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1. Si un transmisor de nivel por radar no es exacto, no lo recalilibre inmediatamente
Cuando un transmisor de nivel de radar muestra un valor inexacto en el campo, un error común es cambiar inmediatamente el punto cero, la configuración de escala completa o realizar la llamada "recalibración".
Para un transmisor de nivel por radar sin contacto, los factores que realmente afectan el resultado de la medición generalmente incluyen:
Fuente de alimentación anormal del instrumento;
Bucle anormal de 4 a 20 mA;
Configuración incorrecta de la altura del tanque vacío o del rango de medición;
Posición de instalación incorrecta;
Orientación incorrecta de la antena;
Flujo de material que ingresa al haz del radar;
Falsos ecos generados por paredes de tanques, vigas, bobinas o agitadores;
Acumulación de polvo, condensación o material en la superficie de la antena;
Superficies de material inclinadas;
Débil reflectividad del medio medido;
Medición entrando en la zona ciega del campo cercano;
Falta de coincidencia entre el escalado de PLC/DCS y el rango de medición del instrumento.
Por lo tanto, al solucionar problemas de una lectura anormal del nivel del radar, el primer paso es determinar si:
El instrumento en sí no funciona normalmente,
o:
El instrumento funciona normalmente pero identifica el eco incorrecto.
Estos dos tipos de problemas requieren enfoques de resolución de problemas completamente diferentes.
2. Paso uno: Confirme que el instrumento esté correctamente encendido
Si el transmisor de nivel del radar no tiene pantalla o no tiene salida, primero se debe verificar la fuente de alimentación.
Los puntos clave a inspeccionar incluyen:
Si el voltaje de suministro de CC cumple con los requisitos del instrumento;
Si se han invertido las conexiones de alimentación positivas y negativas;
Si se ha formado un bucle de corriente completo para un instrumento de dos hilos;
Si los terminales del cableado están sueltos;
Si el cable está roto;
Si el protector contra sobretensiones, la barrera de seguridad o el aislador funcionan normalmente;
Si la entrada analógica del PLC está cableada correctamente;
Si la carga del bucle excede el límite permitido del instrumento.
Para un instrumento con una pantalla LCD local, si la pantalla local es normal pero el PLC no recibe datos, es más probable que el problema esté en el bucle de señal, el escalado del PLC o el lado de comunicación.
Si la pantalla local en sí es anormal, se debe dar prioridad a verificar la fuente de alimentación y la información de diagnóstico del instrumento.
3. Paso dos: Verifique la salida de 4–20 mA en lugar de concluir inmediatamente que un módulo está dañado
Alguna información anterior sobre solución de problemas puede indicar simplemente:
"Una salida superior a 22 mA significa que el módulo de visualización está dañado, mientras que una salida inferior a 3,5 mA significa que el módulo electrónico ha fallado".
Esta conclusión no es suficientemente rigurosa.
Según las convenciones de señales NAMUR NE 43 comúnmente utilizadas, la información de medición normal generalmente está dentro de aproximadamente 3,8 a 20,5 mA, mientras que se pueden usar valores de ≤3,6 mA o ≥21 mA para indicar una condición de falla. Si el dispositivo utiliza una corriente de falla alta o baja depende de su configuración.
Por ejemplo:
Alrededor de 0 mA:Puede indicar un circuito abierto, pérdida de energía o circuito roto;
Por debajo de 3,6 mA:Puede indicar una alarma de falla baja;
4–20 mA:Normalmente representa el rango de medición del proceso;
Alrededor de 20–20,5 mA:Puede que todavía esté dentro de una región fuera de alcance permitida;
Por encima de 21 mA:Puede indicar una alarma de falla alta.
Sin embargo, estos valores actuales sólo indican que el instrumento está informando una condición anormal. Por sí solos, no prueban que el módulo de visualización o el módulo electrónico estén dañados.
El enfoque correcto es seguir comprobando:
Códigos de diagnóstico de instrumentos;
Curva de eco;
Estado Del Sensor;
diagnóstico HART;
Información de alarma en pantalla local.
