Osnovne razlike između radara s vođenim valovima i beskontaktnog radara za mjerenje razine – Rosemount 5300 naspram . 5400 serije Vodič za odabir industrije

Radarski odašiljači razine glavni su uređaji za kontinuirano mjerenje razine u naftnoj, kemijskoj industriji, industriji energije, obradi vode i finoj farmaceutskoj industriji. Emerson Rosemountov 5300 radar s vođenim valovima i 5400 bezkontaktni radar predstavljaju dva različita tehnološka pristupa, koji se značajno razlikuju u principima mjerenja, kompatibilnosti medija, zahtjevima za instalaciju i mogućnostima izvedbe. Mnoge pogreške u inženjerskom odabiru proizlaze iz nedostatka jasnoće u vezi s granicama primjene ovih dviju radarskih tehnologija. Ovaj članak sveobuhvatno analizira ključne razlike između 5300 i 5400 u pet dimenzija-načelima, performansama, radnim uvjetima, održavanju i standardiziranim kriterijima odabira za inženjere instrumentacije, EPC izvođače i stručnjake za nabavu.

Rosemount 5300 radar s vođenim valovima (tehnologija reflektometrije u vremenskoj domeni TDR)

Koristeći kontaktno mjerenje, instrument emitira mikrovalne impulse nanosekundne razine koji putuju duž valovodne šipke ili kabela uronjenog u medij. Kada puls dosegne površinu tekućine ili granicu ulja i vode, reflektira se natrag. Visina razine tekućine izračunava se na temelju vremenske razlike između prijenosa i odjeka.

• Mikrovalna pećnica je ograničena i vođena šipkom valovoda, što rezultira iznimno niskim gubitkom energije i jačinom signala odjeka 2 do 5 puta većom od radara u slobodnom prostoru.

• Patentirana DST tehnologija izravnog prebacivanja povećava snagu signala, u kombinaciji s PEP valovodnim algoritmom detekcije kraja šipke, omogućujući istovremeno hvatanje dvostrukih odjeka i s gornje površine tekućine i s donjeg sučelja medija.

• Na brzinu valova utječe samo dielektrična konstanta medija, uz minimalne smetnje od pare, magle i turbulencije na putu širenja.

Beskontaktni radar Rosemount 5400 (mikrovalni radar sa slobodnim prostorom)

Koristeći beskontaktno mjerenje, antena emitira visokofrekventne mikrovalove u zrak unutar spremnika. Mikrovalovi se slobodno šire kroz zračni medij, odbijaju se od površine tekućine i vraćaju u antenu, omogućujući mjerenje udaljenosti.

• Mikrovalovi se u potpunosti šire kroz plinoviti prostor, bez komponenti u kontaktu s medijem;

• Može otkriti samo gornju razinu tekućine u spremniku i ne može razlikovati sučelja više slojeva medija;

Para, pjena, unutarnje miješanje i metalni nosači unutar spremnika mogu raspršiti mikrovalove, uzrokujući smetnje, što zahtijeva ručno potiskivanje lažnih odjeka.

5300 Radar s vođenim valovima

1. Opremljen izmjenjivim sondama: s jednom šipkom, savitljivim kabelom, s dvostrukom šipkom, koaksijalnim i PTFE-om otpornim na koroziju s vođenim valnim šipkama;

2. Sonda je potpuno uronjena u medij, dolazi u izravan kontakt s tekućinama, kašama i krutinama;

3. Prednosti: Stabilno mjerenje moguće je postići čak iu uskim premosnim cijevima, reaktorima i spremnicima malog promjera;

4. Nedostaci: Ljepljivi medij ili medij sklon stvaranju kamenca može se zalijepiti za vodilicu, što zahtijeva periodično čišćenje sonde tijekom dugotrajnog rada.

5400 Beskontaktni radar

1. Opremljen antenom zvučnika i procesno zatvorenom antenom, bez sonde koja se proteže u spremnik;

2. Cijela jedinica je spojena na spremnik samo preko prirubnice, bez komponenti u kontaktu s procesnim medijem;

3. Prednosti: Higijena prehrambene kvalitete, visoka viskoznost s lakim prianjanjem na zid, nema rizika od kontaminacije sonde u visoko korozivnim i jako lijepljivim uvjetima;

4. Nedostaci: Mali kapacitet spremnika, uska premosna cijev i ozbiljno slabljenje signala u scenarijima s višestrukim unutarnjim preprekama, što dovodi do nestabilnih mjerenja.

