VEGA VEGAPULS 43 User Manual [ru]

Техника измерения уровня и давления

Руководство по эксплуатации

VEGAPULS 43

4 … 20 mA; HART

-компактный датчик

Содержание

Указания по технике безопасности ....................................... 3

Внимание Ех-область ................................................................ 3

Быстрый старт

Быстрый старт с ПЭВМ............................................................ 4

Быстрый старт с модулем управления MINICOM ............... 5

1 Описание прибора

1.1 Принцип действия ............................................................. 7

1.2 Использование прибора.................................................... 9

1.3 Обслуживание...................................................................10

2 Типы и варианты

2.1 Обзор типов ...................................................................... 12

2.2 Обозначения ..................................................................... 14

2.3 Антенны ............................................................................. 15

3 Монтаж и установка

3.1 Общие указания по установке...................................... 16

3.2 Измерение в жидкостях ................................................. 19

3.3 Измерение в опуске

(волновод или отводная труба) ..................................... 20

3.4 Ложные эхо ....................................................................... 26

3.5 Ошибки установки .......................................................... 28

Содержание

4 Электрическое подключение

4.1 Подключение и подключающий кабель ...................... 31

4.2 Подключение датчика .................................................... 33

4.3 Подключение внешнего индикаторного

устройства VEGADIS 50.................................................. 37

4.4 Построение измерительных систем ............................ 38

2 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

Содержание

5 Пуск в эксплуатацию

5.1 Структура управления.................................................... 46

5.2 Управление с ПЭВМ ........................................................ 46

5.3 Управление с помощью модуля MINICOM ................... 48

5.4 Обслуживание с прибором ручного управления

HART® ................................................................................. 54

6 Диагностика

6.1 Имитация ........................................................................... 59

6.2 Коды ошибок ..................................................................... 59

7 Технические данные

7.1 Технические данные........................................................ 60

7.2 Допуски .............................................................................. 66

7.3 Размеры ............................................................................. 67

Указания по технике безопасности

Прочтите, пожалуйста это руководство по эксплуатации и обратите внимание на специфические для страны стандарты установки (например, в Германии предписания VDE), а также действующие указания по безопасности и предписания по технике безопасности. Осуществлять манипуляции с приборами, выходящие за рамки подключения, из соображений безопасности и гарантий может лишь персонал фирмы VEGA.

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 3

Внимание Ех-область

При Ex-применениях обратите, пожалуйста, внимание на Указания по безопасности, содержащие важную информацию для установки приборов и работы в Ex-области . Эти Указания по безопасности являются частью Руководства по эксплуатации и прилагаются к каждому прибору вместе с Ех-сертификатами.

Быстрый старт

Во многих применениях радарный датчик после включения питающего напряжения сразу же показывает дистанцию заполняющего материала. Вы только должны провести настройку с заполненным и пустым резервуаром, так что при желаемой Вами дистанции пустого резервуара выдается 4 mA и при дистанции полного резервуара - 20 mA.

Хотя всегда имеет смысл, особенно при затрудненных условиях измерения (Технологические емкости, мешалки, поток заполдняющего материала, встроенные конструкции резервуара) провести установку датчиков, см. главу „5 Пуск в эксплуатацию.

Быстрый старт с ПЭВМ

Конфигурация

Стартуйте программное обеспечение VVO і 2.70 с уровнем входа „Planning.

• Нажмите на... …

Быстрый старт

• Нажмите в окне „Abgleich“ на „Min/Max-

adjustment“ и выберите „no (Adjustment without medium)“ в

следующем окне „Min/Max-Abgleich“.

• Нажмите на „OK“.

• Задайте расстояние датчика до

… и дайте месту измерения имя.

• Выберите под „Application“ например „Level“.

• Подтвердите с „OK“.

Настройка

• Нажмите на „Instrument data/Parameter adjustment“.

• Нажмите затем на „Adjustment“.

4 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

поверхности заполняющего материала при 0 % (пусто) и при 100 % (полно) в метрах.

• Активируйте оба „Carry out adjustment“ и нажмите на „OK“.

Вы находитесь снова в окне „Adjustment.

• Нажмите в окне „Adjustment“ на „Quit“.

При заданной дистанции пустого резервуара датчик выдает 4 mA и при дистанции полного 20mA. В примере датчик выдает дистанцию до заполняющего материала от 5,85 m до 1,27 m как сигнал 4 … 20 mA.

Быстрый старт

5,85

1,27

420

Масштабировать индикацию замеренного значения

• Нажмите на „Instrument data/Parameter adjustment/Conditioning“.

