Рекомендации по инсталляции и калибровке расходомера сыпучих веществ SolidFlow
Расходомер SolidFlow предназначен для измерения массового расхода и массы продукта накопленным итогом. Принцип действия основан на измерении плотности и скорости продукта. Плотность измеряется косвенным методом по затуханию высокочастотного электромагнитного поля, скорость - по доплеровскому смещению частоты. Поскольку измерение плотности косвенное и зависит от размеров продуктопровода, установки сенсора, характеристик материала (гранулометрический состав, диэлектрическая проницаемость, влажность и т.п.) и др. факторов, требуется произвести калибровку прибора непосредственно по месту инсталляции на конкретном продукте.
Инсталляция
Следует придерживаться рекомендаций, приведенных в Руководстве. Сначала приваривается адаптер строго под углом 90°, затем сверлится отверстие диаметром 20 мм и по возможности удаляются заусенцы с внутренних кромок металла. Разрезная шайба, кольцевое уплотнение и шайбы переставляются с металлической заглушки на сенсор. Позиция для установки разрезной шайбы выбирается исходя из толщины трубопровода (см. таблицу в Руководстве). Данные рекомендации являются приблизительными, так как не учитывают толщину сварного шва, конфигурацию продуктопровода и др. факторы. Сенсор рекомендуется устанавливать так, чтобы его кончик не выступал внутри продуктопровода, так как в этом случае он будет подвергаться усиленному абразивному воздействию. В то же время слишком "глубокая" установка сенсора может привести к тому, что образовавшийся "карман" будет забиваться материалом и нарушать нормальную работу прибора.
В комплект поставки могут входить специальные тефлоновые колпачки, надеваемые на чувствительный элемент сенсора. Их следует применять только в том случае, когда материал является "липучим" и образует наросты на кончике сенсора. В этом случае колпачок надевается на сенсор, а монтажную втулку следует дополнительно рассверлить под наружный диаметр колпачка.
При установке сенсора следует соблюдать поляризацию, риска должна соответствовать направлению движения материала.
Калибровка
Для калибровки прибора нужен так называемый "референс", т.е. некое эталонное измерение, к значению которого подгоняются показания расходомера.
Калибровочная характеристика прибора представляет собой кривую, которая ставит в соответствие электрический сигнал, приходящий с сенсора, мгновенному массовому расходу продукта. Получить референс по мгновенному расходу зачастую проблематично, так как для этого нужен еще более точный расходомер, либо точный расчет (при знании общей массы, времени перемещения продукта, и уверенности, что поток абсолютно равномерный). В то же время зачастую можно получить референс по массе. Это бывает в случае, когда масса некоторой дозы продукта заранее известна, либо до или после места установки расходомера имеются технологические весы, либо есть возможность некую фиксированную дозу продукта перенаправить для взвешивания или засыпать в мерную емкость (при известной плотности). При этом следует учитывать технологические остатки в продуктопроводе (если они имеются). Такие остатки должны либо быть постоянными, либо полностью удалены до и после эксперимента.
Калибровку по массе можно сравнить с калибровкой автомобильного спидометра. Допустим, вы хотите откалибровать спидометр, но у вас нет милицейского радара, GPS-приемника или другого более точного измерителя скорости движения. Но вы знаете некоторый участок дороги длиной ровно в 100 км. В этом случае, проехав этот участок, вы сравниваете его с показаниями счетчика пройденного пути вашего автомобиля, который является интегратором мгновенной скорости движения. Ошибка спидометра и ошибка счетчика пройденного пути пропорциональны. То есть, если счетчик пройденного пути расходится с мерным участком на 10%, то и спидометр показывает отличную на 10% скорость движения.
Поскольку измерения относительные, они не привязаны ни к каким стандартизованным величинам массы. Единицу измерений в принципе можно назвать как угодно в п.1.2 меню: kucha, doza, vagon и т.д. Но в принципе логично использовать известные единицы массы, например t или kg. Значение единичной запятой в п.1.4 логично выбрать так, чтобы был задействован старший разряд. Например, если вы установили тонны, а измеряемый расход находится в пределах 3-5 тонн/час, то логично выбрать формат 0.000 t/h. Тогда младший разряд будет иметь разрешение 1 кг. В п.1.6 необходимо установить верхний предел измерений с некоторым запасом. Для нашего случая это будет, например, 8 t/h.
Простейшая калибровка подразумевает ввод 2-х калибровочных точек: одной при нулевом расходе, другой - при расходе близком к максимальному. Для этого в п.4.3 меню надо установить значение 2.
