Принцип действия основан на измерении времени распространения электромагнитной волны инфракрасного диапазона от датчика до препятствия и обратно. Считая, что скорость света постоянна, вычисляется расстояние до препятствия При использовании лазерного уровнемера необходимо учитывать как его сильные, так и слабые стороны. Сильными сторонам лазера являются: узкий луч, отсутствие расхождения луча и ложных отраженных сигнаов. Отмеченные свойства лазерного луча позволяют проводить измерения там, где невозможно было использовать традиционные ультразвуковые и радарные уровнемеры. Например, невозможно было надежно измерять уровень в длинных и узких танках, вследствии возникновения ложного отражения от стенок, с которыми очень сложно бороться. Уникальные свойства лазера позволяют его использовать для измерения сыпучих веществ, имеющих большой угол откоса (конусность). При использовании обычных радарных или ульразвуковых уровнемеров наличие конусности вызывает возникновение ложных отраженных сигналов, с которыми они плохо справляются. Для лазера таких проблем не существует. К числу недостатков оптического уровнемера следует отнести его более высокую чувствительность к пыли. Для борьбы с пылью применяются пылегасящие трубы - для создания статической зоны вблизи оптической системы. Фирма КТЕК, учитывая опыт многолетней эксплуатации, разработала специльные алгоритмы, позволяющие отсекать ложные сигналы от пыли, падающих камней и т.д. www.skpcorp.ru Уровнемер лазерный УЛ-30 предназначен для обеспечения непрерывного определения расстояния до поверхности жидкости (нефть, тёмные и светлые нефтепродукты, растворители, водные растворы и др.) в резервуарах, а также в открытых каналах. Датчики могут применяться в различных АСУТП. Принцип работы уровнемера основан на измерении времени прохождения лазерного импульса от источника до цели и обратно. УЛ-30 относятся к взрывозащищенному электрооборудованию группы II по ГОСТ 30852.0-2002 и предназначены для применения во взрывоопасных зонах в соответствии с установленной маркировкой взрывозащиты. Взрывозащищенность УЛ-30 обеспечивается заключением во взрывонепроницаемую оболочку, выполненную из металла, обладающего фрикционной искробезопасностью согласно ГОСТ 30852.1-2002. *Климатическое исполнение У1.1 по ГОСТ 15150-69 для работы при температуре окружающего воздуха от минус 40ºС до плюс 50ºС. www.livenka.ru МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССЙИСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УФИМСКИЙ ГОСУДАРСВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа» РЕФЕРАТ По дисциплине «Физические основы учета нефти и газа при технологических операциях» На тему «Лазерные уровнемеры» Выполнила студентка гр. МТ-08-01 Анисимова В.В. Проверил Аминев А.Ф. Уфа 2010 сОДЕРЖАНИЕ Введение 3 1 Общие сведения 4 1.1 Типовые применения 5 1.2 Пылезащитная труба 6 1.3 Особенности лазерного уровнемера 7 2 Монтаж 8Уровнемеры лазерные LM 80 и LM 200. Лазерный уровнемер
LM80 - Спецкомплектприбор
ОСОБЕННОСТИ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Диапазон измерения уровня
от 0.5 – 30м
Диапазон измерения положения
от 0.5 – 150м (используя рефлектор)
Диаметр луча излучаемого
30мм
Диаметр луча принимаемого
Разрешение
10мм
Скорость выдачи измерений
от 3 измерений в секунду, до 1 измерения за 60 секунд
Выходной сигнал
4-20мА релейный 2 SPST
Категория безопасности для глаз
1 класс
Напряжение питания
24В постоянного тока
Взрывозащита
Exd IIB T4
Рабочая температура электронного блока
-40+65°C
Размеры
110x175
Вес
1.5 кг
Корпус
Алюминиевый корпус с двойным отсеком
Принцип действия
Особенности применения
Уровнемер лазерный УЛ-30
Описание
Технические характеристики
Диапазон измерений
0,06-30 м
Дискретность
1 мм
Точность измерения
±1,5 мм
Диаметр луча/Длина волны
6 мм/635 нм
Класс безопасности
Класс 2