• Нажмите в окне „Conditioning“ на „Scaling“.

Быстрый старт с модулем управления MINICOM

С этими кнопками Вы можете двигаться в поле меню.

ESC

Настройка с пустым резервуаром

Кнопки Индикация дисплея

Sensor

m(d)

4.700

Para-

meter

Adjustment

Откроется…

В окне меню „Scaling“ присвойте значениям 0 %- и 100 %-измеряемые величины и их единицы измерения. Этим Вы сообщаете датчику, например, что при 0 %-наполнении еще 0,1 m наполнении 216,6 m резервуаре. Индикатор датчика покажет при пустом резервуаре (0 %) 0,1 m

и при 100 %

находятся в

Индикация расстояния мигает и Вы можетевыбрать „feet“ и „m“.

Подтвердите с „OK “.

и при полном (100 %) 216,6 m3.

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 5

without medium

Adjustment in

m(d)

(Min-настройка)

m(d)

0.0%

m (d)

XX.XXX

Adjustment in

Быстрый старт

+ –

или

Задайте 0 %.

0 %-приписывается

следующей дистанции и индикатор дистанции мигает.

+ –

или

Задайте дистанцию пустого резервуара, например 5,85 m.

Пара значений 0 % и 5,85 m записываются в датчик.

0.0%

m (d)

Настройка с полным резервуаром

100. 0%

m (d)

XX.XXX

(Max-настройка)

+ –

или

100 %значение

Задайте дистанцию при

+ –

или

Задайте 100 %.

приписывается следующей дистанции и индикатор дистанции мигает.

полном резервуаре, например 1,27 m.

100.0%

m (d)

1,27

Масштабируйте индикацию замеренного значения

Кнопки Индикация дисплея

Sensor

m(d)

4.700

Para-

+ –

или

Введите числовое значение при наполнении 0 % например 0001.

+ –

или

Введите числовое значение при 100% наполнении, напр. 2166 для 216,6 m

+ –

или

Задайте положение десятичной запятой, так что 216,6 будет указано.

meter

Adjustment

0 % corresponds

XXXX

Decimal point

888.8

Conditioning

Scaling

0 % corresponds

XXXX

100 % corresponds

XXXX

prop. to

Vollume

+ –

или

+ –

или

Задайте объем

Unit

Задайте единицу измерения

6 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

Описание прибора

1 Описание прибора

К датчикам, применяющимся в пищевой и фармацевтической промышленности, предъявляются высокие требования: длительная стабильность,точный простой пуск в эксплуатацию,надежность, химическая стойкость и гигиеничность. Многие датчики только условно удволетворяют этим требованиям. Даже среди радарных датчиков сложно найти удволетворяющие измерительной технике в области гигиены и стерильности из-за сложностей при очистке радарных антенн. Новый радарный датчик VEGAPULS 43 был специально разработан для применений в производствах стерильных продуктов и продуктов гигиены. Так как радарные датчики работают безконтактно, не изнашиваясь и не старея, независимо от давлений (-1 … +40 bar) или температур (-40°C … +150°C). Новая конструкция антенны VEGAPULS 43 ведет себя при CIP и SIP незаметно как гладкая стенка резервуара и допускает все методы современной и защищающей окружающую среду гигиены измеряющей системы. EHEDG, FDA и 3A являются само собой разумеющимися. С заполняющим материалом датчик контактирует через небольшую хорошо уплотненную TFM-PTFEповерхность, через которую датчик излучает короткие радарные импульсы (0,15 mW). Интеллигентная и очень быстрая электроника формирует затем из радарных эхо точную картину окружения и рассчитывает из времени прохождения импульса каждые 0,1 s уровень наполнения резервуара,который выдается затем как 4 … 20 mA-сигнал. Улучшенная TFM-PTFE имеет в отличие от хорошо известной в области гигиены PTFE, плотную полимерную структуру, небольшую остаточную деформацию, а также высокую чистоту поверхности (Ra < 0,8). Это делает возможным применение радарных датчиков в производстве стерильных продуктов. Производство сывороток, кремов для кожи лица или фруктовых соков,спектры применения для новых радарных датчиков достаточно велики.

Благодаря небольшим размерам корпуса и креплений, компактные датчики являются незаметными очень недорогими наблюдателями за Вашим уровнем наполнения. С встроенным индикатором, они делают возможным очень точные измерения уровня наполнения и включают все преимущества измерения уровня наполнения с помощью радара для применений, в которых до сих пор приходилось отказываться от безконтактного измерения.

