Magnetische Füllstandsmessgeräte werden in den meisten Instrumentenflotten als die wartungsärmste Option angesehen, und dieser Ruf ist größtenteils verdient. - Die zentrale visuelle Anzeige ist nicht mit elektronischer Signalverarbeitung verbunden, sodass es nichts im herkömmlichen Sinne zu „kalibrieren“ gibt, wie man es bei einem Ultraschall- oder Radarsender tun würde. Dieser Ruf bringt jedoch auch sein eigenes Problem mit sich: Da nichts regelmäßig elektronisch kalibriert werden muss, werden diese Messgeräte bei routinemäßigen Wartungsrunden oft komplett übersprungen, bis jemand bemerkt, dass der Messwert nicht mit der Realität übereinstimmt und niemand sagen kann, wie lange das schon stimmt.
In diesem Leitfaden erfahren Sie, was bei einem magnetischen Füllstandsmessgerät tatsächlich überprüft werden muss, warum das Wort „Kalibrierung“ hier etwas anderes bedeutet als bei Ultraschall- oder Radarinstrumenten und was zu tun ist, wenn der angeschlossene Sender - (falls vorhanden) - eine Standard-Nullpunkt-/Spannungseinstellung benötigt.
Wie ein magnetischer Füllstandsmesser tatsächlich funktioniert
Ein magnetischer Füllstandsmesser verwendet einen Schwimmer, ausgestattet mit einem Permanentmagneten, der sich in einer versiegelten Kammer, die mit dem Prozessbehälter verbunden ist, hebt und senkt. Während sich der Schwimmer bewegt, koppelt sich sein Magnetfeld durch die Kammerwand an einen externen Indikator -, typischerweise eine Reihe kleiner Flaggen oder Shuttles, die von einer Farbe zur anderen wechseln, wenn das Magnetfeld des Schwimmers an ihnen vorbeigeht. Die sichtbare Grenze zwischen umgedrehten und nicht umgedrehten Flaggen markiert den Flüssigkeitsstand, der direkt auf einer festen Skala abgelesen werden kann.
Da das Medium niemals den Indikator selbst berührt -, sondern nur der Schwimmer, und dieser in der Kammer abgedichtet ist -, ist dieses Design dort beliebt, wo Kontaminationsrisiko oder Medienkompatibilität kontaktbasierte Alternativen ausschließen-. Außerdem ist es mechanisch so einfach, dass die visuelle Anzeige selbst nach korrekter Installation nicht so driftet, wie es bei einem elektronischen Sensor der Fall sein kann.
Wo Genauigkeitsprobleme tatsächlich entstehen, liegt vor dem Indikator: Schwimmergröße, Skalenausrichtung und mechanischer Zustand der Kammer. Wenn ein Sender angeschlossen ist, um den Füllstand elektronisch weiterzuleiten - üblicherweise ein magnetostriktiver oder Reed--Kettentyp -, benötigt diese Komponente wie jeder andere Sender eine Standard-Nullpunkt-/Spannungskalibrierung.
Die zwei Dinge, die tatsächlich Aufmerksamkeit erfordern
Float-Spezifikation (nicht vor Ort anpassbar)
Der Schwimmer muss für das spezifische Gewicht des Prozessmediums dimensioniert und gewichtet sein. Ein Schwimmer, der für die falsche Dichte ausgelegt ist, sitzt an der falschen Position in der Kammer, unabhängig davon, wie gut alles andere eingerichtet ist. - Dies kann nicht durch eine Kalibrierungsanpassung behoben werden, da es sich um eine Nichtübereinstimmung des physikalischen Auftriebs und nicht um einen Signalverarbeitungsversatz handelt.- Dies ist am wichtigsten nach einem Schwimmeraustausch, bei dem es einfach ist, ein mechanisch kompatibles, aber falsch dimensioniertes Teil einzubauen.
Waagenausrichtung (der eigentliche Schritt „Kalibrierung“)
Die äußere Skala ist werkseitig so eingestellt, dass sie der Mittellinie des Schwimmermagneten entspricht, wobei eine Korrektur für den Versatz zwischen der Magnetposition des Schwimmers und seiner physischen Basis vorgenommen wird. Im Laufe der Zeit oder nach der Wartung der Kammer kann sich diese Ausrichtung leicht verschieben und muss erneut -gegenüber einem bekannten Referenzwert überprüft werden.
