Medição servo ou radar em tanques: guia de seleção

Os indicadores Servo e radar são usados tanto para medição de nível de tanque de armazenamento, mas uma comparação significativa deve começar com o dever. Controle de processo, monitoramento de estoque, transferência de custódia, medição de interface e proteção de sobreenchimento independente têm diferentes requisitos de precisão, certificação e redundância.

Um medidor servo segue a superfície do líquido com um deslocador suspenso e uma unidade de circuito fechado. Um medidor de radar determina a distância à superfície de um eco de microondas. A tecnologia Servo pode fornecer funções de nível de produto, interface e densidade com o hardware e procedimento corretos; radar oferece medição sem contato sem elemento de medição móvel dentro do tanque. A melhor escolha depende do sistema completo de medição do tanque, não de um número de precisão de título.

Comparação rápida entre medição servo e radar

Factor de selecção	Medidor servométrico	Medidor de radar
Princípio de medição	Balança de flutuabilidade usando um deslocador suspenso, fio de medição e servo acionamento	Medição de distância sem contato do tempo de voo ou FMCW em microondas
Peças móveis no tanque	Sim.	Não
Nível do produto	Sim.	Sim.
Perfil de interface ou densidade	Disponível em sistemas selecionados com deslocamento adequado e sequência operacional	Não é uma capacidade padrão de cada medidor de radar de espaço livre
Efeito da viscosidade ou dos depósitos	Pode afetar o fio e o deslocador	Nenhum contato com o líquido, mas depósitos de antena pode reduzir a qualidade do sinal
Risco interno de obstrução	O caminho do deslocamento deve permanecer claro	O caminho do feixe e os ecos falsos devem ser avaliados
Foco na manutenção	Fio, tambor, deslocamento, condução e limpeza	Condição de antena, qualidade de eco, eletrônica e geometria de instalação

Como funciona um medidor de nível Servo

Um medidor servo baixa um pequeno deslocamento em um fio de medição. Quando o deslocamento atinge a superfície líquida, a flutuabilidade altera a tensão do fio. Um sistema de controle impulsiona o tambor de medição para manter um ponto de equilíbrio definido, e a posição do tambor é convertida em nível.

Dependendo do modelo e configuração, o deslocamento pode ser movido através do produto para localizar uma interface ou coletar informações de densidade em profundidades selecionadas. Estas são funções específicas do modelo, e não capacidades universais de cada medição servo.

Quando a medição servo é indicada

Sistemas terminais de tanques que já utilizam infraestrutura servo e procedimentos.
Aplicações que exigem nível de produto mais funções de interface ou densidade selecionadas.
Projetos onde uma substituição compatível pode reutilizar conexões de fiação e tanque estabelecidas.

Limitações de Medição Servo

O fio, tambor e deslocamento são componentes mecânicos sujeitos ao desgaste, incrustação e obstrução.
Os produtos viscosos, viscosos ou cristalizantes podem cobrir o deslocamento ou o fio.
As estruturas internas e os arranjos de quietude devem deixar um caminho vertical claro.
A manutenção pode exigir equipamento de manipulação que tenha contactado o produto.

Como funciona um medidor de nível de radar

Um radar de espaço livre transmite energia de microondas de uma antena para a superfície líquida. O instrumento recebe o eco e calcula a distância entre seu ponto de referência e a superfície. A altura de referência do tanque é então usada para calcular o nível ou a ulagem.

Modernos sistemas de captação de tanques comumente usam radar FMCW. A frequência muda durante uma varredura, e a diferença entre os sinais transmitidos e devolvidos é processada para obter distância. O radar de pulso é outra implementação. O desempenho depende da antena, do processamento do sinal, da geometria do tanque, da instalação e da superfície do produto, não apenas da frequência.

Onde o medidor radar é forte

Nenhum fio de medição ou deslocamento está imerso no produto.
As alterações de densidade e viscosidade normalmente têm pouca influência direta sobre o tempo de voo de microondas.
Antenas adequadas estão disponíveis para tanques abertos, tubos ainda e muitos deveres de armazenamento pressurizado.
O desgaste mecânico reduzido pode reduzir os requisitos de manutenção de rotina.

Limitações de Medição de Radares

Agulhetas, tanques internos, estruturas de teto flutuante e condição de tubo tranquilizador podem criar ecos indesejados.
Depósitos pesados de antena, condensação grave ou uma antena inadequada podem reduzir a margem de medição.
Espuma e superfícies de baixa refletividade requerem revisão de aplicação.
O serviço de gás liquefeito pode exigir uma antena dedicada, tubo tranquilizador, compensação de pressão ou outro projeto específico do modelo.

Vapor e propriedades do produto afetam o radar?

Alterações comuns na densidade e viscosidade líquidas não determinam a distância do radar da mesma forma que afetam os instrumentos baseados em flutuabilidade. Muitos vapores também têm pouco efeito na propagação do radar. No entanto, a pressão extrema, o serviço de gás criogénico ou liquefeito, a composição invulgar do vapor e a condensação pesada podem exigir uma solução de rega de reservatório concebida para o efeito.

Por conseguinte, o “radar é afectado pelo vapor” e o “radar nunca é afectado pelo vapor” são ambas generalizações inseguras. A abordagem correta é revisar o produto específico, pressão, temperatura, composição do espaço gasoso e arranjo da antena.