Mogućnost prilagodbe dielektrične konstante

• Radar s vođenim valovima 5300: Sposoban za mjerenje dielektričnih konstanti niskih od 1,4 (plastične kuglice, lagano ulje, organska otapala s niskim dielektrikom), pružajući jasne odjeke čak i u medijima s niskim dielektrikom, sa stabilnim mjerenjima u uvjetima pjene, turbulentnog protoka i zasićene pare;

• 5400 beskontaktni radar: Odjeci su slabi kada je dielektrična konstanta medija ispod 1,8; Gubitak signala vrlo je vjerojatan u okruženjima s gustom pjenom ili gustom parom, a prikladan je samo za visokodielektrične medije bez pjene kao što su čista voda i metanol.

Sposobnost mjerenja međusklopa (razvod jezgre)

• 5300 jedinstvenih prednosti: podržava mjerenje sučelja za ulje-voda, kruto-tekuće i slojevite kaše, sposobno razlučiti sučelja tanka od 25 mm, što ga čini standardnim instrumentom za spremnike za odsoljavanje sirove nafte i međuspremnike ulje-voda;

• 5400 ne nudi nikakvu podršku: mikrovalna pećnica se potpuno reflektira nakon kontakta s prvim tekućim slojem, ne može prodrijeti kroz gornju tekućinu kako bi otkrila sučelje ispod.

Granice tolerancije raspona, temperature i tlaka

1. Gornja granica raspona mjerenja: Oba imaju maksimalnu udaljenost mjerenja do 50 metara;

2. Temperaturna ograničenja: 5300 pokriva -196 stupnjeva do 400 stupnjeva (LNG niska temperatura/visoka temperatura pare), dok je gornja granica tolerancije visoke temperature od 5400 niža od one od 5300;

3. Raspon tlaka: 5300 podržava uvjete punog vakuuma do 345 bara visokog tlaka, pogodan za hidrogenaciju i visokotlačne reaktore; 5400 ima ograničene mogućnosti za visokotlačna rješenja za brtvljenje.

Točnost mjerenja

• 5300: ±3 mm visoka preciznost, ponovljivost ±1 mm, SIL2 sigurnosni certifikat, kompatibilan s blokadom razine sigurnosne petlje SIS;

• 5400: Osnovna točnost od ±5 mm, bez ograničenja šipke valovoda; pogreška mjerenja za primjene spremnika na velikim udaljenostima nešto je veća od one kod radara s vođenim valovima.

Raspon mrtve zone

• 5300: Manje gornje i donje mrtve zone, omogućujući veći učinkoviti raspon mjerenja pogodan za kratke spremnike i male reaktore;

• 5400: Postoji značajna mrtva točka mjerenja u gornjoj anteni, što onemogućuje dobivanje točnih očitanja u gornjem dijelu spremnika.

(1) Dati prioritet korištenju scenarija radara s vođenim valovima 5300

1. Uvjeti stratificiranog medija: rafinerijski spremnici za odsoljavanje, spremnici za odvajanje ulja i vode i bazeni na sučelju otpadne vode i mulja;

2. Niskodielektrični mediji: benzin, dizel, otapala, plastične kuglice, silosi praha;

3. Teško plinovito okruženje: zasićena para, prekomjerna pjena, snažno miješani turbulentni spremnici;

4. Kompaktan prostor za ugradnju: premosne cijevi malog promjera, reaktori s plaštom i potisne posude;

5. Visokotlačni/kriogeni ekstremni uvjeti: LNG skladišni spremnici, jedinice za hidrogenaciju, bubnjevi visokotemperaturnih kotlova;

6. Sigurnosni instrumentirani sustav (SIS): Zahtijeva SIL2-certificiranu razinu blokade i zaštite od preljeva;

7. Muljeviti i viskozni mediji: premazi, smole, mineralne kaše, međuspremnici mulja.

(2) Dati prioritet korištenju 5400 beskontaktnih radarskih scenarija

1. Primjene visoke higijenske razine: sterilni spremnici za skladištenje lijekova, čisti spremnici za hranu i piće, bez rizika od kontaminacije sonde;

2. Snažno ljepljivi i visoko skloni stvaranju kamenca mediji: smole visoke viskoznosti, asfalt, lateks koji sprječava nakupljanje materijala sonde;

3. Ekstra dugi atmosferski spremnici za pohranu: veliki spremnici za sirovu naftu i otvoreni spremnici za pohranu, eliminirajući poteškoće pri instalaciji uzrokovane dugim kabelima;

4. Medij je vrlo korozivan i nije dostupan odgovarajući materijal sonde: jaki oksidansi, koncentrirane jake kiseline - izbjegavanje korozije i trošenja šipke valovoda;

5. Često čišćenje spremnika i česta promjena medija u proizvodnim linijama: Nema potrebe za rastavljanjem sonde radi čišćenja, smanjujući vrijeme zastoja i održavanje;

6. Postoji cjevovodna oprema s kuglastim ventilima koji služe kao barijere, što onemogućuje postavljanje sondi kroz njih.

