Kui olete kunagi tõmmanud "terve"rõhu saatjajoonest väljas, pange see kalibraatorisse ja avastasite, et see näib ilma ilmse põhjuseta pool protsenti nullist, teate juba selle probleemi masendav osa: triivimine annab endast harva teada. Puudub häire "teie 4-20 mA ahel valetab teile aeglaselt". Protsess hakkab lihtsalt käima veidi rikas, veidi lahja või tasemekontroller hakkab jahtima ja keegi ei mõtle saatjat süüdistada enne, kui kolm muud asja on juba kontrollitud.
Selles artiklis kirjeldatakse, mis tegelikult toimub anduri sees, kui saatja triivib, miks see juhtub isegi hästi{0}}hooldatud seadmete puhul ja mis eristab aastaid kalibreeritavat saatjat lapsehoidmist vajavast saatjast.
Mida "triiv" tegelikult tähendab 4-20 mA ahelal
Enne põhjustesse laskumist tasub olla täpne, mis on triivimine, sest parandus sõltub sellest, millist tüüpi probleemiga on tegemist.
Null triivinihutab kogu väljundit fikseeritud nihke võrra. Kui saatja peaks saatma 0% juures 4 mA ja saadab selle asemel 4,3 mA, kuvatakse sama 0,3 mA nihe skaala igas punktis - 50% on kõrge sama marginaaliga kui 0%. Seda on tavaliselt lihtne märgata ja seda on lihtne korrigeerida välja nulliga.
Span triivon see tüütum. Viga suureneb, kui näit liigub nullist eemale, nii et saatja võib madalate protsessiväärtuste korral täiesti korras välja näha ja olla protsendi või enama täisskaala lähedal. See kuvatakse järgmiselt: "voolumõõtur näib enamikul päevadel hästi, kuid tippkoormuse ajal on midagi väljas" ja see on täpselt selline viga, mis süüdistatakse protsessis enne, kui keegi seadet kontrollib.
Enamik saatjaid, mis põllul ebaõnnestuvad, näitavad mõlema kombinatsiooni ja mõningast hüstereesi, mistõttu on tõeline kalibreerimiskontroll -, mitte ainult reaalajas-näidu võrdlus mõne teise mõõturiga -, ainus usaldusväärne viis triivi kinnitamiseks.
Triivi tegelikud põhjused
Ükski neist pole müstiline. Kui saatja pingilt lahkub ja kasutusele võetakse, põhjustavad samad tegurid - temperatuur, rõhu tsüklilisus, niiskus, vibratsioon ja tavaline komponentide vananemine - peaaegu kõik pikaajalised-täpsuskadu [1]. Siin on, kuidas igaüks neist tegelikult välja mängib.
Soojusjalgratas andurielemendil
Igal rõhuanduril on temperatuurikoefitsient, mis tähendab, et selle null- ja ulatus nihkuvad veidi ümbritseva keskkonna või protsessi temperatuuriga. See kompenseeritakse tehase kalibreerimisega, kuid korduvad kütte- ja jahutustsüklid - paak, mis täitub kuuma tootega ja tühjeneb ümbritseva õhuni, välispaigaldis, mis kõigub 40 kraadi F päeva ja öö vahel - avaldab membraanile ja selle sidumisele pidevat mehaanilist pinget. Piisava tsükli jooksul peatub tehase sisseehitatud kompensatsioonikõver tegelikkusega sama täpselt kui kunagi varem.
Diafragma väsimus ja materjali libisemine
Tundlik element ise liigub, isegi kui mikronite kaupa. Õhukesed -diafragma mahtuvuslikud rakud kalduvad pärast aastatepikkust rõhutsüklit oma nullpunkti aeglaselt hiilima ja ka piezoresistiivsed elemendid ei ole immuunsed - kristallstruktuur ise muutub püsiva stressi korral veidi. Üks sageli tsiteeritud näitaja mõõteriistade uuringutest näitab, et pidevas tööstuslikus kasutuses olevate mahtuvusandurite puhul on tüüpiline nulltriiv vahemikus mõni sajandik kuni paar kümnendikku protsenti aastas [2] - paberil küll väike, kuid piisav, et olla mõne aasta jooksul range järelevalve{6}}ülekandmise või ohutusahela puhul oluline.
Elektroonikakomponentide vananemine
See pole ainult andur. Signaali konditsioneerimise elektroonika, A/D-muundur, võrdluspinge - kõik see vananeb. Kondensaatorid kuivavad veidi, takisti väärtused nihkuvad ja vanematel analoogsaatjatel võib see üksi moodustada olulise osa kogu täheldatud triivist. See on suur osa sellest, miks nutikad mikroprotsessoril{4}}põhinevad saatjad hoiavad kalibreerimist üldiselt märgatavalt paremini kui vanad analoogseadmed sama kasutusea jooksul - on lihtsalt vähem analooglülitusi, mida triivida.
