Osnovne razlike između vođenog talasnog radara i beskontaktnog radarskog mjerenja nivoa – Rosemount 5300 vs . 5400 Vodič za odabir industrije

Radarski predajnici nivoa su glavni uređaji za kontinuirano mjerenje nivoa u naftnoj, hemijskoj, energetskoj, vodenoj i finoj farmaceutskoj industriji. Emerson Rosemountov 5300 vođeni talasni radar i 5400 beskontaktni radar predstavljaju dva različita tehnološka pristupa, koja se značajno razlikuju u principima mjerenja, kompatibilnosti medija, zahtjevima za instalaciju i mogućnostima performansi. Mnoge greške inženjerskog odabira proizlaze iz nedostatka jasnoće u pogledu granica primjene ove dvije radarske tehnologije. Ovaj članak na sveobuhvatan način analizira osnovne razlike između 5300 i 5400 u pet dimenzija-principa, performansi, radnih uslova, održavanja i standardizovanih kriterijuma odabira za inženjere instrumentacije, EPC izvođače i profesionalce za nabavku.

Rosemount 5300 vođeni talasni radar (TDR tehnologija vremenske reflektometrije)

Koristeći kontaktno merenje, instrument emituje mikrotalasne impulse nanosekundnog nivoa koji putuju duž talasovodne šipke ili kabla uronjenog u medijum. Kada puls dosegne površinu tekućine ili međufaznu površinu ulje-voda, reflektira se natrag. Visina nivoa tečnosti se izračunava na osnovu vremenske razlike između prenosa i eha.

• Mikrovalna pećnica je ograničena i vođena šipkom talasovoda, što rezultira ekstremno malim gubitkom energije i jačinom eho signala 2 do 5 puta većom od one kod radara u slobodnom prostoru.

• Patentirana DST tehnologija direktnog prebacivanja poboljšava jačinu signala, u kombinaciji sa PEP algoritmom za detekciju kraja štapa talasovoda, omogućavajući istovremeno hvatanje dvostrukih odjeka sa gornje površine tečnosti i donjeg interfejsa medija.

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

Rosemount 5400 Beskontaktni radar (mikrovalni radar sa slobodnim prostorom)

Koristeći beskontaktno mjerenje, antena emituje visokofrekventne mikrovalove u zrak unutar spremnika. Mikrotalasi se slobodno šire kroz vazdušni medij, odbijaju se od površine tečnosti i vraćaju se na antenu, omogućavajući merenje udaljenosti.

• Mikrotalasi se u potpunosti šire kroz gasoviti prostor, bez komponenti u kontaktu sa medijumom;

• Može detektovati samo gornji nivo tečnosti u rezervoaru i ne može razlikovati međusklopove više slojeva medija;

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

5300 vođeni talasni radar

1. Opremljen izmjenjivim sondama: jednostruki štap, fleksibilni kabel, dvostruki štap, koaksijalni i PTFE otporni na koroziju obložene vođene valovite šipke;

2. Sonda je potpuno uronjena u medijum, dolazi u direktan kontakt sa tečnostima, kašama i čvrstim materijama;

3. Prednosti: Stabilno mjerenje je moguće postići čak iu uskim obilaznim cijevima, reaktorima i kontejnerima malog prečnika;

4. Nedostaci: Ljepljivi mediji ili mediji skloni kamencu mogu se zalijepiti za vodilicu, što zahtijeva periodično čišćenje sonde tokom dugotrajnog rada.

5400 Beskontaktni radar

1. Opremljen antenom zvučnika i procesno zapečaćenom antenom, bez sonde koja se proteže u rezervoar;

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

3. Prednosti: Higijena za hranu, visok viskozitet sa lakim prianjanjem na zid, bez rizika od kontaminacije sonde u visoko korozivnim i jako lepljivim uslovima;

4. Nedostaci: Mali kapacitet rezervoara, uska premosna cev i ozbiljno slabljenje signala u scenarijima sa više unutrašnjih prepreka, što dovodi do nestabilnih merenja.