Zahtjevi za instalaciju

• 5300: Jednostavan za ugradnju, kompatibilan s premosnim cijevima, malim spremnicima i ekscentričnim otvorima cijevi; fleksibilne kabelske sonde dugog dometa zahtijevaju donji uteg za ravnanje, što rezultira malo većim troškovima ugradnje i dizanja za visoke spremnike.

• 5400: Zahtijeva stroge uvjete ugradnje - nikakvi nosači, dovodni otvori ili lopatice impelera ne smiju smetati neposredno ispod antene; značajne smetnje od smetnji javljaju se u uskim cijevima, zbog čega je potrebna upotreba cijevi za vođenje velikog promjera.

Rutinsko održavanje

• 5300 Problem: dugotrajan rad s viskoznim medijima uzrokuje nakupljanje materijala i kamenac na šipki vodilice, slabljenje signala odjeka, zahtijeva uklanjanje sonde i čišćenje tijekom godišnjeg održavanja;

• 5400 prednosti: Beskontaktni medij, zahtijeva samo periodično čišćenje kondenzata antene, gotovo bez održavanja adhezije medija;

• Mogućnost dijagnostike: Oba modela opremljena su HART/AMS daljinskom dijagnostikom. 5300 može predvidjeti razine onečišćenja sonde na temelju pokazatelja kvalitete signala, omogućujući proaktivno planiranje održavanja.

Cijena zamjene rezervnih dijelova

• 5300: Sonda je potrošni dio i mora se u potpunosti zamijeniti nakon što zarđa ili se istroši, što rezultira većim dugoročnim troškovima rezervnih dijelova.

• 5400: Samo je antena opcijska i zamjenjiva, bez potrošnog materijala koji zahtijeva uranjanje, što rezultira nižim troškovima održavanja tijekom cijelog vijeka trajanja.

1. Komunikacijski protokoli: I 5300 i 5400 podržavaju 4–20 mA HART, WirelessHART, FF fieldbus i Modbus te su kompatibilni s Trex ručnim komunikatorima i AMS sustavom upravljanja uređajima;

2. Razina sigurnosti: Standardno opremljen s SIL2 IEC61508 certifikatom za cijelu seriju, ispunjava zahtjeve sustava sa sigurnosnim instrumentima za kemijsku industriju te industriju nafte i plina;

3. Certifikat otpornosti na eksploziju: Svi proizvodi dolaze s ATEX, IECEx i FM certifikatima za vlastitu sigurnost/zaštitu od eksplozije, koji pokrivaju globalna opasna područja Zone 0/1/2.

1. Zabluda: Ako spremnik ima pjenu, izravno odaberite beskontaktni radar

Odgovor: Pjena raspršuje mikrovalove slobodnog prostora, uzrokujući da 5400 lako preskoči očitanja; za pjenaste uvjete preferirajte radar s vođenim valovima 5300, čiji signal putuje duž sonde i ne blokira ga pjena.

2. Zabluda: 5400 se može koristiti za mjerenje sučelja ulje-voda.

Odgovor: 5400 mikrovalna pećnica ne može prodrijeti u gornji sloj tekućine i stoga ne može otkriti raslojavanje; stoga je samo serija 5300 prikladna za mjerenje sučelja.

3. Zabluda: spremnici za dugo skladištenje moraju koristiti 5400

Odgovor: 5300 meka kabelska sonda ima maksimalni domet od 50 m; za velike spremnike može se odabrati kabelski radar s vođenim valovima. Samo kada je medij izuzetno viskozan i upotreba sonde je nemoguća, treba odabrati 5400.

4. Zabluda: Radar s vođenim valovima ne može se koristiti u čistim sobama

Odgovor: 5300 može koristiti poliranu 316L ili sanitarnu sondu obloženu PTFE-om; međutim, za česte promjene materijala i sterilna okruženja visoke čistoće, beskontaktno rješenje 5400 je prikladnije.

Za potpuni izbor uzoraka Rosemount 5300/5400, grafikone kompatibilnosti medijskog materijala i SIL rješenja za sigurnosnu petlju, obratite se našim inženjerima za instrumente za besplatan pristup originalnim tvorničkim tehničkim priručnicima i prilagođenim preporukama na temelju vaših radnih uvjeta. Također pružamo daljinsku tehničku podršku za konfiguraciju i puštanje u rad putem Trex ručnih operatera.