Сначала надо полностью опорожнить продуктопровод. Если это пневмопровод, то желательно выключить и компрессор, т.к. в противном случае могут лететь остатки материала. При полностью пустом продуктопроводе сенсор дает какой-то выходной сигнал, связанный с отражением от внутренних стенок. Увидеть его можно зайдя в п.4.4.2 меню. Значение "Akt" - это то, что было занесено в память ранее, а в центре экрана вы увидите реальный сигнал с сенсора, допустим это значение 0.000214. Если значение сильно "скачет", можно увеличить постоянную времени фильтра калибровки в п.4.2 меню (это значение влияет только на калибровку, для дисплея и токового выхода предусмотрены свои фильтры). Затем надо нажать кнопку "Ввод", при этом текущее значение будет запомнено как актуальное "Akt". В п.4.4.1 естественно надо установить значение 0.0 t/h, что соответствует нулевому расходу. При выходе из меню не забудьте подтвердить изменения, иначе никакие введенные значения не будут сохранены. Таким образом, первая точка калибровки, соответствующая нулевому расходу, получена.
Затем, необходимо обеспечить движение по продуктопроводу материала с расходом близким к максимальному (или номинальный расход, если производительность постоянна). В п.4.4.4 теперь можно увидеть сигнал, который приходит с сенсора при данном максимальном расходе. Допустим, это 0.325674. Нажав "Ввод" мы запоминаем этот сигнал. Теперь для грубой предварительной калибровки вводим в п.4.4.3 примерное ожидаемое значение расхода. Допустим, мы предполагаем, что по продуктопроводу идет расход примерно 3.600 t/h.
Таким образом, мы произвели грубую 2-точечную калибровку, а прибор нам показывает какое-то значение массового расхода, приблизительно соответствующее нашим ожиданиям.
 |
Затем надо организовать прохождение через прибор референс-дозы материала, масса которой нам известна или может быть измерена. Перед началом эксперимента необходимо зафиксировать показания счетчика массы (тоталайзера) или сбросить его в 0 кнопкой "R". По окончании прохождения референс-дозы (допустим 2.000 тонны) мы фиксируем массу с тоталайзера прибора (если не был сброшен в 0, то надо, естественно, взять приращение). Допустим, прибор сосчитал нам за время эксперимента 2.426 тонны. Таким образом, предварительно введенная калибровка по расходу была завышена на 2.426 / 2.000 = 1.213. Вычисляем новое значение расхода для калибровочной точки: 3.600 / 1.213 = 2.968 t/h, и вводим это значение в п.4.4.3 меню. Таким образом, мы получили новую уточненную калибровочную кривую (красным цветом).
 |
Подобную процедуру можно повторять несколько раз, приближаясь к наилучшей калибровке. При этом надо понимать, что погрешность знания референс-дозы в абсолютных единицах массы полностью переносится на погрешность расходомера. Сам же прибор в нормальных условиях позволяет добиться точности 1-3% относительно референс-дозы.
Если производительность технологической линии не меняется, то такой 2-точечной калибровки вполне достаточно, так как вы будете всегда работать на малом участке кривой вблизи расхода 2,9 тонн/час. Если же расход продукта изменяется, то имеет смысл по крайней мере проверить линейность калибровочной кривой на промежуточных расходах, а при необходимости ввести дополнительные калибровочные точки (всего до 20). Для того, чтобы появились дополнительные пункты меню, надо соответственно увеличить число калибровочных точек в п.4.3.
 |
В приборе также предусмотрено введение глобального калибровочного фактора в п.4.1 меню. Это пропорциональный множитель, который применяется для всей калибровочной кривой. Допустим, с течением времени вы обнаружили систематическое завышение измерений во всем диапазоне расходов на 5%. В этом случае нет необходимости производить полную перекалибровку прибора, достаточно изменить калибровочный фактор в п.4.1 с 1.00 (установлен по умолчанию) на 0.95.В приборе также предусмотрено введение глобального калибровочного фактора в п.4.1 меню. Это пропорциональный множитель, который применяется для всей калибровочной кривой. Допустим, с течением времени вы обнаружили систематическое завышение измерений во всем диапазоне расходов на 5%. В этом случае нет необходимости производить полную перекалибровку прибора, достаточно изменить калибровочный фактор в п.4.1 с 1.00 (установлен по умолчанию) на 0.95.
Индикация на дисплее счетчика накопленной массы (тоталайзера) включается/выключается в п.7.7 меню. В п.7.6 включается/выключается индикация температуры. Будьте вни-мательны! Это не температура вашего процесса, это температура электроники внутри сенсора. В нормальных условиях она составляет порядка 65°C, для нормальной работы прибора желательно, чтобы она не превышала 80°C.