प्रेशर ट्रांसमीटर सिग्नल ड्रिफ्ट क्यों होता है?

यदि आपने कभी "स्वस्थ" निकाला हैदबाव ट्रांसमीटरएक लाइन से बाहर, इसे एक अंशशोधक पर रखें, और बिना किसी स्पष्ट कारण के इसे शून्य से आधा प्रतिशत कम पढ़ते हुए पाया, आप पहले से ही इस समस्या का निराशाजनक हिस्सा जानते हैं: बहाव शायद ही कभी खुद की घोषणा करता है। "आपका 4-20 एमए लूप धीरे-धीरे आपके सामने झूठ बोल रहा है" के लिए कोई अलार्म नहीं है। प्रक्रिया बस थोड़ी समृद्ध, थोड़ी दुबली चलने लगती है, या एक स्तर नियंत्रक शिकार करना शुरू कर देता है, और कोई भी ट्रांसमीटर को दोष देने के बारे में नहीं सोचता जब तक कि तीन अन्य चीजें पहले ही जांच नहीं ली जातीं।

यह आलेख बताता है कि जब ट्रांसमीटर भटक जाता है तो सेंसर के अंदर वास्तव में क्या हो रहा होता है, अच्छी तरह से रखरखाव किए गए उपकरणों पर भी ऐसा क्यों होता है, और एक ट्रांसमीटर जो वर्षों तक अंशांकन रखता है उसे बच्चों की देखभाल की आवश्यकता वाले ट्रांसमीटर से क्या अलग करता है।

4-20 एमए लूप पर "बहाव" का वास्तव में क्या मतलब है

कारणों में जाने से पहले, यह स्पष्ट होना जरूरी है कि बहाव क्या है, क्योंकि इसका समाधान इस बात पर निर्भर करता है कि आप किस प्रकार से निपट रहे हैं।

शून्य बहावसंपूर्ण आउटपुट को एक निश्चित ऑफसेट द्वारा स्थानांतरित करता है। यदि एक ट्रांसमीटर को 0% पर 4 एमए भेजना है और इसके बजाय 4.3 एमए भेजता है, तो वही 0.3 एमए ऑफसेट स्केल पर हर बिंदु पर दिखाई देता है - 50% 0% के समान मार्जिन से उच्च पढ़ता है। इसे आमतौर पर पहचानना आसान होता है और फ़ील्ड ज़ीरो ट्रिम के साथ इसे ठीक करना आसान होता है।

स्पैन बहावअधिक कष्टप्रद है. जैसे-जैसे रीडिंग शून्य से दूर होती जाती है, त्रुटि बढ़ती जाती है, इसलिए ट्रांसमीटर कम प्रक्रिया मूल्यों पर बिल्कुल ठीक दिख सकता है और पूर्ण पैमाने के करीब एक प्रतिशत या उससे अधिक कम हो सकता है। यह वही है जो "ज्यादातर दिनों में प्रवाह मीटर ठीक पढ़ता है, लेकिन पीक लोड के दौरान कुछ बंद हो जाता है" के रूप में दिखाई देता है, और यह बिल्कुल उसी तरह की त्रुटि है जो किसी के भी उपकरण की जांच करने से पहले प्रक्रिया पर दोष मढ़ देती है।

फ़ील्ड में विफल होने वाले अधिकांश ट्रांसमीटर दोनों का मिश्रण दिखाते हैं, साथ ही कुछ हिस्टैरिसीस भी, यही कारण है कि एक वास्तविक अंशांकन जांच - न कि केवल एक लाइव {{1}किसी अन्य गेज के साथ तुलना पढ़ना - बहाव की पुष्टि करने का एकमात्र विश्वसनीय तरीका है।

बहाव के पीछे वास्तविक कारण

इनमें से कुछ भी रहस्यमय नहीं है. एक बार जब एक ट्रांसमीटर बेंच छोड़ देता है और सेवा में चला जाता है, तो वही मुट्ठी भर कारक - तापमान, दबाव चक्र, आर्द्रता, कंपन, और सामान्य घटक उम्र बढ़ने - लगभग सभी दीर्घकालिक सटीकता हानि के लिए जिम्मेदार होते हैं [1]। यहां बताया गया है कि प्रत्येक व्यक्ति वास्तव में कैसे खेलता है।