Sposobnost prilagođavanja dielektrične konstante

• 5300 vođeni talasni radar: sposoban za mjerenje dielektričnih konstanti do 1,4 (plastične pelete, lako ulje, niskodielektrični organski rastvarači), pružajući jasne odjeke čak i u mediju sa niskim dielektrikom, sa stabilnim mjerenjima pod uvjetima pjene, turbulentnog toka i zasićene pare;

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

Sposobnost mjerenja interfejsa (Core Watershed)

• 5300 jedinstvenih prednosti: podržava merenje interfejsa za ulje-voda, čvrsta-tečnost i slojevitu suspenziju, sposobnu da razreši interfejs tanke i do 25 mm, što ga čini standardnim instrumentom za rezervoare za odsoljavanje sirove nafte i tampon rezervoare ulje-voda;

• 5400 ne nudi nikakvu podršku: mikrotalasna pećnica se potpuno reflektuje nakon kontakta sa prvim slojem tečnosti, ne može da prodre u gornju tečnost da bi otkrila interfejs ispod.

Granice tolerancije opsega, temperature i pritiska

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

2. Temperaturne granice: 5300 pokriva -196 stepeni do 400 stepeni (LNG niska temperatura/visoka temperatura para), dok je gornja granica tolerancije visoke temperature od 5400 niža od one od 5300;

3. Raspon pritiska: 5300 podržava pun vakuum do 345 bara pod visokim pritiskom, pogodan za hidrogenaciju i reaktore visokog pritiska; 5400 ima ograničene mogućnosti za rješenja za zaptivanje pod visokim pritiskom.

Preciznost mjerenja

• 5300: ±3mm visoka preciznost, ponovljivost ±1mm, SIL2 sigurnosni sertifikat, kompatibilan sa SIS sigurnosnom petljom za zaključavanje nivoa;

• 5400: Osnovna tačnost od ±5 mm, bez ograničenja talasovodne šipke; greška mjerenja za primjene u tankovima na velikim udaljenostima je nešto veća od one kod radara s vođenim valovima.

Deadband Range

• 5300: Manje gornje i donje mrtve zone, omogućavajući veći efektivni opseg mjerenja pogodan za kratke rezervoare i male reaktore;

• 5400: Postoji značajna mrtva tačka za merenje u gornjoj anteni, što onemogućava dobijanje tačnih očitavanja u gornjem delu rezervoara.

(1) Dajte prednost korištenju 5300 vođenih talasnih radarskih scenarija

1. Uslovi slojevitog medija: rezervoari za odslađivanje rafinerije, rezervoari za separaciju nafta-voda, i bazeni na interfejsu mulj-voda otpadne vode;

2. Niskodielektrični mediji: benzin, dizel, rastvarač ulja, plastični peleti, silosi praha;

3. Oštra gasovita sredina: zasićena para, prekomerna pena, snažno mešani turbulentni kontejneri;

4. Kompaktan instalacijski prostor: obilazne cijevi malog promjera, reaktori sa omotačem i deplasmanske posude;

5. Ekstremni uslovi visokog pritiska/kriogenih: rezervoari za skladištenje LNG-a, jedinice za hidrogenaciju, visokotemperaturni kotlovi;

6. Sigurnosni instrumentirani sistem (SIS): Zahtijeva SIL2 sertifikovane uređaje za blokadu nivoa i zaštitu od prelivanja;

7. Mulj i viskozni mediji: premazi, smole, mineralni mulj, pufer rezervoari za mulj.

(2) Dajte prednost korištenju 5400 scenarija beskontaktnog radara

1. Visoko higijenske primjene: sterilni farmaceutski spremnici za skladištenje, čisti rezervoari za hranu i piće, bez rizika od kontaminacije sonde;

2. Jako ljepljiv i vrlo podložan stvaranju kamenca: smole visokog viskoziteta, asfalt, lateks sprječavaju nakupljanje materijala sonde;

3. Ekstra-dugi atmosferski rezervoari za skladištenje: veliki rezervoari sirove nafte i otvoreni rezervoari za skladištenje, eliminišući poteškoće u instalaciji uzrokovane dugim kablovima;

4. Medij je veoma korozivan i nije dostupan odgovarajući materijal sonde: jaki oksidanti, koncentrisane jake kiseline - izbegavaju koroziju i habanje šipke talasovoda;

5. Često čišćenje rezervoara i česte promene medija u proizvodnim linijama: Nema potrebe za rastavljanjem sonde za čišćenje, smanjenje vremena zastoja i održavanja;

6. Postoji cevovodna oprema sa kuglastim ventilima koji služe kao barijere, što onemogućava postavljanje sondi kroz njih.