VEGAPULS радарные датчики превосходно освоили двухпроводную технику. Питающее напряжение и выходной сигнал передаются через двухжильный провод. Выходным или измерительным сигналом является аналоговый 4 … 20 mA-выходной сигнал.

1.1 Принцип действия

Radio detecting and ranging: Radar.

VEGAPULS радарные датчики являются приборами для измерения уровня заполнения, которые постоянно и безконтактно измеряют расстояния. Измеренное расстояние соответствует высоте заполнения и выдается как уровень заполнения.

Принцип измерения:

Излучать - отражать - принимать

Антенной радарного датчика излучаются кратчайшие 26 GHz радарные сигналы в виде коротких импульсов. Радарные импульсы, отраженные от заполняющего материала, опять принимаются антенной в виде радарного эхо. Время прохождения радарного импульса от излучения до приема пропорционально дистанции и, таким образом, высоте заполнения.

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 7

Измеряемая дистанция

Излучать - отражать - принимать

Радарные импульсы излучаются антенной системой в виде импульсного пакета длительностью 1 ns и паузами между импульсами 278 ns, что соответствует частоте посылки пакетов импульсов 3,6 MHz. Во время пауз между импульсами антенная система работает как приемник. Это значит, необходимо обработать время прохождения сигнала за менее, чем миллиардную долю секунды и оценить картину эхо в доли секунды

Описание прибора

Таким образом, для радарного датчика является возможным без анализов частоты, как при других методах измерения (например, FMCW), в циклах от 0,5 до 1 секунды точно и детально оценить картину отраженного сигнала под лупой времени.

Почти все материалы измеряемы

Радарные сигналы ведут себя физически подобно видимому свету. В соответствии с квантовой теорией пронизывают они также безвоздушное пространство. Таким образом, они не привязаны, как например звук, к проводящей среде (воздух) и распространяются как свет со скоростью света. Радарные сигналы реагируют на две электрические основные величины:

- Электрическая проводимость материала.

- Диэлектрическая постоянная материала.

Все среды, которые проводят электрический ток, отражают радарные сигналы очень хорошо. Даже сигналы с очень слабой проводимостью гарантируют достаточно большое отражение сигнала для надежного измерения.

1 ns

278 ns

Последовательность импульсов

VEGAPULS радарные датчики достигают

Точно также все среды с диэлектрической постоянной e радарные импульсы достаточно хорошо

больше 2,0 отражают

(Примечание: у воздуха диэлектрическая постоянная e растет, таким образом, с проводимостью или

равна 1). Отражение сигнала

с диэлектрической постоянной заполняющего материала. Таким образом, почти все материалы измеряемы.

этого особым способом трансформации времени, который более чем 3,6 миллионов эхокартин в секунду растягивает, замораживает и затем оценивает как бы под лупой времени.

Время преобразования

8 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

50 40 30 20 10

5 %

25 %

4 6 8 12 14 16 18

40 %

Зависимость отраженного сигнала от диэлектрической постоянной измеряемого материала

Описание прибора

С помощью стандартных фланцев от DN 50 до DN 150, ANSI 2“ до ANSI 6“или G 1Ѕ A и 1Ѕ“ NPT антенные системы датчиков пригодны для различных заполняющих материалов и условий измерения.

Высококачественные материалы противостоят также внешним химическим и физическим условиям. Датчики обеспечивают воспроизводимые в любой момент аналоговые и цифровые сигналы уровня заполнения надежно, точно и стабильно на длительный срок.

Последовательно и точно

Независимо от температуры, давления и любой газовой атмосферы радарные датчики VEGAPULS определяют безконтактно, быстро и точно уровень заполнения различных материалов.

0,03 0,02 0,01

100 500 1000 1300 ˚C

0,018 %

Влияние температуры: Температурная ошибка близка к нулю (например при 500°C 0,018 %)

0,29 %

1,44 %

20 30 40 60

Влияние давления: Ошибка с увеличением давления очень низкая (например, при 50 bar 1,44 %)

0,023 %

2,8 %

70 80 90 110 120 130 140

100

3,89 %

bar

1.2 Использование прибора

Применение

• Измерение уровня наполнения в жидкостях.

• Измерение также в вакууме.

• Все слабопроводящие материалы и все материалы с DK > 2,0 измеряемы.

• Диапазон измерения 0 … 10 m (DN 50). Диапазон измерения 0 … 20 m (DN 80, DN 100, DN 150).