Напряжение питания постоянного тока
24 В
Ток потребления не более
200 мА
Интерфейс связи
RS485, MudBus RTU
Вид климатического исполнения
Вибрационные воздействия: - с частотой - амплитудой смещения
от 10 до 55 Гцне более 0,35 мм
Средняя наработка на отказ
не менее 60000 ч
Средний полный срок службы
не менее 8 лет
Масса датчика
не более 1 кг
Лазерные уровнемеры — реферат
4 Техническое обслуживание 13
4.1 Диагностические испытания 13
Заключение 14
Список использованных источников 15
ВВЕДЕНИЕ
Уровнемер — это прибор, предназначенный для определения уровня содержимого в открытых и закрытых резервуарах и хранилищах. Под содержимым подразумеваются разнообразные виды жидкостей, в том числе газообразующие, сыпучие и другие материалы. Уровнемеры иногда называют датчиками/сигнализаторами уровня, преобразователями уровня. Тем не менее, главное отличие уровнемера от сигнализатора уровня — возможность измерять градации уровня, а не только его граничные значения.
В промышленном производстве в настоящее время существует ряд разнообразных технических средств, позволяющих решить задачу измерения и контроля уровня. Средства измерения уровня воплощают разнообразные методы, основанные на различных физических принципах. К наиболее распространенным методам измерения уровня, которые позволяют преобразовывать значение уровня в электрическую величину и передавать её значение в системы автоматических систем управления относятся: - контактные методы: поплавковый, емкостный, гидростатический, буйковый; - бесконтактные методы: зондирование звуком, зондирование электромагнитным излучением, зондирование радиационным излучением.
С развитием измерительной техники каждый из методов приобретает характерный набор своих технических реализаций, которые в каждом конкретном случае имеют и преимущества, и недостатки. По принципу действия уровнемеры для жидкостей разделяются на механические, гидростатические, электрические, акустические, микроволновые и рефлексные. При измерении уровня в сложных условиях (пыль, камни, большой угол откоса сыпучего материала) используются, как правило, лазерные уровнемеры, которые безопасны для глаз и обеспечивают отсутствие ложных отраженных сигналов.
1 Общие сведения
Рисунок 1 – Общие виды лазерных уровнемеров
Лазерный уровнемер использует невидимый, инфракрасный свет. Для точного выравнивания уровнемера в нем установлен встроенный лазерный целеуказатель, который видит человеческий глаз. Лазерные лучи имеют очень маленькое расхождение, поэтому его можно устанавливать в бункерах и силосах с внутренними конструкциями, не опасаясь получить ложный переотраженный сигнал.
Встроенный микропроцессор вычисляет расстояние, умножая скорость света на время, которое требуется для лазерного импульса, чтобы пройти расстояние от источника до цели и обратно.
Рисунок 2 - Примеры применения лазерного уровнемера
Калибровка уровнемера производится на заводе-изготовителе, следовательно, он не требует проведения дополнительных калибровочных операций перед вводом в эксплуатацию. Для измерения реального физического расстояния до поверхности объекта достаточно направить данный прибор непосредственно на объект. Сборка уровнемера может производиться как в рабочей зоне, так и в цеховых условиях для его последующей наружной установки.
1.1 Типовые применения
Лазерные уровнемеры используются для различных задач, в большинстве случаев для измерения:
1.2 Пылезащитная труба
При использовании лазерного уровнемера в условиях пыли рекомендуется использовать пылезащитную трубу.
Пылезащитная труба - очень простое и эффективное устройство, разработанное для предотвращения оседания пыли на линзе. Пылезащитная труба позволяет успешно применять лазерный уровнемер в случае запыленности среды. Однако если у вас уровень пыли очень высокий, то рекомендуется дополнительно использовать продувку воздухом.
