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压力变送器校准的基础

   日期:2020-01-04     浏览:47    评论:0    
核心提示:许多最终用户犯的一个错误是,即使在新设备上,也要定期对其压力变送器进行传感器​调整调整。模拟/数字转换后,传感器调整可校正来自传感器的数字读数。在新的变送器上执行传感器调整实际上是在当前工厂环境条件下的单点校准,而不是坚持原始的工厂校准。

在过程工业中使用的压力变送器是非常耐用和可靠的仪器。即使这样,它们仍然需要定期维护和校准以确保最佳性能。对于许多人来说,这是一个令人困惑的领域。典型的问题包括:

  • 我们是否经常校准变送器,导致停机时间过多和不必要的维护费用?

  • 我们是否不经常校准发射机,从而导致质量问题和产品损失?

  • 我们是否正确校准了变送器?

与生活中的大多数事物一样,没有“一刀切”的答案。但是,有一些简单的最佳实践准则,可以对其进行修改以适合特定的应用程序。本文有助于回答过程工厂人员在校准方面面临的基本问题。

每个加工厂都必须根据历史性能和与过程相关的要求来确定正确的校准间隔。您需要考虑的可能影响此决定的因素有:

  • 是否必须遵守任何当地,国家,安全或环境法规?

  • 您需要进行校准的原因是什么:质量,安全性或标准维护?

工艺条件

  • 是否存在压力/温度稳定的均质过程流体?

  • 工艺条件是否会大幅波动?

  • 压力变送器是否有积聚,腐蚀或磨损的风险?

  • 会出现剧烈震动吗?

环境条件

  • 压力变送器是否将安装在湿度低,正常或稳定温度且灰尘,尘土等污染物很少的良好控制的环境中?

  • 室外变送器是否暴露于变化很大的天气条件或高湿度下?

如果您没有重要的历史记录或法规要求来指导您制定校准程序,则可以从以下一般准则开始。

  • 在稳定条件下在受控环境中安装在内部的直接安装式压力变送器应每四到六年进行一次校准。

  • 在稳定条件下安装在室外的直接安装式压力变送器应每隔一到四年进行校准,具体取决于环境条件。

如果在压力变送器上使用远程隔膜密封件,则校准间隔应减少两倍(即,将四到六年的间隔减少到两到三年)。这是因为远程隔膜密封件比直接安装的配置使用更多的填充液。因此,它将因过程或环境温度波动而承受更大的机械应力。多数偏远隔膜都面朝齐,因为隔膜/膜容易受到物理损坏(凹痕或擦伤),从而可能引起偏移或线性问题。如果该过程经常遇到明显的压力波动或过压事件,则将校准间隔减少两倍是一个很好的经验法则。

准确度如何?

有多好就好?换句话说,您的校准的最大允许误差(MPE)是多少?许多人错误地采用制造商的参考精度作为校准目标。不幸的是,这意味着他们的MPE太紧,校准过程中的不合格率很高。在最坏的情况下,如果MPE的公差非常严格,他们的现场或实验室测试设备可能无法校准某些变送器。

制造商的参考准确度基于严格控制的环境条件,在工厂环境中很少(如果有的话)会重复使用。使用该参考精度作为校准目标也无法考虑仪器的长期稳定性。

随着时间的流逝,由于老化以及机械部件的简单磨损,所有仪器的精度都会略有下降。建立MPE时需要考虑这一点。通常,除非有缓解的情况,否则最好设置一个合理的MPE,它可以通过标准的现场和实验室测试设备来实现。

测试设备从准确的压力源开始,以模拟变送器的输入。可用万用表测量4–20 mA变送器的对应输出,或使用具有数字输出的智能变送器(例如HART,F OUNDATION Fieldbus,Profibus或EtherNet / IP)使用专用设备测量相应的输出。

您打算使用的测试设备应可追溯到美国国家标准技术研究所。作为一般建议,您的参考设备应至少比被校准的压力变送器准确三倍。

进行校准

一旦确定了校准间隔和MPE,就可以在压力变送器上执行实际的校准程序了。最佳实践建议是:

  1. 将变送器安装在稳定的固定装置上,避免振动或移动。

  2. 进行校准之前,请锻炼传感器或膜。这意味着施加压力并将水平提高到最大范围的大约90%。对于150 psi的电池,这意味着将其加压到130–135 psig。保持此压力30秒钟,然后放空。您的总体结果将比校准“冷”要好得多。

  3. 执行位置调零(将变送器调零)。这很重要,因为用于校准的固定装置的方向可能与过程中变送器的安装方式不同。跳过此步骤未能纠正此错误可能导致不符合项。

  4. 开始校准程序。通常,这意味着上升三点(0%/ 50%/ 100%),然后下降三点。3点的4–20 mA输出应为4 mA,12 mA和20 mA(或智能变送器的正确数字值)。在继续进行下一个测试之前,应保持每个测试点并使其稳定。通常,该过程不应超过30秒。如果您对仪器的性能有更高的信心,可以使用更多的积分。

  5. 将压力变送器的结果与参考设备进行比较。

  6. 记录结果以供记录。

校准应在尽可能稳定的环境中进行,因为温度和湿度会影响被测压力变送器以及参考压力。如果您的校准结果在MPE范围内,请勿尝试提高变送器的性能。

许多最终用户犯的一个错误是,即使在新设备上,也要定期对其压力变送器进行传感器调整调整。模拟/数字转换后,传感器调整可校正来自传感器的数字读数。在新的变送器上执行传感器调整实际上是在当前工厂环境条件下的单点校准,而不是坚持原始的工厂校准。

压力变送器的出厂校准是在严格控制的环境中进行的,并包含多达100个测试点。在现场条件下对新的压力变送器执行传感器修整将导致设备以低于最佳容量的速度运行。传感器修整只能由合格的技术人员在制造商的指导下进行。

谁应该执行校准?

即使使用当前可用的复杂的校准和参考设备,在校准压力变送器方面也无法替代训练有素的技术人员。技术人员不仅需要接受有关校准过程的技术方面的培训,而且还必须具备完成和维护文档的同等资格。重复性是关键。在校准领域,如果没有正确记录,就不会发生。

有时,维修技术人员无法在标准维修店进行校准。对于这些情况,需要获得ISO 17025认证的组织。获得ISO 17025认证的组织不仅可以执行更严格的校准,而且还可以提供其他价值:

  • 经过认证的实验室可以简化校准审核过程。

  • 认可实验室使用的过程和方法具有极高的可重复性,因此从审计师的角度来看,对结果具有高度的信心。

  • 认可实验室的年度审核可确保其在注册工作范围内始终保持较高水平。

压力变送器的“正确”校准周期取决于校准的目的和应用。在同一工厂的不同操作单元或过程中使用的相同压力变送器可能需要不同的校准间隔。

比仪器的校准间隔更重要的是:

  • 建立正确和现实的MPE

  • 遵循正确的校准程序

  • 正确培训执行校准的人员

  • 正确记录校准结果

遵循这些准则并根据工厂的实际运行状况进行判断将有助于建立正确的校准方法,从而在保持可接受的性能的同时节省资金。


 
标签: 传感器
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