Двухпроводная техника

• Питание и выходной сигнал на двухжильном проводе (Loop powered).

• 4 … 20 mA-выходной сигнал или HART выходной сигнал.

Надежно и износоустойчиво

• Безконтактно.

• Высокопрочные материалы.

Точно и достоверно

• Точность 0,05 %.

• Разрешающая способность 1 mm.

• Независимо от шума, паров, пыли, состав и слоистой структуры газа над измеряемым материалом.

• Независимо от варьируемой плотности и температуры заполняющего материала.

•Измерение под давлением до 16 bar и при температуре до 150°C.

Связь

• Встроенный индикатор замеренного значения.

• Выборочно снимаемые с датчика показания.

• Управление с помощью съемного модуля, вставляемого в датчик или во внешний индикатор.

• Управление с помощью прибора ручного управления HART

• Управление с помощью ПЭВМ

Допуски

• CENELEC, ATEX, PTB, FM, CSA, ABS, LRS, GL, LR, FCC.

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 9

Описание прибора

1.3 Обслуживание

Каждое измерение уникально, поэтому каждому радарному датчику должна быть сообщена некоторая основная информация о его задаче измерения иоб измеряемой среде. Наряду с „Настройкой с полным и пустым резервуаром“ радарные датчики VEGAPULS имеют множество других установок и обслуживаний.

Вы обслуживаете и параметрируете радарные датчики для этого с помощью

- ПЭВМ

- Съемного модуля управления MINICOM

- Ручного прибора управления HART

Управление с помощью ПЭВМ

Пуск в эксплуатацию и установка радарных датчиков проводятся как правило на ПЭВМ с помощью программы управления VEGA Visual Operating (VVO) под Windows помощью рисунков, графиков и визуализации процесса быстро обслуживать и параметрировать прибор.

®.

Программа позволяет Вам с

ПЭВМ может быть подключена непосредственно к датчику или в любом месте сигнальной линии. Подключение производится через двухпроводной соединительный адаптер VEGACONNECT 3 с помощью клемм. Данные настройки и параметрирования могут быть введены в память ПЭВМ с помощью программного обеспечения и защищены паролем. Установки при необходимости могут быстро переноситься на другие датчики.

Программа управления распознает тип датчика

4 ...20 mA

Визуализированный ввод кривой линеаризации резервуара

SPS

Обслуживание с помощью ПЭВМ на аналоговом 4 … 20 mA-сигнальном и питающем проводе или напрямую в датчике (четырехпроводный датчик)

Указание:

Обслуживающая программа VVO должна иметь версию 2.70 или больше.

10 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

Управление с ПЭВМ на 4 … 20 mA сигнальном или питающем проводе или напрямую в датчике (на рис. двухпроводной датчик)

Описание прибора

Обслуживание с модулем управления MINICOM

С помощью маленького (3,2 cm x 6,7 cm) 6кнопочного обслуживающего модуля с дисплеем Вы производите управление в диалоговом режиме. Для этого модуль управления вставляется в радарный датчик или во внешний индикаторный прибор.

Tank 1 m (d)

12.345

Съемный модуль управления MINICOM

Модуль управления легко снимается,после чего изменить настройку датчика нельзя.

ESC

Tank 1

m (d)

12.345

ESC

Управление с помощью прибора ручного управления HART

Датчики серии 40 с 4 … 20 mA-выходным сигналом могут также в полном объемк обслуживаться с помощью прибора ручного управления HART Device Description) не требуется, так что датчики могут обслуживаться с HART стандартным меню прибора ручного управления.

HART®-прибор ручного управления

Для обслуживания подсоедините HART прибор ручного управления к 4 … 20 mAвыходному сигнальному проводу или вставьте два провода связи HART ручного управления в гнезда управления на датчике.

. Специальное DDD (Data

HART Communicator

-прибора

Tank 1

m (d)

12.345

ESC

4 ... 20 mA

4 ...20 mA

Управление с помощью съемного модуля. Модуль управления вставляется в радарный датчик или во внешний индикаторный прибор

HART®-прибор ручного управления на 4 … 20 mA-сигнальном проводе

VEGADIS 50.

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 11

2 Типы и варианты

Типы и варианты

2.1 Обзор типов

Датчики серии VEGAPULS 43 имеют три варианта технологических подключений:

- Фланцевое подключение (блоковый фланец) в DN 50, 80, 100, 150, ANSI 2“, 3“, 4“, 6“

- TRI-Clamp 2“

- Резьба молочного трубопровода DN 50.

