Бесконтактные Радарные уровнемеры

Уровнемер подключается после его установки на место и прокладки проводов по всей длине линии.

Подключение выполняется в следующем порядке:

- зачистить концы проводов подводящего кабеля, желательно обжать зачищенные концы в наконечники;

- снять крышку прибора;

- отвернуть гайку цанги кабельного ввода;

- через кабельный ввод завести кабель и подключить провода к клеммнику соответственно схеме;

- установить крышку и затянуть гайку цанги кабельного ввода.

При выполнении работ следить за целостностью уплотнительных элементов, элементов, так как их повреждение нарушает пылевлагозащиту.

Перед поставкой уровнемеры конфигурируются на основе данных указанных заказчиком в опросном листе.

Настройки хранятся в энергонезависимой памяти уровнемера. При необходимости их можно изменить через интерфейс RS-485 программой – «Конфигуратор», либо пультом-конфигуратором ПЛ-01 через ИК-порт.

Для настройки доступны параметры:

- базовая высота (высота установки уровнемера);

- тип показаний токового выхода (уровень или расстояние);

- сопоставление диапазона изменения измеряемого уровня или расстояния диапазону изменения выходного тока 4-20мА;

- аварийные токовые сигналы;

- границы диапазона измерений (минимальное и максимальное значение расстояния или уровня);

- время установления показаний.

При необходимости могут настраиваться другие параметры в соответствии с рекомендациями производителя.

Уровнемеры работают по принципу радиолокатора.

Принцип действия заключается в следующем: сверхвысокочастотный генератор малой мощности формирует радиосигнал, частота которого в течение периода измерения линейно растёт. Этот сигнал излучается антенной уровнемера в направлении поверхности продукта (сплошная стрелка рис. 1).

Через время задержки Тз отраженный от поверхности сигнал (пунктирная стрелка рис. 1) возвращается в антенну. Тз – время, которое требуется радиоволне для прохождения расстояния от антенны до отражающей поверхности и обратно. Так как скорость распространения радиоволн постоянна, то зная время задержки, можно определить пройденное расстояние. За время Тз частота прямого сигнала изменится на ΔF. На рис. 2 сплошной линией представлено изменение частоты излучаемого (прямого) сигнала, пунктирной линией – отраженного. Видно, что за время задержки Тз=2L/c, где с – скорость света, частота прямого сигнала увеличится на ΔF. При смешивании прямого и отражённого сигналов выделяется низкочастотный сигнал разностной частоты ΔF. Далее этот сигнал обрабатывается с использованием специальных алгоритмов, анализируется и определяется точное значение разностной частоты. Определив эту частоту, можно определить время задержки сигнала, а значит и расстояние, пройденное радиоволной. Далее измеренное расстояние используется для вычисления уровня и объёма.

Уровнемер размещается на крыше резервуара. Крепится болтами на фланец резервуара. Фланец резервуара должен иметь внутреннее отверстие диаметром не менее 100мм. Если фланец резервуара, предполагаемый для установки уровнемера, выполнен на патрубке, то внутренний диаметр патрубка должен быть не менее 100мм. Высота патрубка измеряется по его внутренней поверхности от фланца до нижней кромки отверстия.

Максимальная допустимая высота патрубка зависит от его диаметра. Чем больше диаметр, тем выше допустимый патрубок. Отверстие в крыше под патрубком должно быть не меньше внутреннего диаметра патрубка.

Внутренняя поверхность патрубка не должна содержать неровностей размером более 3мм.

При измерении уровня жидких продуктов допустимое отклонение оси патрубка от вертикали и отклонение оси уровнемера от вертикали составляет не более 1°.

Температура в месте установки уровнемера не должна превышать +50°С. В жарком климате уровнемер следует защищать от воздействия прямых солнечных лучей козырьком или навесом.

При установке уровнемера на резервуар, внутренняя среда которого имеет большую температуру, а так же резервуар с избыточным давлением или разряжением, необходимо использовать радиопрозрачную герметизирующую прокладку.

Основными преимуществами уровнемеров УЛМ являются:

- отсутствие влияния на измерения атмосферных осадков, испарений и пыли;

- независимость измерений от температуры в емкости;

- возможность измерения уровня химически активных и агрессивных сред (поскольку измерение ведется бесконтактно);

- удобство монтажа и обслуживания (за счет установки снаружи резервуара);

- широкий диапазон рабочих температур окружающей среды;

- расположение антенны внутри корпуса уровнемера защищает ее от внешних воздействий и позволяет при необходимости осуществлять ее обогрев.

Modbus - это коммуникационный протокол, основанный на архитектуре master-slave (ведущий-ведомый). Основной особенностью протокола является наличие в сети одного ведущего устройства (master), которое может опрашивать остальные устройства сети, являющиеся ведомыми (slave). Работа сети строится по принципу "запрос-ответ". Подчиненное устройство не может самостоятельно инициировать передачу данных или запрашивать какие-либо данные у других устройств.

В настоящее время является очень распространенным протоколом, используемым в различных промышленных системах. Широко используется для передачи данных в линиях связи, основанных, например, на интерфейсе RS-485. Позволяет получить высокую скорость передачи, передачу на большие расстояния и объединять несколько устройств в единую сеть, так как поддерживает адресацию.

Круглого сечения, диаметром 4,5 – 8 мм, в некоторых случаях до 10,3 мм. Кабель должен содержать:

- линию питания;

- линию цифрового интерфейса;

- линию аналогового интерфейса.

Интерфейсное устройство отображает показания уровнемера, дает возможность его настройки и диагностирования. Цифровой интерфейс обладает такими преимуществами, как: простота построения информационной сети, возможность передавать по одной линии показания десятков уровнемеров и возможность конфигурации уровнемера с рабочего места.

Уровнемеры УЛМ являются весьма экономичными в плане энергопотребления. Потребляемая мощность составляет не более 6 Вт. Для сравнения: аналогичную мощность потребляет бытовая светодиодная лампа, эквивалентная лампе накаливания 45 Вт.

Место установки уровнемера должно выбираться с учетом того, что в зоне измерения не должно быть предметов или конструкций, создающих помехи распространению радиолуча (трубы, арматура, мешалки, стенки резервуара и пр.) При загрузке сверху, струя и брызги продукта не должны попадать в радиолуч. Для уменьшения волнений поверхности продукта, заливной патрубок рекомендуется опускать до низа резервуара. При отгрузке, на поверхности продукта может образоваться воронка: это также надо учитывать при выборе места размещения уровнемера. Уровнемер необходимо установить над местом с самой гладкой поверхностью продукта.

Уровнемеры УЛМ являются сложным техническим изделием. Каждая технологическая операция требует определенного времени на ее выполнение, будь это изготовление отдельной детали или сборка изделия. Изменение технологического режима путем уменьшения времени на то или иное действие может привести к производственным ошибкам и выпуску некачественной продукции (браку). Сиюминутная выгода от быстроты изготовления в дальнейшем может обернуться серьезными проблемами (замена устройств по гарантии, уменьшение объемов реализации продукции, потеря потребителей).

Более быстрое изготовление возможно при внедрении и отработке технологий, позволяющих осуществлять производственный процесс с более высокой производительностью.