सेंसर तत्व पर थर्मल साइक्लिंग

प्रत्येक दबाव सेंसर में एक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि इसका शून्य और अवधि परिवेश या प्रक्रिया तापमान के साथ थोड़ा बदलता है। इसकी भरपाई फ़ैक्टरी अंशांकन में की जाती है, लेकिन बार-बार हीटिंग और कूलिंग चक्र - एक टैंक जो गर्म उत्पाद से भर जाता है और परिवेश के लिए खाली हो जाता है, एक बाहरी इंस्टॉलेशन जो दिन और रात के बीच 40 डिग्री फ़ारेनहाइट पर घूमता है - डायाफ्राम और उसके बंधन पर निरंतर यांत्रिक तनाव डालता है। पर्याप्त चक्रों के बाद, फैक्ट्री द्वारा बनाया गया मुआवजा वक्र वास्तविकता से उतना ही मेल खाना बंद कर देता है जितना पहले हुआ करता था।

डायाफ्राम की थकान और सामग्री का रेंगना

संवेदन तत्व स्वयं गति करता है, भले ही माइक्रोन द्वारा। वर्षों के दबाव चक्र के बाद पतली डायाफ्राम कैपेसिटिव कोशिकाएं अपने शून्य बिंदु में धीमी गति से रेंगने की संभावना रखती हैं, और पीज़ोरेसिस्टिव तत्व भी प्रतिरक्षा नहीं करते हैं - निरंतर तनाव के तहत क्रिस्टल संरचना स्वयं थोड़ी बदल जाती है। उपकरण सर्वेक्षणों से बार-बार उद्धृत किया गया एक आंकड़ा निरंतर औद्योगिक सेवा में कैपेसिटिव सेंसर के लिए विशिष्ट शून्य बहाव को प्रति वर्ष कुछ सौवें से लेकर कुछ प्रतिशत के दसवें हिस्से तक रखता है [2] - कागज पर छोटा है, लेकिन कुछ वर्षों में एक सख्त हिरासत में स्थानांतरण या सुरक्षा लूप पर मायने रखने के लिए पर्याप्त है।

इलेक्ट्रॉनिक घटक एजिंग

यह सिर्फ सेंसर नहीं है. सिग्नल कंडीशनिंग इलेक्ट्रॉनिक्स, ए/डी कनवर्टर, संदर्भ वोल्टेज - यह सब पुराना है। कैपेसिटर थोड़ा सूख जाते हैं, अवरोधक मान कम हो जाते हैं, और पुराने एनालॉग ट्रांसमीटरों पर यह अकेले ही कुल देखे गए बहाव का एक सार्थक हिस्सा हो सकता है। यह इस बात का एक बड़ा हिस्सा है कि क्यों स्मार्ट, माइक्रोप्रोसेसर आधारित ट्रांसमीटर आम तौर पर समान सेवा जीवन के दौरान पुराने एनालॉग इकाइयों की तुलना में अंशांकन को बेहतर ढंग से पकड़ते हैं -, बहाव के लिए बस कम एनालॉग सर्किटरी बची है।

डीपी ट्रांसमीटरों पर स्थैतिक दबाव का प्रभाव

यह बहुत से लोगों को आश्चर्यचकित कर देता है। उच्च स्थैतिक (लाइन) दबाव पर चलने वाली एक लाइन पर एक छोटे से अंतर को मापने वाले अंतर दबाव ट्रांसमीटर पर, स्थैतिक दबाव में एक त्रुटि स्वयं डीपी रीडिंग में त्रुटि में तब्दील हो जाती है - भले ही स्थैतिक दबाव वह चर नहीं है जिसे आप माप रहे हैं। उच्च -स्थैतिक डीपी अनुप्रयोग, भाप प्रवाह एक सामान्य उदाहरण है, ठीक इसी कारण से बहाव की शिकायतों में असंगत रूप से दर्शाया जाता है।