4. ¿Qué se debe comprobar si el nivel cambia pero la pantalla responde muy lentamente?
En primer lugar, confirme si se ha configurado un tiempo de amortiguación demasiado largo.
Los instrumentos de radar generalmente permiten ajustar parámetros como la amortiguación, el tiempo de respuesta, el tiempo de integración o configuraciones de filtrado similares.
Cuanto mayor sea el valor de amortiguación, más estable será la tendencia mostrada, pero más lenta será la respuesta.
Por ejemplo, si el nivel real cambia rápidamente mientras la curva de tendencia todavía cambia muy lentamente, verifique:
Amortiguación dentro del instrumento de radar;
Filtrado en el programa PLC;
Algoritmos de promediación en el DCS;
Intervalo de carga del registrador de datos;
Intervalo de actualización de la pantalla de la plataforma en la nube.
No se debe culpar al radar en sí simplemente porque la tendencia de las plataformas en la nube cambia lentamente.
Si la pantalla del instrumento local ya ha cambiado pero la plataforma en la nube se actualiza solo una vez cada diez minutos, el problema claramente no está en el extremo de la medición del radar.
5. ¿Qué se debe hacer si el valor mostrado no cambia en absoluto?
Si el nivel del material ha cambiado claramente pero la lectura del radar permanece fija durante un período prolongado, verifique lo siguiente en secuencia:
5.1 Confirmar qué variable se muestra realmente
Algunos sistemas pueden mostrar:
Porcentaje;
Distancia;
Nivel de líquido;
Altura del nivel del material;
Volumen;
Datos históricos en caché.
Por lo tanto, primero se debe confirmar el tipo de variable.
5.2 Comprobar si la retención de salida está habilitada
Algunos instrumentos se pueden configurar, después de que ocurre una falla, para:
Mantenga el último valor válido;
Salida de una corriente de alarma alta fija;
Emite una corriente de alarma baja fija.
Por lo tanto, un valor que permanece sin cambios no significa necesariamente que el radar todavía esté midiendo normalmente.
5.3 Comprobar si el eco se ha fijado en un obstáculo fijo
Los posibles objetivos fijos incluyen:
Vigas transversales;
Costillas de refuerzo;
Serpentines calefactores;
Cuchillas agitadoras;
Protuberancias de las paredes del tanque;
Llenado de tuberías.
Si uno de estos objetivos fijos produce un eco más fuerte que la superficie del material real, el radar puede rastrear continuamente el objetivo falso.
En esta situación, se debe comprobar la curva del eco en lugar de cambiar ciegamente el rango de medición.
6. La posición de instalación es una de las principales causas de una medición de nivel por radar inexacta
Un haz de radar no es una única línea recta. Tiene un ángulo de haz definido.
Utilizando como ejemplo un radar típico de 26 GHz, diferentes tamaños de antena pueden producir una cobertura del haz significativamente diferente. Algunas antenas de bocina de radar industrial de 25 GHz tienen ángulos de haz típicos que varían desde aproximadamente 19° hasta 8°. En general, una mayor apertura de la antena proporciona una mejor capacidad de enfoque.
Por lo tanto, la instalación debe evitar colocar los siguientes objetos dentro del haz del radar siempre que sea posible:
Paredes de tanques;
Escaleras;
Vigas de soporte;
Serpentines calefactores;
Ejes agitadores;
Sondas de temperatura;
Otros instrumentos;
Flujo de material entrante.
Especialmente indeseable es el montaje directamente encima de un fuerte flujo de llenado.
Durante el llenado, grandes cantidades de partículas, polvo y material en movimiento pueden generar ecos complejos y hacer que el radar rastree el objetivo equivocado.
7. ¿Es siempre el centro de un silo la mejor posición de instalación?
No.
Para silos cónicos, silos de material granular y aplicaciones de sólidos a granel con un ángulo de reposo significativo, el centro del silo puede coincidir con el punto de llenado, el punto más alto de la pila de material o un área donde ocurren múltiples reflexiones complejas.
