Az irányított hullámradar és az érintésmentes radarszintmérés közötti alapvető különbségek – Rosemount 5300 vs. 5400 Series Industry Selection Guide

A radaros szinttávadók az olaj-, vegyipar-, energia-, vízkezelés- és finom gyógyszeripar fő folyamatos szintmérő eszközei. Az Emerson Rosemount 5300 irányított hullámú radar és 5400 érintésmentes radar két különböző technológiai megközelítést képvisel, amelyek jelentősen eltérnek egymástól a mérési elvek, a közepes kompatibilitás, a telepítési követelmények és a teljesítménybeli képességek tekintetében. Sok mérnöki kiválasztási hiba abból adódik, hogy a két radartechnológia alkalmazási határai nem egyértelműek. Ez a cikk átfogóan elemzi az 5300 és 5400 közötti alapvető különbségeket öt dimenzióban – alapelvek, teljesítmény, működési feltételek, karbantartás és költségbiztosító szabványos kiválasztási kritériumok szerint műszermérnökök, EPC-vállalkozók és beszerzési szakemberek számára.

Rosemount 5300 irányított hullámú radar (TDR Time Domain Reflectometry Technology)

Az érintkezésmérés segítségével a műszer nanoszekundumos szintű mikrohullámú impulzusokat bocsát ki, amelyek a közegbe merített hullámvezető rúd vagy kábel mentén haladnak. Amikor az impulzus eléri a folyadék felszínét vagy az olaj-víz határfelületet, visszaverődik. A folyadékszint magasságát az átvitel és a visszhang közötti időkülönbség alapján számítják ki.

• A mikrohullámú sütőt a hullámvezető rúd korlátozza és vezérli, ami rendkívül alacsony energiaveszteséget és a visszhangjel erősségét 2-5-ször nagyobb, mint a szabad tér radaroké.

• A szabadalmaztatott DST közvetlen kapcsolási technológia fokozza a jelerősséget, a PEP hullámvezető rúdvég-érzékelő algoritmussal kombinálva, lehetővé téve a kettős visszhangok egyidejű rögzítését a felső folyadékfelületről és az alsó közeg interfészéről.

• A hullámsebességet csak a közeg dielektromos állandója befolyásolja, a gőz, köd és turbulencia minimális interferenciával a terjedési útvonalon.

Rosemount 5400 nem érintkező radar (szabad tér mikrohullámú radar)

Érintésmentes méréssel az antenna nagyfrekvenciás mikrohullámokat bocsát ki a tartály belsejében lévő levegőbe. A mikrohullámok szabadon terjednek a levegőben, visszaverődnek a folyadék felületéről, és visszatérnek az antennához, lehetővé téve a távolságmérést.

• A mikrohullámok teljes egészében a gáztérben terjednek, anélkül, hogy a közeggel semmilyen komponens érintkezne;

• Csak a tartály felső folyadékszintjét tudja érzékelni, és nem tud különbséget tenni a többrétegű közeg interfészei között;

A gőz, a hab, a belső keverés és a tartály belsejében lévő fémtámaszok szétszórhatják a mikrohullámokat, zavaró zajt okozva, ami megköveteli a hamis visszhang kézi elnyomását.

5300 irányított hullám radar

1. Cserélhető szondákkal felszerelve: egyrúd, flexibilis kábel, kettős rúd, koaxiális és PTFE korrózióálló bevonatú irányított hullám rudak;

2. A szonda teljesen elmerül a közegben, és közvetlenül érintkezik folyadékokkal, iszapokkal és szilárd anyagokkal;

3. Előnyök: Stabil mérés érhető el keskeny bypass csövekben, reaktorokban és kis átmérőjű tartályokban is;

4. Hiányosságok: Ragadós vagy vízkőre hajlamos közeg tapadhat a vezetőrúdra, ami a szonda rendszeres tisztítását igényli a hosszú távú működés során.

5400 Non-Contact Radar

1. Hangszóró antennával és folyamatzáras antennával felszerelt, nincs szonda, amely a tartályba nyúlik be;

2. A teljes egység csak egy karimán keresztül csatlakozik a tartályhoz, és egyetlen alkatrész sem érintkezik a technológiai közeggel;

3. Előnyök: Élelmiszer-minőségű higiénia, magas viszkozitás, könnyen tapad a falra, nincs szonda szennyeződés veszélye erősen korrozív és erősen tapadó körülmények között;

4. Hiányosságok: Kis tartálykapacitás, keskeny bypass cső és erős jelgyengülés többszörös belső akadályok esetén, ami instabil mérésekhez vezet.

