لول ترانسمیتر التراسونیک Prosonic M FMU40 اندرس هاوزر Endress+Hauser

پیکربندی ارائه‌شده دارای اتصال رزوه‌ای NPT 1½" از PVDF، خروجی دو سیمه 4–20mA HART، محفظه آلومینیومی F12 با IP68/NEMA6P، Gland M20 و نحوه تنظیم بدون نمایشگر محلی است و برای Non-Hazardous Area انتخاب شده است.

جدول مشخصات فنی Prosonic M FMU40

توضیحات محصول

لول ترانسمیتر التراسونیک Endress+Hauser Prosonic M FMU40 برای اندازه‌گیری پیوسته Level بدون تماس مستقیم با محصول طراحی شده است. این مدل برای مخازن مایعات، مواد خمیری، برخی مواد جامد فله‌ای و همچنین اندازه‌گیری Flow در کانال‌های باز قابل استفاده است.

طراحی Compact و Sensor یکپارچه PVDF باعث شده FMU40 برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و تاسیسات آب و فاضلاب قابل استفاده باشد.

اصل اندازه‌گیری Ultrasonic Time-of-Flight

سنسور FMU40 پالس‌های Ultrasonic را به سمت سطح محصول ارسال می‌کند. این امواج پس از برخورد به سطح منعکس شده و دوباره توسط سنسور دریافت می‌شوند.

دستگاه مدت زمان بین ارسال و دریافت Echo را اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از سرعت صوت، فاصله D بین Sensor Membrane و سطح محصول محاسبه می‌شود.

با مشخص بودن Empty Distance، مقدار Level از رابطه فاصله اندازه‌گیری‌شده محاسبه و از طریق خروجی 4–20mA HART منتقل می‌شود.

برد 5 متر برای مایعات

حداکثر Measuring Range رسمی FMU40 برای مایعات برابر 5 متر معادل حدود 16 فوت است.

این عدد حداکثر فاصله اندازه‌گیری تحت شرایط مناسب است و نباید برای تمام فرایندها به‌عنوان برد تضمین‌شده در نظر گرفته شود.

برد 2 متر برای مواد جامد

برای Bulk Solidها، حداکثر محدوده اندازه‌گیری مدل FMU40 حدود 2 متر معادل 6.6 فوت است.

شکل سطح ماده، زاویه انباشت، میزان Dust و قدرت بازتاب صوت می‌توانند برد واقعی در مواد جامد را کاهش دهند.

فاصله مسدود فقط 25 سانتی‌متر

فاصله مسدود در FMU40 برابر 0.25 متر یا 25 سانتی‌متر است.

Echoهایی که داخل این فاصله قرار می‌گیرند قابل ارزیابی نیستند؛ بنابراین Maximum Level باید خارج از فاصله مسدود قرار داشته باشد.

زاویه Beam برابر 11 درجه

زاویه پرتو سنسور FMU40 برابر 11 درجه است.

در Maximum Distance پنج متر، شعاع تقریبی محدوده اصلی Beam حدود 0.48 متر می‌شود.

به همین دلیل موقعیت تجهیزات داخلی مخزن باید در زمان نصب بررسی شود تا Baffle، Heating Coil، Level Switch یا سایر تجهیزات وارد Beam اصلی نشوند.

فرکانس کاری حدود 70 kHz

فرکانس کاری سنسور FMU40 حدود 70 کیلوهرتز است.

این موج در فضای بالای محصول منتشر شده، از سطح ماده بازتاب می‌شود و برای تعیین Time-of-Flight مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دقت ±2 میلی‌متر

Measurement Error رسمی FMU40 در شرایط مرجع برابر ±2 میلی‌متر یا ±0.2 درصد است و مقدار بزرگ‌تر در شرایط مربوطه مبنا قرار می‌گیرد.

Resolution مقدار اندازه‌گیری‌شده نیز 1 میلی‌متر اعلام شده است.

سنسور دمای داخلی

سرعت صوت در هوا با Temperature تغییر می‌کند و در صورت عدم جبران می‌تواند باعث ایجاد خطا در Distance Measurement شود.

