الأعطال الشائعة في أجهزة قياس مستوى الرادار وحلولها

مقياس مستوى الرادار يُعدّ جهاز قياس مستوى السوائل بالرادار نوعًا جديدًا من أجهزة قياس مستوى السوائل، ويُستخدم على نطاق واسع في صناعة البتروكيماويات. وخلال عملية الإنتاج، غالبًا ما يواجه المستخدمون صعوبة في التعامل مع هذا الجهاز الجديد نظرًا لقلة خبرتهم وقلة معرفتهم بأساليب تشخيص الأعطال وإصلاحها. لذا، ولتقديم حلول فعّالة وسريعة لمشاكل تعطل جهاز قياس مستوى السوائل بالرادار، تُقدّم هذه الورقة بعض الحلول للمشاكل الشائعة التي قد تحدث، وذلك من خلال الجمع بين التحليل النظري والاختبارات الميدانية لشرح أسباب تعطل الجهاز بإيجاز. ومن خلال تحليل أسباب التعطل وتوضيحها، تُقدّم الورقة في النهاية بعض أساليب تشخيص أعطال جهاز قياس مستوى السوائل بالرادار .

1. خطأ القيمة المقاسة

يظهر الخلل في أن اتجاه المستوى الفعلي يتوافق مع القيمة المقاسة، لكن القيمتين غير متساويتين. هذا خلل شائع وبسيط وسهل الإصلاح. باستخدام طريقة قياس الحبل التقليدية لقياس المسافة الفعلية، إذا كانت القيمة المقاسة متوافقة مع المسافة المعروضة على شاشة الجهاز، فهذا يدل على سلامة الجهاز نفسه. من خلال مبدأ عمل مقياس مستوى الرادار، يُحسب مستوى السائل الفعلي بطرح المسافة من نقطة مرجعية إلى سطح السائل (D) من المسافة (E) في الخزان الفارغ. لذا، يجب أن يكون ارتفاع الخزان الفارغ دقيقًا لضمان دقة القياس وموثوقيته، لذلك يجب إجراء معايرة ميدانية قبل الحصول على البيانات الفعلية. إذا كان الجهاز متصلًا بنظام حاسوبي، فيجب أيضًا التحقق من توافق معلمات نطاق الجهاز مع بيانات تكوين الحاسوب.

2. القيمة المقاسة مشوهة بشكل واضح

عدم إظهار تغير مستوى السائل وثبات القيمة المقاسة، سواء كان الخزان فارغًا أو على وشك الامتلاء، يؤدي إلى ظهور قراءة خاطئة لمستوى السائل، أو إلى ظهور قراءة منخفضة عند امتلاء الخزان بالمواد. عادةً ما يكون سبب هذا النوع من الأعطال ما يلي:

(1) ندوب الهوائي. الندوب السميكة والرطبة تعكس الموجات الدقيقة بقوة، مما يؤدي إلى الحفاظ على قيمة قياس الجهاز عند مستوى عالٍ ثابت.

(2) أصداء التداخل من الهوائي أو المكثف القريب عندما تكون المادة فارغة.

(3) تتسبب المكونات الثابتة في الخزان في حدوث صدى قوي عند تفريغ المواد. لحل هذه المشكلة، ينبغي اتباع الطرق التالية:

(1) نظف الهوائي والمادة المتماسكة القريبة من الهوائي بعناية.

(2) فعّل واضبط مسافة "كبح التداخل" بشكل مناسب. يُعدّ "كبح التداخل"، المعروف أيضًا باسم "كبح التداخل القريب"، وسيلة فعّالة لتحسين القياس عن طريق إزالة تأثير خطوط اللحام على شفة التثبيت، أو الهوائي، أو المواد المعلقة بالقرب من الهوائي على القياس. عند ضبط مسافة كبح التداخل القريب، يسجل الجهاز الصدى ضمن هذا النطاق كصدى تداخل ولا يقيسه.

(3) "كبح صدى المكونات الثابتة". بالإضافة إلى الترشيح الذكي لأصداء التداخل بواسطة البرنامج، مقياس مستوى رادار مخصص يمكن أيضًا إجراء عملية قمع صدى المكونات الثابتة عن طريق تسجيل موجات التداخل.