Staatilise rõhu mõju DP-saatjatele
See tabab palju inimesi ootamatult. Diferentsiaalrõhu saatja puhul, mis mõõdab väikest erinevust liinil, mis töötab kõrge staatilise (liini) rõhuga, muutub staatilise rõhu viga veaks DP näidus -, kuigi staatiline rõhk ei ole see muutuja, mida mõõdate. Kõrged-staatilised DP-rakendused, mille tavaline näide on auruvoog, on just sel põhjusel triivikaebustes ebaproportsionaalselt esindatud.
Mehaaniline paigalduspinge
Saatja, mis on oma protsessiühendusele liiga tugevasti keeratud või paigaldatud kollektorile, mis on veidi valest kohast, on koormuse all, enne kui see protsessirõhku üldse näeb. See algtaseme stress ei ilmne alati esimesel päeval -, see ilmneb nullnihkena paar kuud hiljem, kui termiline tsükkel ja vibratsioon selle lõdvemaks muudavad või täiendavalt sisse lülitavad. Lähedal asuvate pumpade ja kompressorite vibratsioon teeb sama järk-järgult.
Hilinenud ümberkalibreerimine - "põhjus", mis pole tegelikult põhjus
Tasub eraldi nimetada: mõnikord pole dramaatilist ebaõnnestumist üldse. Saatja lihtsalt vananeb vastavalt avaldatud iga-aastasele stabiilsuse spetsifikatsioonile ja kalibreerimisintervall on venitatud kaugemale sellest, mida seade pidi hoidma. Ligikaudne mõistuse kontroll, mida mõned välitehnoloogid kasutavad: korrutage kasutusaastad avaldatud aastase stabiilsuse spetsifikatsiooniga -, kui mõõdetud viga on selles palliplatsil, on see tavaline vananemine, mitte viga. Kui see on palju suurem, on tõenäolisem süüdlane midagi muud - termiline, mehaaniline või staatiline rõhk -.
Põllu näide
Keskmise -suurusega keemiatöötlemistehase protsessiinsener kirjeldas kord, et ta ajas suurema osa veerandist välja katkendliku tasemehäire. Mantliga reaktori DP-põhine tasemesaatja luges seiskamise kontrollimisel õigesti, triivib tootmisprotsesside ajal kõrgele ja taandub üleöö -, mistõttu näib see pigem protsessiprobleemina kui instrumendiprobleemina. Mustri märkamiseks kulus kalibreerimiskirjete tõmbamine ja nende rist-viitamine partii temperatuurilogi vastu: saatja mõõteulatusviga jälgiti peaaegu täpselt ümbrise termilise tsükliga, mitte taseme endaga. Madalama avaldatud temperatuurikoefitsiendiga - saatja vahetamine ja impulssliinile - soojusisolatsiooni lisamine lahendas selle protsessi juhtnuppe üldse puudutamata. Õppetund, mis meeskonnale hiljem külge jäi: ärge eeldage, et reaalajas lugemise võrdlus{10}}välistab triivi ja ärge eeldage, et stabiilne väljalülitusnäit tähendab, et saatja on koormuse all korras.
Triivi diagnoosimine enne, kui see teile maksma läheb
Mõned harjumused muutuvad varakult kõrvale, enne kui see muutub protsessi häirimiseks või ebaõnnestunud auditiks:
- Võrrelge iga kalibreerimise ajal numbreid "nagu leitud" ja "nagu vasakul"., mitte ainult seda, kas lõppnäit läbis. Saatja, mis vajas läbimiseks suurt parandust, ütleb teile midagi, isegi kui see tehniliselt läbis.
- Ventileerige atmosfääri ja kontrollige tegelikku nulli, mitte ainult reaalajas protsessi võrdlus teise instrumendiga - kaks triivivat instrumenti võivad üksteisega nõustuda ja mõlemad olla valed.
- Jälgige trendi, mitte ainult läbimist/ebaõnnestumist.Saatja, mis kasutab igal kontrollimisel 80% lubatud tolerantsist, liigub kuhugi; aastaid stabiilselt 5% tolerantsi juures hoidmine ilmselt ei vaja lühemat intervalli.
- Eraldage ümber{0}}vahemik tegelikust kalibreerimisest.Nutikas saatja alumise/ülemise vahemiku väärtuste muutmine muudab selle kuvatavat - see ei paranda anduri triivi. Seda segatakse sagedamini kui peaks.