FMU40 دارای سنسور دمای داخلی است که تغییرات سرعت صوت ناشی از دما را به‌صورت خودکار Compensation می‌کند.

محدوده دمای 40- تا 80+ درجه

دمای فرایندی رسمی FMU40 از 40- تا 80+ درجه سانتی‌گراد است.

محدوده دمای محیط و دمای نگهداری عمومی دستگاه نیز در همین بازه قرار دارد.

محدوده فشار 0.7 تا 3 bar absolute

فشار فرایندی مدل FMU40 برابر 0.7 تا 3 bar absolute است.

اتصال NPT 1½ اینچ از PVDF

اتصال فرایندی انتخاب‌شده در پیکربندی این محصول از نوع ANSI NPT 1½" است.

اتصال فرایندی و بخش اصلی سنسور از PVDF ساخته شده‌اند.

PVDF در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مقاومت مناسبی دارد، اما سازگاری نهایی آن باید براساس نوع، غلظت و دمای ماده فرایندی بررسی شود.

خروجی دو سیمه 4–20mA HART

Power Supply و Output این پیکربندی از نوع 2-wire 4–20mA HART است.

همان دو سیم هم انرژی موردنیاز ترانسمیتر و هم Current Signal اندازه‌گیری را منتقل می‌کنند.

پروتکل HART نیز امکان پیکربندی، Commissioning، Diagnostics و خواندن پارامترهای دستگاه را فراهم می‌کند.

ولتاژ تغذیه نسخه Non-Hazardous

در نسخه دو سیمه Standard، Terminal Voltage در جریان 4mA برابر 14 تا 36VDC و در جریان 20mA برابر 8 تا 36VDC است.

در Fixed Current برابر 11mA نیز محدوده 10 تا 36VDC قابل استفاده است.

مقاومت HART حداقل 250 اهم

برای برقراری HART Communication باید حداقل 250Ω مقاومت Communication در Loop وجود داشته باشد.

برای HART استفاده از کابل Shielded توصیه شده است.

بدون نمایشگر محلی

نحوه تنظیم این پیکربندی با عبارت Without Display; Via Communication مشخص شده است.

بنابراین این دستگاه خاص دارای نمایشگر محلی نیست و تنظیمات آن از طریق HART و ابزارهای Communication سازگار انجام می‌شود.

محفظه آلومینیومی F12

محفظه این پیکربندی از نوع F12 Aluminium, Coated است.

طبق پیکربندی ارسالی، درجه حفاظت دستگاه IP68 / NEMA 6P است.

در مستند فنی Endress+Hauser، تست IP68 برای محفظه بسته برابر قرارگیری به مدت 24 ساعت در عمق 1.83 متر آب ذکر شده است.

Gland M20

ورودی کابل انتخاب‌شده برای این دستگاه از نوع Gland M20 است.

مشخصات عمومی M20 در FMU40 برابر M20 × 1.5 و محدوده قطر کابل مناسب حدود 6 تا 10 میلی‌متر است.

Linearization تا 32 نقطه

FMU40 قابلیت Linearization تا 32 جفت مقدار را فراهم می‌کند.

به این ترتیب Level اندازه‌گیری‌شده را می‌توان به Volume یا Flow تبدیل کرد و برای مخازن غیرخطی یا کانال‌های باز مورد استفاده قرار داد.

اندازه‌گیری Volume مخزن

در مخازنی که رابطه Level و Volume خطی نیست، می‌توان جدول Linearization را براساس هندسه مخزن تعریف کرد.

برای مخازن استوانه‌ای افقی نیز Linearization از پیش برنامه‌ریزی‌شده در دستگاه وجود دارد.

اندازه‌گیری دبی در کانال باز

Prosonic M FMU40 می‌تواند برای Open Channel اندازه‌گیری دبی روی Flume یا Weir نیز استفاده شود.

در این حالت سنسور ارتفاع سطح آب را اندازه‌گیری کرده و ترانسمیتر با استفاده از Q/h Curve مقدار Flow را محاسبه می‌کند.

نصب صحیح سنسور

برای اندازه‌گیری Level، Endress+Hauser توصیه می‌کند سنسور تقریباً در فاصله یک‌ششم قطر مخزن از دیواره نصب شود.

