Szabványos módszer a nyomástávadó tesztelésére

A nyomástávadó tesztelése általában abból áll, hogy ismert nyomásértékeket alkalmaznak a távadóra egy kalibrált nyomásforrás segítségével, miközben egyidejűleg mérik a kimeneti jelet (például 4–20 mA vagy digitális kimenet). A mért kimenetet ezután összehasonlítják az elméleti értékekkel, hogy kiértékeljék a készülék pontosságát. Ezt a módszert széles körben használják ipari környezetben berendezések elfogadására, rutin kalibrálására és hibaelhárítására.

Például egy 0–10 bar tartományú nyomástávadónál 5 bar alkalmazása esetén az elméleti teljesítménynek 12 mA-nek kell lennie. Ha a tényleges kimenet 11,8 mA, akkor az eltérés -0,2 mA, amelyet a megengedett tűréshez képest kell értékelni. Ez a pontonkénti összehasonlítás világos megértést ad az eszköz teljesítményéről.

Tesztberendezés konfigurációja és pontossági egyeztetése

A nyomástávadó tesztelésének végrehajtása során a vizsgálóberendezés pontossága közvetlenül befolyásolja az eredmények megbízhatóságát. A mérési bizonytalanság minimalizálása érdekében a referenciaberendezésnek általában legalább háromszor pontosabbnak kell lennie, mint a vizsgált eszköz.

• Nyomásforrás: kézi nyomásszivattyú (pl. 0-25 bar tartomány) vagy automatikus nyomásszabályozó
• Referencia nyomásmérő: 0,05% FS vagy jobb pontosság
• Árammérő készülék: 0,001 mA vagy nagyobb felbontás
• Tápellátás: stabil 24V DC ≤ ±0,5% ingadozással

Nagy pontosságú alkalmazásokhoz, például egy 0,1%-os FS-pontosságú távadó teszteléséhez legalább 0,03%-os FS-pontosságú referenciaműszer ajánlott. Ez az illesztési elv jelentősen csökkenti a mérési bizonytalanságot.

Ezenkívül kritikus fontosságú a csatlakozócsövek tömítettsége. Még a kisebb szivárgások sem lehetnek észrevehetők alacsony nyomáson, de magasabb nyomáson instabilitást okozhatnak.

Szabványos tesztelési eljárás és adatrögzítés

A nyomástávadó tesztelése általában egy strukturált eljárást követ, beleértve a növelő és csökkentő nyomáspróbákat az ismételhetőség és a hiszterézis jellemzőinek értékelésére.

Nulla ellenőrzés és kezdeti állapotellenőrzés

Nulla nyomású bemenet esetén a távadó kimenetének közel 4 mA-nek kell lennie. Ha a kimenet 4,08 mA-t mutat, az nulla eltolást jelez. Általában az elfogadható nulla eltérés ±0,05 mA-en belül van.

A rendszernek stabilnak kell maradnia a tesztelés során. Például 5°C-os hőmérséklet-változás körülbelül 0,02%-os FS eltolódást okozhat.

Lépésenkénti nyomásnövelés és adatgyűjtés

A nyomástávadó tesztelésének alapvető lépése a nyomás fokozatos növelése és a kimeneti jelek rögzítése. A gyakori tesztpontok közé tartozik a teljes skála 0%, 25%, 50%, 75% és 100%-a.

• 0%: 4 mA
• 25%: 8 mA
• 50%: 12 mA
• 75%: 16 mA
• 100%: 20 mA

Az ingadozások minimalizálása érdekében rögzítés előtt minden pontot stabilizálni kell 10-30 másodpercig. Az adatokat általában táblázatos formában rögzítik:

Ez az adatkészlet segít a hibaeloszlás megjelenítésében és a távadó teljesítményének felmérésében.

Nyomáscsökkentési teszt és hiszterézis elemzés

A teljes skála elérése után a nyomást fokozatosan csökkenteni kell, és ugyanazokat az adatpontokat rögzíteni kell. Ez a lépés a hiszterézis hiba értékelésére szolgál.