La posición de instalación debe evaluarse junto con:
Posición de llenado;
Posición de descarga;
Geometría de la superficie del material;
Altura del silo;
Diámetro del silo;
Estructuras internas;
Ángulo del haz de radar.
En el caso de silos grandes para sólidos a granel, también se debe tener en cuenta el hecho de que la superficie del material no es horizontal.
Por lo tanto, al comprar un transmisor de nivel por radar, normalmente no es suficiente proporcionar solo un “alcance de 30 metros”.
8. ¿Cómo se deben manejar la acumulación, la condensación y el polvo en la antena?
En aplicaciones que involucran cemento, cenizas volantes, polvo mineral, granos, alimento para animales y materiales similares, el polvo puede acumularse gradualmente en la superficie de la antena.
Las aplicaciones líquidas también pueden experimentar:
Condensación;
Contaminación por petróleo;
Adhesión de espuma;
Acumulación de medios altamente viscosos.
Es posible que una pequeña cantidad de acumulación no cause inmediatamente un problema de medición, pero una acumulación grave puede reducir la señal de eco efectiva.
Por este motivo, algunos instrumentos de radar industriales proporcionan conexiones de purga de aire. La documentación del radar industrial para sólidos a granel también suele especificar la purga de aire para aplicaciones que involucran mucho polvo o acumulación de materiales.
Las acciones correctivas recomendadas incluyen:
Inspeccionar la antena periódicamente;
Utilizar un sistema de purga de aire adecuado para la aplicación;
Ajustar el ángulo de instalación;
Seleccionar un diseño de antena con mejor resistencia a la condensación o acumulación.
Para medios corrosivos, primero se debe confirmar que cualquier líquido de limpieza es químicamente compatible con la antena, los sellos y los materiales de conexión al proceso.
No se deben utilizar agentes de limpieza ácidos como solución de limpieza universal.
9. ¿Cuándo se debe utilizar la supresión de falsos ecos?
Cuando no se pueden evitar las estructuras internas fijas, se puede utilizar el mapeo de ecos falsos o la supresión de ecos de interferencia.
Un procedimiento típico es permitir que el instrumento identifique las características de reflexión de obstáculos fijos mientras se conoce el nivel real del material.
Sin embargo, la supresión de falsos ecos no debe tratarse como:
"La señal es deficiente, así que realice un mapeo de eco falso una vez".
Un mapeo incorrecto de ecos falsos puede registrar accidentalmente la verdadera superficie del material como interferencia.
Por lo tanto, es mejor realizarlo sólo cuando:
Se ha confirmado el nivel real de líquido o material;
Se ha confirmado que el rango de medición es correcto;
La posición de instalación del instrumento es definitiva;
Se comprende claramente la estructura interna del tanque o silo.
10. Secuencia de solución de problemas de campo recomendada para un transmisor de nivel de radar inexacto
Proceso de resolución de problemas del transmisor de nivel de radar
Paso 1: verifique la fuente de alimentación:Confirme que el instrumento arranca normalmente y que el voltaje de suministro, la polaridad, el bucle, los terminales, las barreras y los aisladores son correctos.
Paso 2: verifique la pantalla local:Determine si el instrumento en sí está midiendo normalmente antes de investigar el PLC, el DCS o la plataforma en la nube.
Paso 3: mida la señal de 4 a 20 mA:Distinga entre una falla del lado del instrumento y una falla del lado del sistema de control.
Paso 4: verifique los parámetros básicos:Verifique la altura del tanque vacío, el rango de escala completa, la unidad de ingeniería, el punto cero y la dirección de salida.
Paso 5: analiza la curva de eco:Confirme la posición y la intensidad del verdadero eco material-superficie y compárelo con posibles ecos falsos.
Paso 6: inspeccionar la posición de instalación:Preste especial atención a la entrada de llenado, la pared del tanque, las estructuras de soporte, los agitadores y otros obstáculos dentro del haz del radar.
Paso 7: inspeccionar la antena:Verifique si hay polvo, condensación, acumulación de material u otra contaminación en la superficie de la antena.