Zahtjevi za instalaciju

• 5300: Jednostavan za instalaciju, kompatibilan sa obilaznim cijevima, malim rezervoarima i ekscentričnim otvorima cijevi; fleksibilne kablovske sonde dugog dometa zahtijevaju donju težinu za ispravljanje, što rezultira nešto većim troškovima instalacije i dizanja za visoke rezervoare.

• 5400: Zahtijeva stroge uslove ugradnje - nikakvi oslonci, ulazi za napajanje ili lopatice radnog kola ne bi trebali zaklanjati direktno ispod antene; značajne smetnje zbog nereda se javljaju u uskim cijevima, što zahtijeva korištenje cijevi za vođenje velikog prečnika.

Rutinsko održavanje

• 5300 Problem: Dugotrajan rad sa viskoznim medijima uzrokuje nakupljanje materijala i ljuštenje na vodilici, slabljenje eho signala, što zahtijeva uklanjanje sonde i čišćenje tokom godišnjeg održavanja;

• 5400 prednosti: Beskontaktni medijum, zahteva samo periodično pročišćavanje kondenzata antene, praktično bez održavanja adhezije medijuma;

• Mogućnost dijagnostike: Oba modela su opremljena HART/AMS daljinskom dijagnostikom. 5300 može predvideti nivoe zagađenja sonde na osnovu indikatora kvaliteta signala, omogućavajući proaktivno planiranje održavanja.

Cijena zamjene rezervnih dijelova

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

• 5400: Samo antena je opciona i zamenljiva, bez potrošnog materijala koji zahteva uranjanje, što rezultira nižim troškovima održavanja tokom životnog veka.

1. Komunikacioni protokoli: I 5300 i 5400 podržavaju 4–20mA HART, WirelessHART, FF fieldbus i Modbus, i kompatibilni su sa Trex ručnim komunikatorima i AMS sistemom za upravljanje uređajima;

2. Sigurnosni nivo: Standardno opremljen SIL2 IEC61508 certifikatom za cijelu seriju, ispunjavajući zahtjeve sigurnosnog instrumentalnog sistema za hemijsku i naftnu i plinsku industriju;

3. Certifikacija otpornosti na eksploziju: Svi proizvodi dolaze sa ATEX, IECEx i FM certifikatima o svojstvenoj sigurnosti/otpornosti na eksploziju, pokrivajući globalna opasna područja Zona 0/1/2.

1. Zabluda: Ako rezervoar ima pjenu, direktno odaberite beskontaktni radar

Odgovor: Pjena raspršuje mikrovalne pećnice u slobodnom prostoru, uzrokujući da 5400 lako preskače očitanja; za pjenaste uslove, radije 5300 vođeni talasni radar, čiji signal putuje duž sonde i nije blokiran pjenom.

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 slojevitost; stoga je samo serija 5300 pogodna za merenje interfejsa.

3. Zabluda: rezervoari za dugo skladištenje moraju koristiti 5400

Odgovor: Sonda mekog kabla 5300 ima maksimalni domet od 50 m; za velike rezervoare, može se izabrati kablovski vođeni talasni radar. Samo kada je medijum izuzetno viskozan i upotreba sonde nemoguća, treba izabrati 5400.

4. Zabluda: vođeni talasni radar se ne može koristiti u čistim prostorijama

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

Za kompletan odabir uzoraka Rosemount 5300/5400, grafikone kompatibilnosti medijskih materijala i rješenja sigurnosne petlje SIL, molimo kontaktirajte naše instrumentacijske inženjere za besplatan pristup originalnim fabričkim tehničkim priručnicima i prilagođenim preporukama na osnovu vaših radnih uslova. Takođe pružamo tehničku podršku za daljinsko konfigurisanje i puštanje u rad preko Trex ručnih operatera.