Például, ha a kimenet 50%-os skála esetén 11,90 mA nyomásnövekedéskor és 11,85 mA nyomás csökkenésekor, a hiszterézis hiba 0,05 mA. A túlzott hiszterézis belső mechanikai vagy érzékelő problémákat jelezhet.

Vizsgálati módszerek összehasonlítása

Különböző módszerek használhatók a nyomástávadók tesztelésére, mindegyik eltérő pontossággal és eltérő alkalmazási forgatókönyvekkel.

Laboratóriumi vagy termelési környezetben az automatizált rendszerek jelentősen javítják a hatékonyságot. Például egy teljes kalibrálási ciklus körülbelül 5 perc alatt elvégezhető, szemben a kézi tesztelés 15 perccel vagy annál hosszabb idővel.

Hibatípusok és adatértelmezés

A nyomástávadó tesztelése során a különböző hibaminták különböző problémákat jeleznek, és ennek megfelelően kell ezeket elemezni.

• Nulla hiba: minden pont egyenletesen tolódik el
• Szakaszhiba: az eltérés teljes skálán növekszik
• Linearitási hiba: a középtartomány eltérései nagyobbak
• Hiszterézis hiba: különbségek növekvő és csökkenő leolvasások között

Például, ha minden leolvasás következetesen 0,1 mA-rel magasabb, az nulla eltolást jelez. Ha csak a teljes skála érték tér el, az span problémára utal.

Gyakori problémák és hibaelhárítás

Különféle rendellenes állapotok léphetnek fel a nyomástávadó tesztelése során, és szisztematikus hibaelhárítást igényelhetnek.

• Instabil kimenet: teljesítmény-ingadozás vagy jelinterferencia okozhatja
• Lassú válasz: lehetséges szivárgás vagy az érzékelő elfáradása
• Nagy eltérés az adott tartományban: nemlinearitást jelez
• Nem éri el a teljes teljesítményt: mechanikai vagy belső hibákra utalhat

Például az állandóan alacsony értékek magas nyomáson az érzékelő sérülését vagy az elégtelen nyomásellátást jelezhetik.

Gyakorlati tippek a tesztstabilitás javításához

Számos működési részlet jelentősen javíthatja a nyomástávadó tesztelésének stabilitását és megismételhetőségét.

• Melegítse fel a készüléket 10-15 percig a tesztelés előtt
• A környezeti hőmérsékletet 20±5°C-on kell tartani
• Kerülje a vibrációt és az elektromágneses interferenciát
• Fokozatosan alkalmazzon nyomást, lépésenként legfeljebb 10% FS-t
• Csak stabilizálás után rögzítse az adatokat

Nagy pontosságú forgatókönyvek esetén ezekkel a gyakorlatokkal a mérési hibák ±0,05%-os FS-en belülre csökkenthetők.

Vizsgálati gyakoriság és karbantartási stratégia

A nyomástávadó tesztelése szintén a rutin karbantartás része. A tesztelési időköz az alkalmazástól függ.

• Kritikus technológiai berendezések: 3 havonta
• Általános ipari berendezések: 6-12 havonta
• Nagy pontosságú rendszerek: használattól függően rövidebb időközök

Folyamatos ipari üzemekben a rendszeres tesztelés segít a teljesítmény-eltolódás korai észlelésében. Például a petrolkémiai folyamatokban a 0,2%-os FS-t meghaladó nyomáseltérés hatással lehet a folyamatszabályozásra, ami gyakoribb kalibrálást tesz szükségessé.

Hivatkozások

• ISO 9001:2015. Minőségirányítási rendszerek – Követelmények .
• IEC 61298-2. Folyamatmérő és -vezérlő eszközök – általános teljesítményértékelési módszerek és eljárások .
• ANSI/ISA-51.1. Folyamatműszerezés terminológia .
• Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST). Útmutató a nyomásmérés kalibrálásához .
• Omega Engineering. Nyomástávadó kalibrálási és tesztelési útmutató .
• Fluke Corporation. Nyomáskalibrálási kézikönyv .