Kalibreerimispraktikad, mis tegelikult vähendavad triivimisriski
Kasutage korralikult jälgitavat viidet
Väljakalibreerimine on täpselt nii hea, kui hästi seda võrreldakse. Võrdlusstandard peaks olema jälgitav riikliku metroloogiainstituudi - NIST-i USA-s või samaväärse asutusega mujal - ja reeglina peaks võrdlusinstrument olema oluliselt täpsem kui testitav saatja, mida tavaliselt nimetatakse täpsussuhteks vähemalt 3:1 kuni 4:1, mida nimetatakse testi täpsuse suhteks [3][4]. ±0,075% väärtusega saatja kalibreerimine vaid kaks korda täpsema võrdlusaluse suhtes ei tõesta tegelikult midagi.
Määrake intervallid andmetest, mitte harjumustest
Universaalset "õiget" intervalli pole olemas - see sõltub tsükli kriitilisusest, protsessikeskkonnast ja kehtivatest regulatiivsetest nõuetest. Hooldusõiguse ülekandmisel ja ohutus{2}}instrumentidega silmustel on sageli oma kohustuslikud tsüklid sõltumata täheldatud triivist [4]. Oluline on see, et intervall määratakse selle konkreetse teenuse ajalooliste kalibreerimisandmete põhjal, mida ei kopeerita tootja üldisest soovitusest ja seda ei vaadatata kunagi uuesti.
Sobitage anduritehnoloogia rakendusega
Mitte iga anduritehnoloogia ei käitu sama pinge all samamoodi. Mahtuvuslikud elemendid kipuvad aja jooksul hästi nullstabiilsust hoidma; piezoresistiivsed konstruktsioonid reageerivad kiiremini, kuid võivad püsiva koormuse korral näidata rohkem triivi; digitaalsed, mikroprotsessor-kompenseeritud saatjad on üldiselt paremad kui analoog-disainid pikaajalise stabiilsuse poolest, kuna temperatuuri kompenseerimist käsitletakse arvutuslikult, mitte vananevate analoogkomponentide kaudu [5]. Kõrge-staatilise DP-teenuse puhul tasub avaldatud testitud staatilise rõhu vea spetsifikatsiooniga saatja tähelepanu pöörata, kuna - paljud andmelehed matavad selle numbri ja see on täpselt see, mis ennustab selle rakenduse tegelikku{8}}jõudlust.
Mida see saatja määramisel tähendab?
Ostjale, kes hindab saatjaid, mitte ei tegele paigaldatud tõrkeotsinguga, on praktiline lahendus andmelehe esimesel real olevast baastäpsuse numbrist mööda vaadata. Spetsifikatsioonid, mis tegelikult ennustavad pikaajalist-triivi käitumist, on veelgi madalamad: avaldatud aastane stabiilsus (tavaliselt väljendatakse %/aastas), temperatuurikoefitsient kogu kompenseeritud vahemikus ja - DP-saatjate puhul - staatilise rõhu efekti spetsifikatsioon. Veidi väiksema pealkirja täpsusega, kuid rangema stabiilsusspetsifikatsiooniga saatja ületab sageli „täpsemat” seadet kaks või kolm aastat pärast kasutust, kus ilmnevad tegelikud triivimiskulud: planeerimata ümberkalibreerimistöö, protsessihäired ja reguleeritud rakenduste puhul auditi tulemused.
Viimased Mõtted
Triivimine ei ole märk sellest, et saatja on defektne, - see on füüsiline kindlus iga anduri jaoks, mis puutub kokku tegeliku-termilise tsükli, mehaanilise pinge ja komponentide vananemisega. Tehniline küsimus ei seisne selles, kuidas seda kõrvaldada, vaid selles, kuidas seda täpsustada, installida ja kalibreerida, et see jääks prognoositavasse, dokumenteeritud vahemikku, selle asemel, et kuue kuu pärast ilmneda salapärase protsessiprobleemina.
Viited
- ScienceDirect, "Pressure Transmitter Accuracy" -https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019057809000329
- GAMICOS, "Rõhuanduri nulltriiv: diagnostika- ja kalibreerimisjuhend" -https://blog.gamicos.com/pressure-saatja-null-triivi-diagnostika-kalibreerimise-juhend
- ISA, "Rõhuandjate kalibreerimise alused", InTech -https://www.isa.org/intech-home/2016/september-october/departments/basics-andjate-kalibreerimise-surve-
- Control Global, "Calibrating Pressure Instrumentation" -https://img.controlglobal.com/files/base/ebm/controlglobal/document/2022/08/1661881713031-ct1705calibratingpressureinstrumentation.pdf
- RealPars, "Mis põhjustab analoogi triivi?" -https://www.realpars.com/blog/analog-drift