VEGAPULS 43 Фланец DN 50

VEGAPULS 43 Фланец DN 100

VEGAPULS 43 Фланец DN 80

VEGAPULS 43 Трубная антенна

12 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

Типы и варианты

Краткий обзор особенностей

Общие особенности

• Применение преимущественно в жидкостях в сборниках, складских и технологических резервуарах с повышенными требованиями к точности.

• Диапазон измерения 0 … 10 m или 0 … 20 m.

• Ex-допуски в зоне 1 (IEC) или зоне 1 (ATEX) с защитой от воспламенения EEx ia [ia] IIC T6.

• Встроенный индикатор замеренного значения.

Обзор

Выход сигнала

- активный (4 … 20 mA)

- пассивный (4 … 20 mA, loop powered)

Крепления выборочно

- DN 50; ANSI 2“

- DN 80; ANSI 3“

- DN 100; ANSI 4“

- DN 150; ANSI 6“

- TRI-Clamp (50, 80)

- Резьба молочного трубопровода (50, 80)

Управление

- ПЭВМ

- Модуль управления в датчике

- Модуль управления во внешнем индикаторном приборе

-HART®-прибор ручного управления

Диапазон измерения

- DN 50, ANSI 2“ 0 … 10 m

- DN 80, ANSI 3“ 0 … 20 m

- DN 100, ANSI 4“ 0 … 20 m

- DN 150, ANSI 6“ 0 … 20 m

- TRI-Clamp 50, 80 0 … 10 m

- Резьба молочного

трубопровода 50, 80 0 … 10 m

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 13

2.2 Обозначения

Типы и варианты

PS 43 .XX X X X XXX X

K - Пластмас. корпус PBT, M20 x 1,5 кабельный ввод N - Пластмас. корпус PBT, Ѕ“ NPT кабельный ввод

A - Алюминиевый корпус, M20 x 1,5 кабельный ввод D - Алюминиевый корпус, Ѕ“ NPT кабельный ввод

в Exd -клеммной коробке

FA - Крепление DN 50 PN 40 FB - Крепление DN 80 PN 40 FC - Крепление DN 100 PN 16 AA - Крепление ANSI 2“ 150 psi AB - Крепление ANSI 3“ 150 psi AC - Крепление ANSI 4“ 150 psi YY - Крепление по запросу

X - Без индикатора A - С встроенным индикатором

X - Без модуля управления MINICOM B - С модулем MINICOM (встроенный)

B - 20 … 72 V DC; 20 … 250 V AC; 4 … 20 mA, HART

(четырехпроводной)

D - Двухпроводной (loop powered), 4 … 20 mA, HART

G - Соединитель сегментов для Profibus PA

XX - FTZ (Допуск к стандартн. примению в техн. связи) DX - Допуск Ex-зона 0, EEx dia IIC T6, ATEX II 1/2 G CX - Допуск Ex-зона 0, EEx ia IIC T6, ATEX II 1G или 1/2G CA - Допуск Ex-зона 0, EEx ia IIC T6, ATEX II 1G (WHG) DA - Допуск Ex-зона 0, EExd ia IIC T6, ATEX II 1/2G (WHG) XV - FCC XU - FM Div. 2, зона 2 CU - FM Div. 1, зона 0 FCC DU - FM Div. 1, зона 0 FCC с взрывонепрониц. оболочкой

Typ 41: Резьбовое крепление для агрессивных сред Typ 42: Резьбовое крепление Typ 43: Стерильные и гигиенические применения Typ 44: Серия приборов с фланцевыми креплениями Typ 45: С измерительной трубой

PS: Радарные датчики серии 40

14 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

Типы и варианты

2.3 Антенны

Глазом радарного датчика является его антенна. Форма антенны не позволяет неискушенному наблюдателю предположить, как точно геометрическая форма антенны должна соответствовать физическим свойствам электромагнитных волн. Гигиеничные радарные датчики VEGAPULS 43 имеют антенну,при технической очистке ведущую себя как гладкая стенка. Прежние рупорные и стержневые антенны у этих датчиков исчезли. В технологическом резервуаре выделяется только небольшая конусообразная выпуклость. Этот небольшой конус работает для радарных сигналов как фокусирующая линза, с помощью которой радарные сигналы связываются в высокочастотный луч.Относительная диэлектрическая постоянная небольшого 140°-PTFE-конуса выдает при этом рассчетный индекс линзы. Видимая часть антенны в виде небольшого конуса не дает предположить насколько точно геометрическая форма антенны должна соответствовать физическим свойствам электромагнитных волн. Форма определяющая фокусирование волн и поэтому чувствительность,подобно чувствительности направленного микрофонаt. Изготовление такой электромагнитной линзы требует новейших знаний в области высоких частот und разработке новых материалов.

