до 4 дюймов

Минимум 50 мм

2 дюйма

От 38 до 52 мм

При включенной функции компенсации испарения функция проецирования конца зонда отключается.

Если используется динамическая компенсация испарения, функцию настройки ближней зоны

использовать не следует.

307

Расширенная конфигурация

Emerson Уровнемер 5300 волноводный радарный. Руководство по эксплуатации (2018 год) - часть 15