Метрологический стенд приборов уровня

Заказчик: Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Салавате.

Введен в эксплуатацию: 2013 г.

Учебный cтенд предназначен для изучения студентами принципов действия современных приборов измерения уровня, применяемых в нефтеперерабатывающей промышленности, освоения методов их настройки, диагностики, калибровки и поверки.

Стенд предназначен для эксплуатации в помещениях со следующими условиями:

температура от +18 ºС до +25 ºС;
относительная влажность от 20 % до 80 % (без конденсации).

В состав стенда входят:

приборная стойка с установленными на ней датчиками уровня;
АРМ (автоматизированное рабочее место) на базе персонального компьютера с, программным обеспечением «FieldMate» и HART/USB –модемом;
рабочий стол;
стол для персонального компьютера;
приборный щит, установленный над рабочим столом;
набор грузов для буйкового уровнемера.

Приборная стойка представляет собой металлическую конструкцию, на которой установлены следующие датчики уровня:

1 - сигнализатор уровня VEGASWING 63,

2 - радарный уровнемер VEGAPULS 62,

3 - волноводный уровнемер VEGAFLEX 63,

4 - буйковый уровнемер BW 25.

5 - ручка ручного привода изменения уровня платформы

6 - передвижная платформа

Приборная стойка оснащена передвижной платформой для имитации уровня рабочей среды. Визуальное определение положения платформы производится по шкале линейки, имеющейся на приборной стойке.

Приборный щит выполнен в виде металлического электрошкафа, на лицевой панели которого размещены элементы переключения режимов работы стенда и световые индикаторы. Внутри приборного щита находится блок питания =24 В и оборудование для защиты цепей питания и распределения питания ~220 В и =24 В. Над лицевой панелью щита располагается светильник местного освещения.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Напряжение и мощность:

Напряжение питания: ~ В, 50Гц.

Потребляемая мощность: не более 1 кВт.

Описание датчиков уровня

1. Волноводный уровнемер VEGAFLEX

Область применения

Уровнемер VEGAFLEX 63 предназначен для непрерывного измерения уровня жидкостей практически в любой отрасли промышленности. Уровнемер может применяться на агрессивных и коррозионных жидкостях, а также на жидкостях в пищевой и фармацевтической промышленности.

Принцип действия

Высокочастотные микроволновые импульсы направляются вдоль зонда в виде троса или стержня и отражаются от поверхности продукта. Время от передачи до приема сигнала пропорционально уровню продукта в емкости.

Преимущества:

пуск в эксплуатацию без настройки;
независимость от свойств продукта;
нечувствительность к пыли, парам, налипанию и конденсату;
хорошая очищаемость и высокая химическая стойкость;
высокая точность измерения.

Технические характеристики:

область применения: жидкости;
диапазон измерения: трос – до 32 м, стержень – до 4 м;
температура процесса: – 40 ... +150 °С;
давление процесса: –0,5 ... +16 бар (-50 ... +1600 кПа);
точность измерения: +/– 3 мм;
питание: 14 – 36 В постоянного тока.

На стенде установлен уровнемер VEGAFLEX 63 следующего исполнения:

тип чувствительного зонда – стержень 110 мм с изоляцией PFA;
длина стержня – 1000 мм;
выходной сигнал 4…20 мА/ HART;
встроенный модуль настройки и индикации PLISCOM.

Настройка уровнемера и отображение его показаний может производиться следующими способами:

посредством модуля индикации и настройки PLISCOM;
с помощью персонального компьютера через программное обеспечение «Мастер управления устройствами» FieldMate с помощью HART –модема.

Подробное описание датчиков VEGAFLEX 63 изложено в документе «Руководство по эксплуатации. VEGAFLEX 63» 31844-UK-100608.

2. Радарный уровнемер VEGAPULS 62

Область применения

Радарный уровнемер VEGAPULS 62 с частотой излучения приблизительно 26 ГГц (диапазон K) предназначен для непрерывного измерения уровня.

Имеются различные исполнения VEGAPULS 62 для применения в различных условиях.

Исполнение с резьбовым присоединением и рупорной антенной n 40 мм предназначено для применения на небольших резервуарах и технологических емкостях практически с любыми продуктами.

Исполнение с фланцем и рупорной антенной n 48 … 95 мм применяется для измерения уровня растворителей, углеводородов и горючих жидкостей в резервуарах и технологических емкостях при сложных рабочих условиях.

Исполнение с параболической антенной обеспечивает точное измерения уровня продуктов с малым значением диэлектрической постоянной.

Исполнение электроники с повышенной чувствительностью позволяет применять VEGAPULS 62 на продуктах с плохими отражательными свойствами или с низким значением диэлектрической постоянной e_r.

Принцип действия

Антенна радарного датчика излучает короткие радарные импульсы длительностью прибл. 1 нс и принимает их в виде эхо- сигналов, отраженных от поверхности продукта. Время прохождения радарного импульса от излучения до приема пропорционально расстоянию до поверхности продукта, т.е. уровню. Определенный таким образом уровень преобразуется в соответствующий выходной сигнал и выдается в виде измеренного значения.