Precisão: Compare o sistema de medição completo

Não selecione um medidor copiando um único valor de precisão de uma brochura. Precisão do instrumento, precisão instalada e incerteza do inventário são conceitos diferentes. O resultado final pode também depender:

Altura e deformação de referência do tanque;
Alinhamento da instalação e estado do bico ou do tubo tranquilizador;
Tabelas de medição e correção de volume;
Medição de pressão para produtos pressurizados;
Requisitos de comissionamento, verificação e metrologia legal;
Tratamento de dados no sistema de inventário do tanque.

O serviço de transferência de custódia requer um sistema aprovado e verificação documentada. Um display de alta resolução ou uma indicação de precisão do transmissor de processo não estabelece por si só a adequação de custódia-transferência.

Considerações de Instalação

Instalação de um medidor servo

Fornecer um caminho claro para o deslocador ao longo de toda a gama operacional.
Confirmar que o arranjo de montagem, calmante bem quando usado, e superfícies internas não podem prender o fio.
Verifique a adequação do material de deslocamento e densidade para cada produto e interface.
Siga o procedimento do fabricante para a altura de referência, configuração do tambor e equilíbrio do deslocamento.

Instalação de um medidor radar

Selecione uma antena para o tipo de tanque, intervalo, pressão, temperatura e produto.
Mantenha o feixe livre de bicos, escadas, bobinas de aquecimento e outros refletores fortes.
Inspecione tubos ainda existentes para fendas, soldas, depósitos, deformação e obstruções internas antes da reutilização.
Grave a curva de eco durante o comissionamento e confirme a leitura em níveis conhecidos.

Um tubo tranquilizador não é universalmente obrigatório para qualquer tecnologia. É um componente dependente da aplicação cuja geometria e condição devem ser incluídas na revisão de projeto.

Automação, Inventário e Integração de Segurança

A interface exigida deve ser confirmada a partir da arquitectura seleccionada do manómetro e do sistema de tanques. Possíveis conexões incluem saídas analógicas, fieldbus, ônibus tanque específico do fornecedor, gateways Ethernet e software de inventário de tanque. Não assuma que cada servo ou medidor de radar suporta 4-20 mA, HART, RS-485, PROFIBUS ou FOUNDATION Fieldbus.

A proteção de sobreenchimento independente também precisa de separação deliberada. O manômetro de inventário primário, um alarme de alto nível e uma função de desligamento independente podem exigir sensores separados, lógica e testes de prova de acordo com a avaliação de risco do local e padrões aplicáveis.

Ciclo de vida e perguntas de atualização

Para uma instalação servo existente, as decisões de substituição devem considerar fiação, aberturas de tanque, arranjos de quietude, software de inventário e procedimentos de operador. Uma atualização do radar pode reduzir as peças móveis, mas ainda requer uma avaliação de antena e eco. A manutenção do servo pode ser prática quando as funções de densidade ou interface são essenciais e o sistema existente é suportável.

Para um novo projeto, compare o custo total do ciclo de vida: engenharia, modificações de tanque, comissionamento, calibração ou verificação, peças sobressalentes, manutenção planejada, testes de prova, integração de software e competência da equipe.

Fluxo de trabalho da seleção

Define se o dever é controle de processo, inventário, transferência de custódia, medição de interface/densidade ou proteção de enchimento excessivo.
Listar todos os produtos, graus de densidade e viscosidade, temperaturas, pressões e condições de espaço-gás.
Fornecer tipo de tanque, dimensões, detalhes do bico, arranjo de teto flutuante, tubulação e estruturas internas.
Indicar a incerteza exigida, as aprovações, a redundância e o intervalo entre prova e teste.
Confirme interfaces de sistema, poder, cabeamento e software de inventário.
Compare manutenção e acesso antes de escolher uma tecnologia e modelo.

Perguntas Mais Frequentes

O servo é sempre mais preciso do que o radar?

Não. Ambas as tecnologias incluem o monitoramento de processos e produtos de alta precisão. Compare desempenho certificado e incerteza do sistema instalado para os modelos exatos e dever.

O radar pode fornecer perfis de densidade ou interface?

Um radar de espaço livre padrão mede principalmente uma superfície refletora. Algumas medições de interface podem ser possíveis com outros arranjos de radar, mas as funções de perfil de densidade oferecidas por sistemas servo não devem ser assumidas para radares de espaço livre comuns.

Um medidor de medição servo requer sempre um tubo tranquilizador?

Não. Os requisitos dependem do projeto do tanque e do medidor. O deslocador deve ter um caminho claro e controlado, podendo ser utilizado um tubo tranquilizador sempre que o pedido o exija.

O radar não tem manutenção?

Não. Não possui nenhum elemento de medição móvel no produto, mas a antena, selos, eletrônicos, montagem e qualidade de eco ainda requerem inspeção e verificação baseada em risco.

Qual tecnologia é melhor para petróleo bruto ou betume?

O radar sem contato muitas vezes evita o revestimento de um fio e deslocador do sistema servo, mas depósitos de antena, geometria do tanque e arranjos de aquecimento ainda importam. Selecione a antena e o medidor a partir dos dados reais do processo.

Conclusão

A medição servo continua sendo útil quando um projecto necessita de um acompanhamento mecânico comprovado da superfície, juntamente com funções de interface ou densidade específicas do modelo. O radar é frequentemente preferido quando a medição sem contato, menos componentes móveis e menor exposição a produtos viscosos ou de revestimento são prioridades.

Para uma decisão defensável, apresente o desenho do tanque, a lista de produtos, o envelope operacional, a incerteza necessária e os requisitos de interface do sistema. Reveja o mais amplo guia de seleção de tecnologia de nível de tanque, ou METRAVON DE contacto apoio à aplicação e integração de radares.