Пылезащитная труба оборудована двумя отверстиями для продувки воздухом. Воздух, подается в пылезащитную трубу, чтобы создать вентиляционную струю в трубе и перед линзой. Рекомендованная норма расхода воздуха составляет 1 м³/час, рекомендованное давление воздуха - от 0,21 кгс/см² до 0,35 кгс/см². Продувку воздухом рекомендуется применять только в очень запыленных условиях. Для чистки можно применять чистый и сухой технологический воздух (воздух КИП) или азот. Продувочный воздух должен быть очищен от капель конденсата и масла. Масло и влага, оседающие на поверхности защитного стекла прибора, могут ухудшить рабочие характеристики лазерного уровнемера.
Рисунок 3 - Пылезащитная труба TUB4S
1.3 Особенности лазерного уровнемера
Лазерные уровнемеры имеют ряд особенностей:
• Узкий направленный луч малого диаметра
• Встроенный лазерный целеуказатель
• Большой диапазон измерения
• Надежная и прочная конструкция
• Небольшие размеры
• Высокая скорость реагирования
• Возможность измерений под непрямыми углами
• Защита от пыли
• Много пользовательских настроек
• Не зависит от формы резервуара
• Не зависит от формы материала
• Не зависит от диэлектрической постоянной материала
• Простота эксплуатации
• Способность отклоняться от мгновенных препятствий
• Выбираемые варианты пользовательских программ
2 Монтаж
Лазерный уровнемер генерирует узконаправленный, прямой пучок лазерных лучей. Установка прибора производится таким образом, чтобы лазерный луч распространялся в направлении измерения. На пути лучей не должно быть никаких препятствий. В тех случаях, когда целиться приходится на большом расстоянии или в направлении отражающей мишени применяйте лазерный целеуказатель. Убедитесь в том, что лазерный луч целеуказателя находится в центре отражающей мишени. Желательно производить центровку в темноте, добиваясь максимальной яркости лазерного луча целеуказателя.
На передней панели лазерного уровнемера находятся четыре крепёжных отверстия. Допускается как жесткое крепление прибора непосредственно к панели конструкции, так и крепление с использованием жёсткого конструктивного элемента для дополнительной настройки. При установке лазерного уровнемера в запыленной среде (даже если количество пыли небольшое) рекомендуется использовать пылезащитную трубу TUB4S.
Необходимо избегать установки уровнемера близко к потоку материала, который может попадать в лазерный луч. Не нацеливать уровнемер вниз длинных узких труб, которые имеют грубые, шероховатых внутренние стенки. По возможности необходимо проверить правильность измерений прибора во всем гарантированном диапазоне расстояний и уровней. Лазерный уровнемер может получать более сильные сигналы в искусственном освещении и в темноте, чем при солнечном освещении.
В данных приборах применяются электронные компоненты, которые могут быть повреждены статическим электричеством, возникающим в большинстве рабочих условий. Убедитесь, что все оборудование подключено к надежной системе заземления. Обеспечьте надежность всех электрических соединений и отсутствие частичных и неплотных соединений.
В качестве силовых и сигнальных кабелей следует использовать только экранированные кабели. Запрещается устанавливать лазерный уровнемер и прокладывать сигнальные кабели в непосредственной близости от электрических кабелей высокого напряжения.
Рисунок 4 – Рекомендуемые схемы установки уровнемера для сыпучих продуктов
Рисунок 5 – Не рекомендуемые схемы установки уровнемера для сыпучих продуктов
Рисунок 6 – Рекомендуемая схема установки уровнемера для жидкостей (суспензии и растворов)
Рисунок 7 – Не рекомендуемая схема установки уровнемера для жидкостей
3 Условия окружающей среды
Лазерный уровнемер должен устанавливаться в местах, температурные характеристики которых соответствуют указанному для прибора диапазону рабочих температур с учетом степени защиты оболочки и материалов, из которых он изготовлен.