Гигиеничный дизайн

Наряду с уже упомянутой, необходимой для технической очистки, геометрией антенны для пищевой и фармацевтической промышленности, важными для очистки и стерилизации являются также используемые недавно разработанные материалы в датчике VEGAPULS 43. Так как автоматическая очистка (CIP) и стерилизация (SIP) всей промышленной установки (без изменений состояния производства, части ситсемы производства не демонтируются и не отделяются) на практике не так просты. Загрязнения механически налипают в порах, щелях, царапинах и углублениях, а также изза электростатических сил связи налипают на стенках. В области гигиены наиболее применяемым материалом является PTFE. Маленький пластмассовый конус радарных датчиков стерильной и фармацевтической промышленности VEGAPULS 43, служащий одновременно антенной и технологическим уплотнением, изготовлен из TFM-PTFEматериала. Это фтористая термическая пластмасса, имеющая большие преимущества по сравнению с PTFE, например небольшая нагрузочная деформация, более плотную полимерную структуру, а также более гладкую поверхность (Ra < 0,8 µm). Известные преимущества PTFE, как например, высокая температурная устойчивость(< 200°C), высокая химическая стойкость, а также износоустойчивость и стойкость к старению, не только сохранены, но и улучшены. Перфторэластомеры и фтортермопласты устойчивы почти во всех химических средах,таких как амины,кетоны, эфиры, сложные эфиры, кислоты (серная, фосфорная, соляная и азотная кислоты), щелочи, горючие материалы, окислители und масла. Поэтому прежде всего наряду с химической промышленностью эти материалы используются в фармацевтической и стерилизующей технике. Единственные ограничения представляет фтор под высоким давлением и жидкие щелочные металлы как натрий или калий, с которыми перфторэластомеры и фтортермопласты могут реагировать взрывоопасно.

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 15

3 Монтаж и установка

3.1 Общие указания по установке

Диапазон измерения

Базовой плоскостью для измерения является передняя сторона фланца.

полныйl

Обратите внимание, что при измерениях,при которых заполняемый материал достигает фланца датчика, могут образовываться долговременные отложения на антенне, которые позднее могут вызвать ошибки измерений.

пустой

Диапазон

измерения

Базовая плоскость

max.

Монтаж и установка

max.

min.

Внимание: Датчики серии 40 подходят для измерений сыпучих веществ только условно.

Диапазон измерения (рабочий диапазон) и max. измеряемое расстояние Внимание: датчики применяются в сыпучих материалах только ограниченно.

Ложные отражения

Плоские встроенные конструкции и опоры резервуаров вызывают сильные ложные отражения. Они отражают сигналы радара с большой энергетической плотностью. Закругленные плоскости рассеивают радарные сигналы диффузионно в пространство и вызывают этим ложные отражения меньшей энергитической плотностью.Они поэтому менее критичны, чем отражения от плоских поверхностей.

Мешающие профили с гладкими поверхностями создают сильные ложные сигналы

Если Вы не можете обойти плоские встроенные конструкции в области радарного сигнала, рекомендуется отражать ложные сигналы с помощью рассеивающего экрана. Благодаря рассеиванию, ложные сигналы не будут приниматься радарным датчиком. Они становятся диффузионными и менее энргоемкими, так что они легче могут отфильтровываться датчиком.

Закругленные профили рассеивают радарные сигналы диффузионно

Экран осуществляет рассеивание сигнала

16 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

20˚

10˚

20 m

0 m

3,0 1,7 3,01,70m

50%

25%

Монтаж и установка

Конус излучения и ложные отражения

Радарные сигналы фокусируются антенной системой.Сигналы покидают антенну,подобно лучу света прожектора, в форме конуса. Этот излучаемый конус зависит от применяемой антенны. Каждый предмет в этом конусе вызывает отражение радарного сигнала. Особенно на первых метрах конуса сильные ложные отражения вызывают трубы, опоры резервуара или другие встроенные конструкции. Так например, на расстоянии 6 m ложный сигнал от опоры резервуара в 9 раз больше, чем на растоянии 18 m.

Энергия радарного сигнала распределяется при удаленной мешающей поверхности на большую площадь, так что отраженный от нее ложный сигнал слабее и таким образом менее критичен, чем в близких областях.