Преимущества:

бесконтактное измерение;
простота монтажа;
нет износа и не требуется обслуживание;
независимость от давления, температуры, газа и пыли;
высокая точность измерения.

Технические характеристики:

область применения: жидкости;
диапазон измерения: макс. до 35 м;
температура процесса: – 200 ... +400 °С;
давление процесса: –1 ... +160 бар (-100 ... +16000 кПа);
точность измерения: +/– 2 мм;
минимальное расстояние от края антенны до измеряемой среды – 50 мм;
питание: 9,6 – 36 В постоянного тока, двухпроводная система электроники с подачей питания и передачей измеренных значений по одному и тому же кабелю.

На стенде установлен уровнемер VEGAPULS 62 следующего исполнения:

рупорная антенна 40 мм;
диапазон измерений – до 35 м;
выходной сигнал 4…20 мА/ HART.

Настройка уровнемера и отображение его показаний может производиться следующими способами:

с помощью персонального компьютера через программное обеспечение «Мастер управления устройствами» FieldMate с помощью HART-модема.

Подробное описание датчиков VEGAPULS 62 изложено в документе «Руководство по эксплуатации. VEGAPULS 62» 28435-RU-051121.

3. Сигнализатор уровня VEGASWING 63

Область применения

Вибрационный сигнализатор VEGASWING 63 предназначен для сигнализации предельного уровня любых жидкостей. Вибрационный сигнализатор регистрирует предельный уровень с высокой надежностью и миллиметровой точностью. Типичное применение - сигнализация максимального и минимального уровня, защита от переполнения емкостей или от сухого насосов.

Принцип измерения

Пьезопривод внутри датчика возбуждает колебания вибрирующей вилки на ее резонансной частоте. При погружении в жидкость частота колебаний вилки падает. Изменение частоты преобразуется встроенной электроникой в сигнал переключения.

Преимущества

Давление, температура, пена, вязкость и образование пузырьков не влияют на точность переключения. Для пуска прибора в эксплуатацию достаточно подключить его к питанию. Высокая степень функционального самоконтроля обеспечивает безопасную и надежную работу.

Технические характеристики:

плотность: > 0.45 кг/л;
диапазон измерения: 0,3 …6 м;
погрешность измерения +/-1,5% от диапазона измерений;
температура процесса: – 50 ... +250 °С;
давление процесса: –1 ... +64 бар (-100 ... +6400 кПа);
динамическая вязкость жидкости: 0,1 … 10000 mPa s;
гистерезис: приблизительно 2 мм при вертикальном монтаже;
напряжение питания 10…55 в пост. тока;
потребляемая мощность не боле 0,5 Вт.

На стенде установлен ссигнализатор уровня VEGASWING 63 следующего исполнения:

длина датчика – 200 мм;
выходной сигнал – реле 20…72 В пост. тока/ 20…250 В перем. тока, 3А.

Подробное описание датчиков VEGASWING 63 изложено в документе «Руководство по эксплуатации. Вибрационный сигнализатор предельного уровня с удлинительной трубкой для жидкостей VEGASWING 63» 29232-RU-130104.

4. Буйковый уровнемер BW 25

Область применения

Прибор может применяться для измерения уровня различных сред, и пригоден для использования в экстремальных условиях окружающей среды.

Принцип измерения

Буйковый уровнемер BW25 работает по принципу измерения выталкивающей силы, воздействующей на тело, погруженное в жидкость. Длина тела, погруженного в жидкость (буйка), соответствует диапазону измерения уровня. Буек, подвешенный на измерительной пружине, погружен в жидкость и на него, в соответствии с законом Архимеда, воздействует выталкивающая сила, эквивалентная массе вытесненной буйком жидкости. Изменению выталкивающей силы точно соответствует изменение длины пружины, которое преобразуется при помощи магнитной системы и передается на индикатор.

Преимущества:

использование магнитной передачи сигнала позволяет изолировать зону индикации от рабочей зоны, которая может находиться под большим избыточным давлением;
модульная конструкция позволяет монтировать и демонтировать блок измерения без остановки техпроцесса.

Технические характеристики:

область применения: жидкости;
плотность: > 0.45 кг/л;
диапазон измерения: 0,3 …6 м;
погрешность измерения +/-1,5% от диапазона измерений;
температура процесса: – 60 ... +400 °С;
давление процесса: до 40 бар (4000 кПа);
минимальное расстояние от присоединения до жидкости: не менее 340 мм.

На стенде установлен буйковый уровнемер BW25 следующего исполнения:

длина буйка – 300 мм;
подвеска – 340 мм;
индикация – стрелочный индикатор;
диапазон измерений – 2000 мм;
выходной сигнал: 4…20 мА/HART.

Настройка уровнемера и отображение его показаний может производиться следующими способами:

с помощью персонального компьютера через программное обеспечение «Мастер управления устройствами» FieldMate с помощью HART-модема;
после настройки, снятие показаний возможно со шкалы прибора на его лицевой части.

Подробное описание уровнемеров BW 25 изложено в документе «Руководство по монтажу, эксплуатации и техническому обслуживанию. Уровнемеры буйковые BW25» BW25-1-00-00-00РЭ.