Лазерный уровнемер должен быть установлен так, чтобы был обеспечен свободный доступ к нему для проведения операции программирования. Нацеливать уровнемер на солнце нельзя.
Рисунок 8 - Рабочие пределы окружающей среды
4 Техническое обслуживание
Лазерный уровнемер - оптическое электронное устройство без подвижных частей. По этой причине никакого специального обслуживания не требуется. Если уровнемер установлен в пыльной окружающей среде, то он должен быть оборудован пылезащитной трубой. Пылезащитная труба будет гарантировать долгую и надежную работу. Однако перед монтажом рекомендуется провести визуальный осмотр линзы. Если на линзе присутствует пыль, то необходимо протереть линзу мягкой, льняной тканью.
freepapers.ru
Подробнее...
Подробнее...
Подробнее...
Подробнее...
www.skpcorp.ru
Уровнемеры лазерные LM 80 и LM 200 предназначены для бесконтактного измерения уровня и расстояния, до гранулированных твердых материалов и непрозрачных жидкостей.
Принцип действия уровнемеров основан на измерении интервала времени между излучением и получением отраженного от поверхности контролируемой среды лазерного импульса.
Корпус уровнемеров выполнен в виде цилиндра. В уровнемерах используются два лазерных источника излучения: инфракрасный импульсный, используемый для измерения уровня и расстояния, и видимый, красный лазерный указатель, указывающее место, до которого измеряется расстояние. В передней части корпуса имеются два встроенных окна оптического приемника и измерительного лазера. Для предотвращения оседания пыли на окнах уровнемера используется защитная пылевая трубка (поставляется по требованию заказчика).
Настройка уровнемеров и отображение результатов измерений обеспечивается с помощью устройства связи и конфигурации с локальным дисплеем (LCD2) (поставляется по требованию заказчика), либо с помощью персонального компьютера через девятипиновый разъем DB9, порт RS-232.
:Й
*)
я
*•)
LM 200
«9 | |
ж | |
>г |
* ' ВР |
ч |
t * |
# * | |
LM 80 |
Лист № 2 Всего листов 4
Для защиты от несанкционированного доступа место соединения корпуса уровнемера с клеммной коробкой пломбируется самоклеющейся пломбой. Материал самоклеющейся пломбы, разрушаемый при повороте крышки клеммной коробки и при отклеивании, не допускающий повторного наклеивания.
Программное обеспечение (ПО) уровнемеров лазерных служит для преобразования измеренного расстояния в токовый выход 4-20 мА или в цифровой выход, для настройки опций, связанных с аналоговым выходом 4-20 мА и релейными выходами. ПО позволяет настраивать параметры для фильтрации, сглаживания и адаптации к условиям применения уровнемеров.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
Идентификационные данные (признаки) |
Значение |
Идентификационное наименование ПО |
LM Family Rev 2 22.hex |
Номер версии (идентификационный номер) ПО |
Rev2 22 |
Цифровой идентификатор ПО (MD5) |
e9e4d49d77cd789b0313 0c24b18c7e27 |
Другие идентификационные данные |
— |
Метрологические характеристики уровнемеров нормированы с учетом влияния программного обеспечения.
Уровень защиты программного обеспечения уровнемеров от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» согласно Р 50.2.077-2014. Конструкция уровнемеров исключает возможность несанкционированного влияния на ПО уровнемеров и измерительную информацию, включая механическое опломбирование.