Schritt-für-Kalibrierungs- und Verifizierungsverfahren
1. Bestätigen Sie, dass der Float korrekt angegeben ist
Bevor Sie etwas anderes überprüfen, stellen Sie sicher, dass der in der Kammer installierte Schwimmer dem spezifischen Gewicht und dem Druck-/Temperaturwert entspricht, der für Ihr Prozessmedium angegeben ist. - Überprüfen Sie die Ätzung auf dem Schwimmer selbst anhand des Originaldatenblatts oder der Originalbestellung. Dies ist insbesondere nach jedem Austausch des Schwimmers eine Bestätigung wert, da ein nicht übereinstimmendes Teil eine der häufigsten Ursachen für dauerhaft falsche Messwerte ist, die auch durch eine noch so große Skalenanpassung nicht behoben werden können.
2. Isolieren und inspizieren Sie die Kammer
Schließen Sie die Absperrventile zwischen der Kammer und dem Behälter, befolgen Sie dabei die ordnungsgemäßen Absperrverfahren und stellen Sie sicher, dass keine Lecks oder Verstopfungen vorliegen. Stellen Sie sicher, dass sich der Schwimmer über seinen gesamten Bewegungsbereich frei bewegen kann, ohne dass er festsitzt. - Schmutz, Korrosion oder eine verbogene Führung können die Bewegung behindern und zu einem Messwert führen, der hinter dem tatsächlichen Füllstand zurückbleibt.
3. Legen Sie einen bekannten Referenzwert fest
Wenn das Schiff sicher auf einen bekannten Füllstand gebracht werden kann - leer, voll oder an einen bestimmten, unabhängig überprüften Zwischenpunkt -, verwenden Sie diesen als Referenz. Wo dies nicht praktikabel ist, zerlegen einige Techniker das Gerät und bewegen den Schwimmer manuell durch seinen Bereich, um die Reaktion der Anzeige an definierten Punkten zu überprüfen.
4. Überprüfen Sie die Ausrichtung der Waage und korrigieren Sie sie bei Bedarf
Vergleichen Sie den Messwert der externen Skala mit dem bekannten Referenzniveau. Wenn es eine Abweichung außerhalb der akzeptablen Toleranz gibt, befolgen Sie das Skalenkorrekturverfahren des Herstellers -. Dazu gehört in der Regel die Berücksichtigung des Versatzes zwischen der Magnetmittellinie des Schwimmers und seiner Basis und die anschließende entsprechende Anpassung der Skalenmontage.
5. Kalibrieren Sie den angeschlossenen Sender, falls vorhanden
Wenn das Messgerät über einen magnetostriktiven oder Reed-Kettentransmitter mit elektronischem Ausgang verfügt, kalibrieren Sie es mit der gleichen Nullpunkt-/Spannungslogik wie jeder andere Füllstandtransmitter: Bewegen Sie den Schwimmer in die 0 %-Referenzposition, bestätigen oder trimmen Sie den Ausgang mit einem HART-Kommunikator oder der lokalen Schnittstelle und wiederholen Sie den Vorgang dann an der 100 %-Referenzposition. Verwenden Sie nach Möglichkeit den visuellen Indikator selbst als Referenz für diesen Schritt und nicht eine separate Messung, da dadurch eine Referenzfehlerquelle ausgeschlossen wird.
6. Kreuzen Sie-die visuelle Anzeige am Senderausgang an
Sobald beide eingestellt sind, vergleichen Sie sie nebeneinander. Eine Nichtübereinstimmung zwischen der optischen Markierungssäule und dem elektronischen Ausgang des Senders weist fast immer auf ein Problem mit der Senderkalibrierung und nicht auf ein Problem mit dem mechanischen Schwimmer hin, da die optische Anzeige über keine Elektronik verfügt, die aus der Ausrichtung geraten könnte.
7. Dokumentieren Sie die Inspektion
Notieren Sie das Datum, die bestätigte Float-Spezifikation, alle angewendeten Skalenkorrekturen und -, wenn ein Sender eingebaut ist, - die Werte vor/nach Null und Spanne. Da diese Messgeräte seltener überprüft werden als elektronische Sensoren, ist eine eindeutige Aufzeichnung hier umso wichtiger, um langsame mechanische Abnutzung zwischen Inspektionen zu erkennen.