Dielektromos állandó adaptációs képesség

• 5300 irányított hullámú radar: Akár 1,4-es dielektromos állandók mérésére is képes (műanyag pellet, könnyű olaj, alacsony dielektromosságú szerves oldószerek), tiszta visszhangot biztosít még alacsony dielektrikumú közegben is, stabil mérésekkel hab, turbulens áramlás és telített gőz körülmények között;

• 5400 érintésmentes radar: A visszhang gyenge, ha a közeg dielektromos állandója 1,8 alatt van; A jelvesztés nagy valószínűséggel sűrű habbal vagy sűrű gőzzel rendelkező környezetben valósul meg, és csak nagy dielektromosságú, habmentes közegekhez, például tiszta vízhez és metanolhoz alkalmas.

Interfész mérési képesség (alap vízválasztó)

• 5300 egyedi előny: támogatja az olaj-víz, szilárd-folyadék és réteges iszapok interfész mérését, akár 25 mm-es felületek feloldására is alkalmas, így a kőolaj-sótalanító tartályok és olaj-víz puffertartályok standard műszerévé válik;

• Az 5400 egyáltalán nem nyújt támogatást: a mikrohullámú sütő teljesen visszaverődik az első folyadékréteggel való érintkezéskor, és nem tud áthatolni a felső folyadékon, hogy észlelje az alatta lévő felületet.

Tartomány, hőmérséklet és nyomástűrési határok

1. Mérési tartomány felső határa: Mindkettő maximális mérési távolsága legfeljebb 50 méter;

2. Hőmérséklethatárok: 5300 -196-400 fok (LNG alacsony hőmérséklet/magas hőmérsékletű gőz), míg az 5400-as magas hőmérsékleti tűrés felső határa alacsonyabb, mint az 5300-é;

3. Nyomástartomány: Az 5300 támogatja a teljes vákuumot 345 bar-os nagynyomású körülményekig, alkalmas hidrogénezésre és nagynyomású reaktorokhoz; az 5400 korlátozott lehetőségeket kínál a nagynyomású tömítési megoldásokhoz.

Mérési pontosság

• 5300: ±3 mm nagy pontosságú, ismételhetőség ±1 mm, SIL2 biztonsági tanúsítvánnyal rendelkezik, kompatibilis a SIS biztonsági hurok szintű reteszeléssel;

• 5400: ±5 mm alappontosság, hullámvezető rúd megkötése nélkül; a távolsági tankalkalmazások mérési hibája valamivel magasabb, mint az irányított hullámú radaroké.

Holtsáv tartomány

• 5300: Kisebb felső és alsó holtzóna, ami nagyobb effektív mérési tartományt tesz lehetővé rövid tartályokhoz és kis reaktorokhoz;

• 5400: Jelentős mérési vakfolt van a felső antennában, ami lehetetlenné teszi a pontos leolvasást a tartály felső részén.

(1) Részesítse előnyben az 5300 irányított hullámú radar forgatókönyvét

1. Rétegzett közegviszonyok: finomítói sótalanító tartályok, olaj-víz leválasztó tartályok és szennyvíziszap-víz határfelületi tavak;

2. Alacsony dielektromos közegek: benzin, gázolaj, oldószeres olaj, műanyag pellet, por silók;

3. Kemény gáznemű környezet: telített gőz, túlzott hab, erőteljesen kevert turbulens tartályok;

4. Kompakt beépítési hely: kis átmérőjű bypass csövek, köpenyes reaktorok és kiszorító tartályok;

5. Nagynyomású/kriogén extrém körülmények: LNG-tároló tartályok, hidrogénező egységek, magas hőmérsékletű kazándobok;

6. Biztonsági műszerezett rendszer (SIS): SIL2-tanúsítvánnyal rendelkező reteszelő- és túlfolyásvédelmi eszközöket igényel;

7. Zagyos és viszkózus közegek: bevonatok, gyanták, ásványi iszapok, iszappuffer tartályok.

(2) Részesítse előnyben az 5400 érintésmentes radarforgatókönyv használatát

1. Magas higiéniai szintű alkalmazások: steril gyógyszertároló tartályok, tiszta élelmiszer- és italtartályok, a szonda szennyeződésének veszélye nélkül;

2. Erősen tapadó és nagyon hajlamos a vízkőképződésre: nagy viszkozitású gyanták, aszfalt, latex megakadályozza a szonda anyagának felhalmozódását;

3. Extra hosszú atmoszférikus tárolótartályok: nagy kőolajtartályok és szabadtéri tárolótartályok, kiküszöbölve a hosszú kábelek okozta telepítési nehézségeket;

4. A közeg erősen korrozív, és nem áll rendelkezésre megfelelő szondaanyag: erős oxidálószerek, koncentrált erős savak – elkerülik a hullámvezető rúd korrózióját és kopását;

5. Gyakori tartálytisztítás és gyakori közegváltás a gyártósorokon: Nem kell szétszerelni a szondát a tisztításhoz, csökkentve az állásidőt és a karbantartást;

6. Vannak olyan csővezeték-berendezések, amelyek golyóscsapokkal vannak ellátva, amelyek akadályként szolgálnak, és lehetetlenné teszik a szondák áthelyezését.