Sensor Membrane باید تا حد امکان عمود بر سطح محصول قرار گیرد و بهتر است سنسور دقیقاً در مرکز مخزن نصب نشود.

جلوگیری از موانع داخل Beam

تجهیزات داخلی مانند Heating Coil، Baffle، Pipe، سنسور دما یا Point Level Switch نباید در مسیر اصلی Ultrasonic Beam قرار بگیرند.

انعکاس موج از این تجهیزات می‌تواند False Echo ایجاد کرده و کیفیت اندازه‌گیری را کاهش دهد.

False Echo Suppression

FMU40 قابلیت False Echo Suppression / Mapping دارد.

این قابلیت کمک می‌کند Echoهای ثابت ناشی از لبه‌ها، جوش‌ها یا تجهیزات داخلی مخزن از Echo واقعی Level تفکیک شوند.

تاثیر Foam

Foam می‌تواند انرژی موج Ultrasonic را جذب کرده و Echo بازگشتی را ضعیف کند.

در کاربردهایی با Foam شدید، Measuring Range عملی می‌تواند به میزان قابل توجهی کمتر از Maximum Range پنج متر باشد.

تاثیر Turbulence و Agitator

FMU40 در مخازن دارای Agitator نیز قابل استفاده است، اما Turbulence شدید می‌تواند سطح نامنظمی ایجاد کرده و باعث کاهش کیفیت Echo شود.

انتخاب صحیح Application Parameter و محل نصب در چنین فرایندهایی اهمیت زیادی دارد.

Calibration بدون پر یا خالی کردن مخزن

برای Commissioning اولیه FMU40 لازم نیست مخزن به‌صورت کامل پر یا خالی شود.

با وارد کردن Empty Distance و Full Span براساس ابعاد واقعی مخزن، دستگاه می‌تواند Level را محاسبه کند.

کاربردهای Prosonic M FMU40

Prosonic M FMU40 برای اندازه‌گیری سطح مخازن آب، فاضلاب، مواد شیمیایی سازگار با PVDF، مایعات صنعتی، مواد خمیری و برخی مواد جامد فله‌ای قابل استفاده است.

برد پنج‌متری مایعات، اتصال NPT 1½ اینچ و طراحی Compact باعث شده این مدل برای مخازن کوچک و متوسط و بسیاری از پروژه‌های آب و فرایند مناسب باشد.

تفاوت FMU40 با FMU42

مهم‌ترین تفاوت دو مدل در Measuring Range آنها است.

FMU40 برای مایعات تا 5 متر و Bulk Solids تا 2 متر طراحی شده است، در حالی که FMU42 برد بیشتری دارد.

همچنین فاصله مسدود در FMU40 فقط 0.25 متر است که نسبت به FMU42 کوتاه‌تر است.

Non-Hazardous Area

نوع محیط استفاده انتخاب‌شده برای این پیکربندی برابر Non-Hazardous Area است.

بنابراین این دستگاه مشخص نباید به‌عنوان نسخه دارای ATEX، IECEx یا سایر Explosion Protection نوع محیط استفادهها معرفی شود، هرچند خانواده FMU40 در پیکربندیهای دیگر با تاییدیه‌های مناطق خطرناک نیز ارائه شده است.

جمع‌بندی

لول ترانسمیتر التراسونیک Endress+Hauser Prosonic M FMU40 یک Continuous Level Transmitter غیرتماسی برای اندازه‌گیری مایعات تا 5 متر و مواد جامد فله‌ای تا 2 متر است.

این مدل دارای فاصله مسدود برابر 0.25 متر، زاویه پرتو برابر 11 درجه، Resolution برابر 1 میلی‌متر، دقت حدود ±2mm یا ±0.2%، دمای فرایندی 40- تا 80+ درجه و فشار 0.7 تا 3bar absolute است.

پیکربندی ارائه‌شده به‌طور مشخص دارای اتصال NPT 1½" از PVDF، خروجی دو سیمه 4–20mA HART، محفظه F12 آلومینیومی IP68/NEMA6P و Gland M20 است.

همچنین این نسخه فاقد نمایشگر محلی است و راه‌اندازی و تنظیم آن از طریق Communication انجام می‌شود.