Обратите внимание на вертикальное направление оси датчика к поверхности заполняющего материала и избегайте по возможности внутренних конструкций резервуаров внутри излучаемого конуса, например, труб и распорок.

0 m

VEGAPULS 43 DN 50

18˚

Измеряемое расстояние

15 m

4,0 2,3 4,02,30

Конус излучения DN 50 фланцевой антенны

25˚

25%

50%

VEGAPULS 43 DN 80

Измеряемое расстояние

Конус излучения DN 80 фланцевой антенны

Изображение конуса излучения сильно упрощено и представляет собой только главный конус. Фактически существуют несколько более слабых побочных конусов. Напрвление антенны должно быть на практике при сложных условиях измерения ориентировано на возможно низкие значения ложных эхо. При тяжелых условиях измерения недостаточно учитывать только большое полезное эхо.

Наиболее успешным при сложных условиях измерения является поиск позиции установки с возможно меньшими ложными эхо-сигналами. Полезное эхо является тогда уже само достаточного качества. с обслуживающим программным обеспечением VVO на ПЭВМ Вы можете увидеть кривую эхо и оптимизировать положение установки.

Стремитесь, по возможности, к „свободному обзору“ внутри конуса излучения к

наполняющему материалу, и избегайте встроенных конструкций в первой трети конуса излучения.

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 17

Монтаж и установка

Примеры для эхо резервуара

Следующие изображения резервуаров представляют типичное движение эхо в резервуаре. Это технологический резервуар с с медленно движущейся двухлопастной мешалкой. В нижней части резеруара находится нагревательный змеевик. Конец тонкой искривленной впускной трубы находится в середине резервуара между лопастями мешалки.

Резервуар пуст

Ложные эхо сверху:

- первое закрепление впускной трубы

- верхняя лопасть мешалки

- второе закрепление впускной трубы

- искривленная впускная труба

- верхний змеевик

- нижняя лопасть мешалки

- змеевик

- дно резервуара

наполненный

При наполнении эхо от дна резервуара

При незаполненном резервуаре Вы видите эхо встроенных конструкций в области

заменяется эхом от заполняющего материала.

излучаемого конуса.

Рядом с большим эхо дна резервуара Вы

/2 наполненный

видите ряд других эхо. Ложные эхо встроенных конструкций при записи ложных эхо вводятся в память. Поэтому запись ложных эхо должна производиться при пустом резервуаре.

18 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

Монтаж и установка

Эхо заполняющего материала движется к середине измеряемой дистанции. На конце измеряемой дистанции Вы видите эхо там, где при пустом резервуаре было эхо дна резервуара. Это эхо является множественным эхо заполняющего материала и находится на расстоянии вдвое большем чем эхо заполняющего материала.

Резервуар наполнен

3.2 Измерение в жидкостях

Фланцевые антенны

Рупорная антенна на DIN-патрубке

В большинстве случаев монтаж радарного датчика производится на коротком DINпатрубке. Базовой плоскостью для измерения является нижняя сторона фланца прибора. Патрубки должны быть возможно короткими, max. 300 mm.

Базовая плоскость

< 300 mm

Монтаж на DIN-патрубке

Очень выгоден монтаж на блоковом фланце, который выгоден также из условий гигиены и асептичности из-за небольшого „мертвого“ пространства.

При полностью заполненном резервуаре Вы видите на 2-,3-,4-м расстоянии от заполняющего материала дальнейшие множественные эхо от заполняющего материала.

> 400 mm

Монтаж на крыше резервуара

Монтируйте прибор на круглой крыше резервуара не в середине резервуара или близко к наружной стенке резервуара

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 19

Монтаж и установка

Круглые крыши резервуаров влияют на радарные сигналы как парболическое зеркало. Если радарный датчик находится в самом центре этой параболической крыши резервуара, то он особенно сильно воспринимает все ложные эхо-сигналы. Поэтому обратите внимание на монтаж вне этой центральной точки. Вы избежите таким образом усиленного параболой ложного эхосигнала.

Рупорная антенна непосредственно на крыше резервуара

Если прочность резервуара допускает (вес датчика), то плоский монтаж непосредственно на крыше резервуара является хорошим и благоприятным решением. Базовой плоскостью в этом случае является верхняя поверхность резервуара.