Telepítési követelmények

• 5300: Könnyen telepíthető, kompatibilis a bypass csövekkel, kis tartályokkal és excenteres csőnyílásokkal; A nagy hatótávolságú flexibilis kábelszondák kiegyenesítéséhez fenéksúlyra van szükség, ami valamivel magasabb beépítési és emelési költségeket eredményez a magas tartályok esetében.

• 5400: Szigorú beépítési feltételeket igényel – közvetlenül az antenna alatt nincs támaszték, betápláló nyílás vagy járókerék lapátja; A keskeny csövekben a rendetlenség okozta jelentős interferencia lép fel, ezért nagy átmérőjű vezetőcsővel kell használni.

Rutin karbantartás

• 5300 Probléma: A viszkózus közeggel végzett hosszú távú működés anyagfelhalmozódást és lerakódást okoz a vezetőrúdon, gyengíti a visszhangjeleket, ami miatt az éves karbantartás során a szonda eltávolítása és tisztítása szükséges;

• 5400 előny: érintésmentes közeg, csak az antenna kondenzátumának időszakos öblítését igényli, gyakorlatilag nincs közeg tapadás fenntartása;

• Diagnosztikai képesség: Mindkét modell fel van szerelve HART/AMS távdiagnosztikával. Az 5300 a jelminőségi mutatók alapján képes előre jelezni a szonda elszennyeződési szintjét, lehetővé téve a proaktív karbantartási ütemezést.

Alkatrészcsere költsége

• 5300: A szonda fogyó alkatrész, és teljesen ki kell cserélni, ha korrodálódott vagy elhasználódott, ami magasabb hosszú távú pótalkatrész-költséget eredményez.

• 5400: Csak az antenna választható és cserélhető, nincs merítést igénylő fogyóeszköz, ami alacsonyabb élettartamú karbantartási költségeket eredményez.

1. Kommunikációs protokollok: Mind az 5300, mind az 5400 támogatja a 4–20 mA HART-ot, WirelessHART-ot, FF terepi buszt és Modbust, és kompatibilis a Trex kézi kommunikátorokkal és az AMS eszközkezelő rendszerrel;

2. Biztonsági szint: SIL2 IEC61508 tanúsítvánnyal ellátott szabvány a teljes sorozatban, megfelel a vegyipar, valamint az olaj- és gázipar biztonsági műszeres rendszerkövetelményeinek;

3. Robbanásbiztos tanúsítvány: Minden termék rendelkezik ATEX, IECEx és FM gyújtószikramentes/robbanásbiztos tanúsítvánnyal, amely a globális veszélyes területekre vonatkozik, 0/1/2 zóna.

1. Tévhit: Ha a tartályban hab van, közvetlenül válasszon érintésmentes radart

Válasz: A hab szétszórja a szabad területű mikrohullámú sütőt, aminek következtében az 5400 könnyen kihagyja a leolvasásokat; habos körülmények között részesítse előnyben az 5300 irányított hullámú radart, amelynek jele a szondán halad, és hab nem blokkolja.

2. Tévhit: Az 5400 használható olaj-víz határfelület mérésére.

Válasz: Az 5400-as mikrohullámú sütő nem tud áthatolni a felső folyadékrétegen, és így nem érzékeli a rétegződést; ezért interfész mérésre csak az 5300-as sorozat alkalmas.

3. Tévhit: A hosszú tárolótartályokhoz az 5400-at kell használni

Válasz: Az 5300 soft kábel szonda maximális hatótávolsága 50 m; nagy tartályokhoz kábel típusú irányított hullámradar választható. Csak akkor válassza az 5400-at, ha a közeg rendkívül viszkózus, és a szonda használata lehetetlen.

4. Tévhit: A Guided Wave Radar nem használható tiszta helyiségekben

Válasz: Az 5300 használható polírozott 316L-es vagy PTFE-bevonatú egészségügyi szondával; azonban a gyakori anyagcsere és a nagy tisztaságú steril környezet esetén az 5400-as érintésmentes megoldása kényelmesebb.

A Rosemount 5300/5400 teljes mintáiért, a médiaanyag-kompatibilitási táblázatokért és a SIL biztonsági hurokmegoldásokért forduljon műszermérnökeinkhez, hogy ingyenesen hozzáférhessenek az eredeti gyári műszaki kézikönyvekhez és az Ön működési körülményei alapján testreszabott ajánlásokhoz. Távoli konfigurációs és üzembe helyezési technikai támogatást is nyújtunk a Trex kézi kezelőkön keresztül.