Ein Praxisbeispiel: Der Float war die Grundursache, nicht die Skala
Eine Verarbeitungsanlage meldete ein magnetisches Füllstandsmessgerät, das im Vergleich zum tatsächlichen Flüssigkeitsstand ständig mehrere Zentimeter zu wenig anzeigte, was unabhängig durch eine Tauchprüfung bestätigt wurde. Die erste Reaktion des Wartungsteams bestand darin, die Waage neu auszurichten -, was ein sinnvoller erster Schritt war, da die Abweichung der Waage die am häufigsten genannte Ursache für diese Art von Fehlern ist. Die Korrektur hielt für kurze Zeit an, dann trat dieselbe Diskrepanz wieder auf.
Die eigentliche Ursache war der Schwimmer selbst. Bei einer kürzlich durchgeführten Reparatur wurde ein Ersatzschwimmer verwendet, der mechanisch mit der Kammer kompatibel war, aber für ein anderes spezifisches Gewicht als das tatsächlich verwendete Prozessmedium ausgelegt war. Der Schwimmer befand sich tiefer in der Flüssigkeit, als er hätte sein sollen, was durch keine Anpassung der Skala korrigiert werden konnte, da die Skala die Position des Schwimmers genau anzeigte - die Position des Schwimmers selbst falsch war. Durch den Einbau eines korrekt spezifizierten Schwimmers wurde die Diskrepanz sofort behoben, ohne dass eine weitere Skalenanpassung erforderlich war.
Die allgemeine Lehre gilt über diesen einen Fall hinaus: Bei magnetischen Füllstandsmessgeräten ist ein anhaltender Versatz, der nach der Korrektur wieder auftritt, ein starkes Signal, die Schwimmerspezifikation zu überprüfen, bevor man davon ausgeht, dass die Waage erneut neu ausgerichtet werden muss.
Was das bedeutet, wenn Sie ein Messgerät auswählen
Ein paar Dinge sollten beim Kauf beachtet werden, da sie einen direkten Einfluss darauf haben, wie viel Aufmerksamkeit das Messgerät später benötigt:
Stellen Sie sicher, dass das spezifische Gewicht des Schwimmers mit Ihrem tatsächlichen Prozessmedium übereinstimmtzum Zeitpunkt der Bestellung, nicht nur eine allgemeine Produktkategorie - Dies lohnt sich noch einmal-Überprüfen Sie bei jeder Ersatzteilbestellung erneut, nicht nur beim ursprünglichen Kauf.
Schwimmerkonstruktionen mit zwei-Magneten oder Ring-Magnetenbieten im Allgemeinen eine konsistentere Anzeigereaktion als Konstruktionen mit einem-Magneten, da die Feldstärke gleichmäßiger über die Bewegung des Schwimmers verteilt ist.
Ein angeschlossener Sender mit HART- oder Digitalausgangist eine Überlegung wert, wenn die Fernüberwachung für die Anwendung von Bedeutung ist. - Es wird eine Komponente hinzugefügt, die eine standardmäßige elektronische Kalibrierung erfordert, aber es entfällt die Notwendigkeit, dass jemand das Messgerät nach einem Zeitplan physisch ablesen muss.
Für Anwendungen mit suspendierten Feststoffen oder kristallisierenden Medien, bestätigen Sie, dass die Konstruktion des Schwimmers und der Kammer für diesen Einsatz ausgelegt ist; Bei einem Messgerät, das für ein saubereres Medium ausgewählt wurde, kann es zu Verklebungen kommen, die wie ein Kalibrierungsproblem aussehen, in Wirklichkeit aber ein Problem der Kammerverunreinigung sind. Wenn eine freie Float-Bewegung nicht hinreichend gewährleistet werden kann, ist eine berührungslose Option wie z. BRadar-Füllstandsensorkönnte eine zuverlässigere Passform sein.
Häufige Fehler, die es zu vermeiden gilt
Behandelt einen dauerhaften Offset standardmäßig als Skalierungsproblem.Wie das Feldbeispiel zeigt, erzeugt eine Nichtübereinstimmung der Float-Spezifikation das gleiche Symptom und erfordert eine völlig andere Lösung.
Überspringen der Inspektion, weil „nichts kalibriert werden muss“.Die visuelle Anzeige driftet nicht elektronisch, aber die mechanischen Komponenten um sie herum können sich durchaus verschlechtern - Festsitzende Schwimmer und falsch ausgerichtete Skalen sind echte, häufige Probleme.