Paso 8: Optimice los parámetros si es necesario:Sólo después de las comprobaciones anteriores se debe considerar la supresión de falsos ecos, el ajuste de la amortiguación u otra optimización del procesamiento de señales.
Esta secuencia suele ser más efectiva que restaurar inmediatamente el instrumento a la configuración de fábrica.
FAQ
P1: ¿Por qué un transmisor de nivel por radar de repente se vuelve impreciso?
A:Si el instrumento funcionaba normalmente antes y de repente se vuelve impreciso, primero verifique la contaminación de la antena, el suministro de energía, el cableado, los cambios en el medio medido y los cambios en las estructuras del sitio en lugar de modificar inmediatamente el rango de medición.
P2: ¿Por qué la lectura del radar es mucho más alta que el nivel de material real?
A:Una causa común es que el instrumento identifica un eco falso más cerca de la antena, como un haz transversal, acumulación de material, boquilla de montaje o estructura interna del tanque.
P3: ¿Qué se debe verificar si la lectura del radar es inferior al nivel real de material?
A:Verifique la configuración de altura del tanque vacío, el punto de referencia de instalación y el escalado del PLC. También confirme que el instrumento no se haya fijado en un eco incorrecto a una distancia mayor.
P4: ¿Por qué el instrumento apenas responde aunque el nivel del material esté cambiando?
A:Verifique la configuración de amortiguación del radar, el filtrado del PLC y el intervalo de carga de datos. Inspeccione también si el eco se ha fijado en un objetivo fijo.
P5: ¿Una salida de 4–20 mA por encima de 21 mA significa que el radar está dañado?
A:No necesariamente. Para dispositivos que utilizan una estrategia de corriente de falla similar a NAMUR NE 43, una corriente de 21 mA o superior puede representar una alarma de falla. El código de diagnóstico del instrumento debe leerse antes de determinar la causa.
P6: ¿Un transmisor de nivel de radar requiere una calibración regular?
A:Para la mayoría de los instrumentos de radar sin contacto, el mantenimiento de rutina se centra menos en la recalibración frecuente y más en verificar las condiciones de instalación, la calidad del eco, el estado de la antena y la configuración de los parámetros. El intervalo de verificación o calibración debe seguir los requisitos del sistema de calidad y del instrumento del proyecto.
P7: ¿El polvo intenso significa que no se puede utilizar el radar?
A:No. El radar industrial se utiliza ampliamente para medir materiales en polvo y granulares. Sin embargo, la selección debe considerar el rango de medición, las propiedades dieléctricas, la concentración de polvo, la estructura de instalación y el tipo de antena. El radar para sólidos a granel de 26 GHz se utiliza desde hace mucho tiempo en silos con mucho polvo que contienen materiales como cemento, materias primas y piensos para animales.
P8: ¿Qué información requiere METRAVON para la selección del transmisor de nivel de radar?
A:Se recomienda proporcionar al menos el nombre del medio, rango de medición, altura y diámetro del silo, temperatura, presión, condiciones de polvo, posiciones de llenado y descarga, estructuras internas, dimensiones de conexión al proceso, fuente de alimentación, señal de salida, requisitos a prueba de explosiones y fotografías del sitio.
Conclusión
Un transmisor de nivel de radar inexacto no significa necesariamente que el instrumento esté dañado.
En aplicaciones de campo, las causas más comunes incluyen la posición de instalación, configuración de parámetros, ecos falsos, acumulación de antena, escalamiento de rango incorrecto y problemas de bucle de señal.
Por lo tanto, el método correcto de resolución de problemas no es la recalibración repetida, sino verificar el sistema en la siguiente secuencia:
Fuente de alimentación → señal de salida → parámetros → curva de eco → instalación → antena → medio.
Para aplicaciones complejas como tanques de almacenamiento de cemento, polvo mineral, granos y productos químicos, METRAVON recomienda confirmar la estructura del silo o tanque y los parámetros de condición operativa durante la etapa de selección del radar en lugar de seleccionar el instrumento solo según la distancia de medición.
Recursos relacionados
Medidores de nivel por radar · Medición de nivel
Autor: Arvin · Fuente: METRAVON Instruments