Таблица 2
Наименование характеристики |
LM80 |
LM200 |
1 |
2 |
3 |
Диапазон измерений, м - темные цветные поверхности |
0,5 ... 30 |
0,5 ... 40 |
- светлые цветные поверхности |
0,5.100 |
0,5.190 |
Расходимость пучка, град. |
< 0,3 |
< 0,2 |
Степень защиты корпуса |
IP 66 | |
Разрешение |
±10 мм | |
±7 мм со скользящим окном 12 секунд | ||
Предел допускаемой абсолютной погрешности из |
±30 мм | |
мерения уровня, не более |
± 25 мм со скользящим окном 12 секунд | |
Напряжение питания, DC, В |
18 - |
32 |
Максимальная нагрузка в рабочем режиме, А: пиковый |
0,40 |
0,40 |
длительно |
0,20 |
0,20 |
при наличии обогрева оптики: пиковый |
0,52 |
0,55 |
длительно |
0,32 |
0,35 |
Аналоговый выход, мА |
4- 20 | |
Коммуникация для настройки и диагностики |
RS 232 | |
Реле 2 x SPST программируемые реле, А |
1 | |
Оптическая апертура, мм |
90 |
100 |
Масса, кг, не более |
6 |
1 |
2 |
3 |
Г абаритные размеры 0 х L, мм, |
140х172 |
127х303 |
Условия эксплуатации: Диапазон температуры окружающей среды, °С Диапазон температуры измеряемой среды, °С при наличии обогрева оптики (версии AC, SC), °С Атмосферное давление, кПа Диапазон относительной влажности воздуха, % |
от минус 40 до плюс 60 от минус 40 до плюс 60 от минус 40 до плюс 45 от 87 до 106,7 до 100 | |
Средний срок службы, лет |
25 |
наносится на центральную часть лицевой панели уровнемеров флексографским способом и в центр титульного листа руководства по эксплуатации типографским способом.
Таблица 3
Наименование |
Количество, шт. |
Примечание |
Уровнемер лазерный |
1 | |
Карманное устройство связи LCD2 |
1 | |
Пылезащитная трубка |
1 |
по заказу |
Руководство по эксплуатации |
1 | |
Паспорт |
1 |
осуществляется согласно МП 2511/0023-2007 «Инструкция. ГСИ. Уровнемеры лазерные LM. Методика поверки.», утверждена ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в марте 2007 г.
Основные средства поверки:
- Установка поверочная 1-го разряда в диапазоне 0,01 - 20 м и погрешностью не более ± 0,3 мм.
изложено в руководстве по эксплуатации «Уровнемеры лазерные LM80» и «Уровнемеры лазерные LM200»
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к уровнемерам лазерным LM 80 и LM 200
1. ГОСТ 8.477-82 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений уровня жидкости.
2. Техническая документация фирмы «ABB Inc.», Канада.
all-pribors.ru
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Принцип действия основан на измерении времени распространения электромагнитной волны инфракрасного диапазона от датчика до препятствия и обратно. Считая, что скорость света постоянна, вычисляется расстояние до препятствия
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
При использовании лазерного уровнемера необходимо учитывать как его сильные, так и слабые стороны. Сильными сторонам лазера являются: узкий луч, отсутствие расхождения луча и ложных отраженных сигналов. Отмеченные свойства лазерного луча позволяют проводить измерения там, где невозможно было использовать традиционные ультразвуковые и радарные уровнемеры. Например, невозможно было надежно измерять уровень в длинных и узких танках, в следствии возникновения ложного отражения от стенок, с которыми очень сложно бороться. Уникальные свойства лазера позволяют его использовать для измерения сыпучих веществ, имеющих большой угол откоса (конусность). При использовании обычных радарных или ульразвуковых уровнемеров наличие конусности вызывает возникновение ложных отраженных сигналов, с которыми они плохо справляются. Для лазера таких проблем не существует.
К числу недостатков оптического уровнемера следует отнести его более высокую чувствительность к пыли. Для борьбы с пылью применяются пылегасящие трубы - для создания статической зоны вблизи оптической системы, которые доступны для заказа(см. соответствующий раздел).
Фирма К-ТЕК, учитывая опыт многолетней эксплуатации, разработала специальные алгоритмы, позволяющие отсекать ложные сигналы от пыли, падающих камней и т.д.
proftehresurs.ru
www.mashprom.com.ua