Einbau eines Ersatzschwimmers ohne Überprüfung seiner Nennleistung.Dies ist die häufigste Ursache für fehlerhafte Messwerte eines magnetischen Füllstandsmessers nach einer Reparatur.
Ignorieren des angeschlossenen Senders bei Messgerätinspektionen.Wenn ein Sender eingebaut ist, muss dieser einer eigenen Standardkalibrierung unterzogen werden. - Die Überprüfung der visuellen Skala allein bestätigt nicht, dass die elektronische Ausgabe korrekt ist.
Schnelle Druckbeaufschlagung bei Inbetriebnahme oder Neustart.Ein zu schnelles Füllen der Schwimmerkammer kann dazu führen, dass der Schwimmer gegen ein Ende stößt und beschädigt wird. - Eine langsame, kontrollierte Füllung ist bei diesen Messgeräten wichtiger, als oft angenommen wird.
Wie oft sollten Sie eine Neukalibrierung durchführen?
Da der Kernmechanismus mechanisch und nicht elektronisch ist, benötigen magnetische Füllstandsmessgeräte im Allgemeinen weniger häufige Aufmerksamkeit als Ultraschall- oder Radarsender -, aber „weniger häufig“ bedeutet nicht „nie“.
Anwendungen für den eichpflichtigen Verkehr oder-Meldewesen: Überprüfen Sie jährlich die Ausrichtung der Waage und den Zustand des Schwimmers.
Standardmäßige Prozessüberwachung: Führen Sie eine Inspektion in geplanten Wartungsintervallen durch, oder etwa einmal jährlich, wenn die Wartungsintervalle seltener sind.
Korrosions- oder Verschmutzungsservice: Überprüfen Sie den Zustand des Schwimmers und der Kammer häufiger, da diese Bedingungen die Art der mechanischen Verschlechterung beschleunigen, die die meisten Probleme mit magnetischen Messgeräten verursacht.
Jeder angeschlossene Sender: Befolgen Sie die Standardintervalle für elektronische Sender, unabhängig davon, wie das mechanische Messgerät selbst programmiert ist.
Herstellerempfehlungen sollten Vorrang haben, wenn sie konservativer sind, insbesondere für Messgeräte, die im sicherheitsrelevanten Service eingesetzt werden.
Letzte Gedanken
Magnetische Füllstandsmessgeräte erfordern eine andere Art von Aufmerksamkeit als Ultraschall- oder Radarinstrumente - Es gibt kein Signal, das eingestellt werden muss, aber es gibt einen Schwimmer, eine Kammer und eine Skala, die alle mechanisch korrekt sein müssen, damit der Messwert etwas bedeutet. Die Techniker, die Probleme frühzeitig erkennen, führen keine elektronischen Diagnosen durch; Sie vergleichen die Schwimmerspezifikationen mit dem tatsächlichen Prozessmedium und inspizieren die Kammer auf alles, was die freie Bewegung einschränken könnte. Stellen Sie den Schwimmer richtig ein, halten Sie die Kammer sauber, und die visuelle Anzeige bleibt mit sehr wenig Eingriff in der Regel genau.
Referenzen
- Instrument Society of America (ISA) - allgemeine Leitlinien zu Füllstandmessinstrumenten und Kalibrierungspraktiken.
- Amerikanisches Erdölinstitut,Handbuch der Erdölmessstandards, Kapitel 3 - Grundlagen der Tankmessung und Füllstandsmessung.
- Installations-, Betriebs- und Wartungsdokumentation des Herstellers für magnetische Füllstandsmessgeräte - Schwimmerspezifikation, Skalenkorrektur und Kammerdruckverfahren.
- Technische Dokumentation des Herstellers für magnetostriktive und Reed-Ketten-Füllstandtransmitter - Nullpunkt-/Spannungskalibrierungsverfahren.
Haben Sie es mit einem magnetischen Füllstandsmessgerät zu tun, das keinen konsistenten Messwert liefert, oder benötigen Sie ein neues Messgerät für ein schwieriges Medium? Senden Sie uns Ihre Prozessbedingungen und Kammerdetails - Wir helfen Ihnen dabei, die richtige Schwimmerspezifikation zu bestätigen, bevor es zu einem wiederholten Wartungsproblem wird.
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