Емкостный уровнемер Endress+Hauser FMI51 — практичное решение для резервуаров и технологических емкостей
Endress+Hauser Liquicap M FMI51 — промышленный уровнемер с полностью изолированным стержневым зондом. Уровень определяется по изменению емкости, а результат передается в систему автоматизации. Устройство работает с проводящими и непроводящими жидкостями, включая склонные к отложениям.
Технические характеристики
Показатели зависят от зонда, электроники и присоединения. Основные параметры прибора:
- метод измерения — непрерывный емкостной,
- диапазон измерения — от 0,1 до 4 м,
- давление продукта — от вакуума до 100 бар в соответствующем исполнении,
- температура процесса — от −80 до +200 C с учетом комплектации,
- проводимость для независимости от диэлектрической проницаемости — от 100 мкСм/см,
- модуль FEI50H — аналоговый выход 4–20 мА с протоколом HART,
- модуль FEI57C — частотно-импульсный сигнал PFM,
- процессные соединения — резьбовые и фланцевые.
При заводской калибровке на проводящей среде отклонение границ диапазона для зонда короче 2 м составляет не более 5 мм, для большей длины — около 2 %. Это не суммарная погрешность измерительного канала.
Особенности конструкции
Чувствительный элемент представляет собой жесткий металлический стержень со сплошной диэлектрической изоляцией. Покрытие изолирует электрод от жидкости. Активная длина определяет рабочий диапазон, а специальный неактивный участок в предусмотренных исполнениях ослабляет влияние конденсата и налипаний возле присоединительного штуцера. В металлической емкости встречным электродом служит заземленная стенка. Для резервуаров из непроводящих материалов используется исполнение с заземляющей трубкой. Трубка задает геометрию электрического поля. Материалы зонда и уплотнений выбирают по составу и температуре продукта. Преобразователь размещается в отдельном корпусе над процессным присоединением; возможно вынесенное размещение электроники. Настройка выполняется местными органами управления, а при соответствующей комплектации — через дисплей. Двухступенчатая защита ограничивает импульсные перенапряжения.
Принцип работы
Зонд и противоэлектрод образуют электрический конденсатор. Пока стержень окружен воздухом, схема фиксирует исходную емкость. При подъеме поверхности погруженная часть увеличивается, вследствие чего меняется емкость системы. Электроника пересчитывает приращение в уровень относительно границ шкалы. Измерительная схема использует фазоселективный метод: анализирует переменный ток и сдвиг фаз между током и напряжением, разделяя емкостную и активную составляющие. Благодаря этому удается учитывать сопротивление проводящих отложений на покрытии зонда и уменьшать вызываемую ими ошибку. Для жидкостей с проводимостью не ниже 100 мкСм/см результат не зависит от колебаний диэлектрической проницаемости. У слабопроводящих продуктов влияние электрических свойств среды требует отдельной калибровки. В версии FEI50H измерение преобразуется в ток 4–20 мА, а по двухпроводной линии HART передаются параметры и диагностические данные. Электроника FEI57C формирует PFM-сигнал, принимаемый совместимым вторичным преобразователем. Электронику согласуют с интерфейсом контроллера и питанием.
Монтаж и настройка
Стержень устанавливают так, чтобы он пересекал контролируемый интервал, но не касался стенки, мешалки и других внутренних элементов. Размещение непосредственно под входной струей нежелательно из-за боковых нагрузок и неравномерного смачивания. Учитывают форму днища и доступ к присоединению. Для проводимости от 100 мкСм/см прибор поставляется с заводской привязкой границ измерения к длине заказанного зонда. Дополнительная калибровка требуется, если необходимо изменить нулевую или верхнюю отметку, измеряется непроводящая жидкость либо расстояние до стенки менее 250 мм. Проверяют заземление, герметичность, подключение и масштабирование сигнала. Кабельные вводы герметизируют, провода фиксируют, а корпус закрывают после осмотра соединений.
Области применения
FMI51 используют для непрерывного отслеживания уровня и управления наполнением или опорожнением технологических емкостей. Характерные задачи:
- измерение водных растворов солей, кислот и щелочей в резервуарах,
- контроль запасов жидкости в аппаратах химического производства,
- мониторинг емкостей водоподготовки и очистных сооружений,
- измерение вязких сред, образующих налет на стержне,
- передача данных об уровне в автоматизированные системы предприятия.
Доступны конфигурации с допусками для взрывоопасных зон, гигиенических процессов и противоаварийных функций. Применение до SIL 2 по IEC 61508 возможно для соответствующих сертифицированных исполнений при соблюдении требований к полному контуру безопасности.
Таким образом, Endress+Hauser Liquicap M FMI51 обеспечивает непрерывное определение уровня в промышленных резервуарах с учетом электрических свойств жидкостей и условий монтажа. Условия применения определяют длина зонда, свойства продукта и совместимость выхода с системой управления. Компания «Олниса» осуществляет поставку промышленного оборудования, включая уровнемеры Endress+Hauser Liquicap M FMI51.