3.3 Измерение в опуске (волновод или отводная труба)

Общие указания

Измерения в опусках используются преимущественно в резервуарах с многими встроенными конструкциями например, нагревательные трубки,теплообменники или быстровращающиеся мешалки. Таким образом возможно измерение в материалах с интенсивной турбуленцией, и встроенные конструкции не вызывают ложных отражений.

Благодаря фокусированию радарных сигналов внутри измерительной трубы даже материалы с малой DK (e могут хорошо измеряться в волноводе и отводной трубе.

Волноводная труба вварена в резервуар

типовой шильдик

= 1,6 до 3)

Волноводная труба на патрубке

maxmax

вентиляционное отверстие диам. 5 … 10 mm

min

без экрана

Трубчатая антенная система в резервуаре

с экраном

min

Открытые внизу волноводы должны достигать желаемой минимальной высоты заполнения, так как измерение возможно только в трубе. Внутренний диаметр трубы должен быть max. 100 mm или соответствовать размеру антенного рупора.

20 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

Монтаж и установка

Обратите внимание на необходимое верхнее вентиляционное отверстие в волноводе, которое должно размещаться на одной оси с типовым шильдиком.

Как альтернатива к волноводной трубе в резервуаре, возможна установка трубчатых антенн вне резервуара на отводной трубе. Волновод и отводная труба должны всегда изготовляться из металла. При пластмассовых трубах необходимо сплошное, проводящее ток покрытие. При металлических трубах с пластмассовым внутренним покрытием допускается небольшая толщина пластмассового покрытия (примерно 2 … 4 mm).

Установите датчик так, чтобы шильдик размещался на одной оси с отверстиями трубы или отверстиями присоединения трубы. Такая поляризация радарных сигналов позволяет осуществлять достаточно стабильные измерения.

Типовой шильдик

> 300 mm

100 %

При заполняющих материалах с малой DK (< 4) отводная труба должна быть длиннее, чем это необходимо для нижнего трубчатого подключения. Заполняющие материалы с малой DK частично пронизываются радарными сигналами, так что при почти пустой отводной трубе дно трубы поставляет более четкое эхо, чем заполняющий материал. Из-за удлинения нижней части трубы, на конце трубы при опорожненном резервуаре остается некоторое количество заполняющего материала.

Типовой шильдик

> 300 mm

100 %

0 %

Труба с фланцами в виде отводной трубы

300 ... 800 mm

Из-за этого заполняющего материала 300 … 800 mm в стыке отводной трубы, части сигнала, пронизывающие

0 %

заполняющий материал, будут хоть и отражаться от конца трубы, но будут так заглушаться заполняющим материалом,

Трубчато-фланцевая система выполнена как отводная труба

что датчик сможет отделять отражение от заполняющих материалов и эхо от дна

резервуара.При недостаточности При монтаже VEGAPULS 43 на отводной трубе необходимо монтировать радарный

датчик примерно на расстоянии 300 mm или больше от max. уровня наполнения.

заполняющего материала в конце трубы

ту же самую функцию выполняет

рассеивающий экран на конце опуска.

Рассеивающий экран отражает части

сигнала от рефлекции на конце трубы в

сторону стандартного отверстия трубы.

VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA 21

Соединения с отводной трубой

Соединения с отводными трубами должны исполняться так, чтоб отражения от стенок соединительных труб были как можно малыми. Это важно прежде всего при соединениях выравнивания давления в верхней части трубы. Обратите внимание на следующие моменты:

• Использовать возможно маленькие отверстия для соединения.

• Диаметр соединительных труб не должен превышать 1/3 диаметра отводной трубы.

• Соединительные трубы не должны выступать внутрь отводной трубы.

• Следует избегать больших сварных швов.

• Дополнительные соединения в отводной трубе должны находиться в той же плоскости, что и соединения выравнивающих отверстий (друг над другом или сдвинуты на 180° ).

Оптимальное соединение с отводной трубой

Монтаж и установка

Соединительная труба выступает

Дополнительное соединение в отводной трубе в одной плоскости

Использование направляющих труб

При очень неровных внутренних поверхностях труб, например из-за сильных следов ржавчины на отводных трубах или при больших соединительных отверстиях труб, также при отводных трубах с внутренним диаметром больше чем 100 mm, рекомендуется применение направляющих труб в уже имеющихся отводных трубах. Это уменьшает уровень шумов и значительно увеличивает надежность измерения. Фланец направляющей трубы монтируется при этом просто как промежуточный фланец между фланцами резервуара и датчика.

В соединении трубы большой сварной шов

22 VEGAPULS 43 – 4 … 20 mA

+ 50 hidden pages