(4) قد يكون الخزان ممتلئًا بالمادة عندما يُشير الجهاز إلى مستوى منخفض، وذلك بسبب ارتفاع مستوى السائل في الخزان وزيادة الصدى المتعدد. ستتم معالجة الإجراء بواسطة زمن شعاع المسح، وسيتم تحديد الصدى الأطول بشكل خاطئ على أنه قياس للصدى، مما يؤدي إلى حساب مسافة أكبر في الهواء. في هذه الحالة، يجب تعديل مسافة كبح الموقع القريب للتخلص من تأثيرات الصدى المتعدد.

3. تقلبات القيمة المقاسة

تتذبذب القيم المقاسة داخل الخزان نتيجةً للتموجات الحادة في سطح وسط الخلط أو بسبب أصداء التداخل المؤقتة داخل الخزان الناتجة عن نقص التغذية. بالإضافة إلى تحسين معايير التطبيق (تفعيل خوارزمية منحنى المتوسط ​​ذي الفاصلة العائمة)، وتفعيل خاصية كبح المجال القريب، وزيادة تخميد الخرج، ينبغي أيضًا التحقق من موضع تركيب الجهاز أو التفكير في تركيب هوائي أكبر.

بحسب خبرتي، في حالة أجهزة القياس ثنائية الأسلاك التي تعمل ببطاقة، من المهم أيضًا التأكد من أن بطاقة الإدخال التناظري لنظام التحكم الموزع (DCS) تتمتع بقدرة تحمل كافية. وقد لوحظ خلل في جهاز قياس مستوى السائل بالرادار في خزان 160، حيث أظهر تقلبات حادة في مستوى السائل، مما يشير إلى وجود عطل. وبعد فحص شامل لنظام التحكم الموزع، تبين أن بطاقة الإدخال التناظري لا تتمتع بقدرة تحمل كافية. لذا، تم توصيل الجهاز بمصدر طاقة خارجي، وتمرير إشارة القياس عبر العازل إلى البطاقة، مما أدى إلى اختفاء العطل.

4. فقدان الموجة

عدم إظهار خطأ "فقدان الموجة" أو تعطل الجهاز. في قياس السوائل ذات ثابت العزل الكهربائي المنخفض، ونظرًا لضعف قدرة السائل على الانعكاس، تحدث ظاهرة فقدان الموجة بشكل متكرر. أما في صناعة الألومينا، حيث لا توجد هذه الخاصية، فإن فقدان الموجة يعود في الغالب إلى الدوامات واضطراب سطح السائل، بالإضافة إلى الرغوة الكثيفة التي تُشتت أو تمتص موجة الرادار، مما يؤدي إلى ضعف الموجة العائدة أو حتى انعدامها. في هذه الحالة، يجب ضبط معايير التطبيق المثلى وفقًا لخصائص عملية الوعاء. إذا لم تُجدِ التدابير المذكورة نفعًا، فينبغي تركيب الهوائي في موقع مختلف أو بحجم أكبر لزيادة قوة الموجة العائدة. يُعد استخدام موجه الموجة أو أنبوب التجاوز طريقة فعالة لحل مشكلة فقدان الموجة المتكرر، ولكنه يتطلب جهدًا كبيرًا في التركيب، كما أنه غير مناسب للمواد اللزجة سهلة التلف.

يُعد مقياس مستوى الرادار حاليًا من أجهزة قياس مستوى السوائل في نطاق واسع من التطبيقات، ويتميز بدقة قياسه وسهولة صيانته. ومع استمرار انخفاض سعره وتحسين فعاليته من حيث التكلفة، سيتسع نطاق استخدامه ليلعب دورًا متزايد الأهمية في قياس مستوى السوائل. يجب أن تبدأ عملية تحسين القياس من اختيار الجهاز وتركيبه ومعالجة الأسباب الجذرية الأخرى، ثم اتخاذ التدابير اللازمة أثناء الاستخدام للقضاء على أي تداخل، وذلك لتقليل احتمالية تعطل الجهاز إلى أدنى حد، مما يعكس خصائصه الموثوقة ودقته العالية، ويوفر أساسًا دقيقًا للتحكم في عملية الإنتاج.