यांत्रिक स्थापना तनाव

एक ट्रांसमीटर अपने प्रोसेस कनेक्शन पर बहुत ज़ोर से टॉर्क करता है, या किसी ऐसे मैनिफोल्ड पर लगा होता है जो सही से थोड़ा बाहर होता है, प्रोसेस प्रेशर देखने से पहले ही लोड के अंतर्गत होता है। वह आधारभूत तनाव हमेशा पहले दिन दिखाई नहीं देता है - यह कुछ महीनों बाद शून्य बदलाव के रूप में दिखाई देता है जब थर्मल साइकलिंग और कंपन इसे ढीला कर देते हैं या इसे और अधिक बिस्तर में डाल देते हैं। आस-पास के पंपों और कंप्रेसर से कंपन धीरे-धीरे वही काम करता है।

अतिदेय पुनर्अंशांकन - "कारण" जो वास्तव में कोई कारण नहीं है

अलग से नाम बताने लायक: कभी-कभी कोई नाटकीय विफलता नहीं होती। ट्रांसमीटर बस अपने प्रकाशित वार्षिक स्थिरता विनिर्देश के अनुरूप पुराना हो रहा है, और अंशांकन अंतराल को उस उपकरण से आगे बढ़ाया गया है जिसे धारण करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। कुछ फील्ड तकनीशियनों द्वारा उपयोग की जाने वाली एक कठोर समझदारी की जांच: प्रकाशित वार्षिक स्थिरता विनिर्देश - द्वारा सेवा में वर्षों को गुणा करें यदि मापी गई त्रुटि उस बॉलपार्क में है, तो यह सामान्य उम्र बढ़ना है, कोई गलती नहीं। यदि यह उससे कहीं अधिक है, तो कुछ और - तापीय, यांत्रिक, या स्थैतिक दबाव - अधिक संभावित दोषी है।

एक फ़ील्ड उदाहरण

एक मध्यम आकार के रासायनिक बैचिंग प्लांट के एक प्रोसेस इंजीनियर ने एक बार एक तिमाही के बड़े हिस्से के लिए रुक-रुक कर होने वाले स्तर के अलार्म का पीछा करने का वर्णन किया था। जैकेट वाले रिएक्टर पर DP{2}} आधारित लेवल ट्रांसमीटर शटडाउन जांच पर सही ढंग से पढ़ता है, उत्पादन के दौरान तेज गति से बहता है, और रातोंरात वापस स्थिर हो जाता है - जिससे यह एक उपकरण समस्या के बजाय एक प्रक्रिया समस्या की तरह दिखता है। पैटर्न को नोटिस करने के लिए अंशांकन रिकॉर्ड को खींचने और उन्हें बैच तापमान लॉग के सामने क्रॉस करने में समय लगा: ट्रांसमीटर की स्पैन त्रुटि को जैकेट से थर्मल साइक्लिंग के साथ लगभग सटीक रूप से ट्रैक किया गया, न कि स्तर के साथ। कम प्रकाशित तापमान गुणांक - के साथ एक ट्रांसमीटर में स्वैपिंग और आवेग लाइन - पर थर्मल इन्सुलेशन जोड़ने से प्रक्रिया नियंत्रण को बिल्कुल भी छुए बिना इसका समाधान हो गया। बाद में टीम को जो सीख मिली वह यह थी: यह न मानें कि लाइव तुलना पढ़ने से बहाव में रुकावट आती है, और यह न मानें कि स्थिर शटडाउन रीडिंग का मतलब है कि ट्रांसमीटर लोड के तहत ठीक है।

इससे पहले कि आपको इसकी कीमत चुकानी पड़े, बहाव का निदान करना

कुछ आदतें जल्दी ही छूट जाती हैं, इससे पहले कि यह किसी प्रक्रिया में गड़बड़ी या असफल ऑडिट में बदल जाए:

• प्रत्येक अंशांकन पर "जैसा पाया गया" बनाम "जैसा छोड़ा गया" संख्याओं की तुलना करें, न कि केवल अंतिम वाचन उत्तीर्ण हुआ या नहीं। एक ट्रांसमीटर जिसे पारित करने के लिए एक बड़े सुधार की आवश्यकता थी, वह आपको कुछ बता रहा है, भले ही वह तकनीकी रूप से पारित हो गया हो।
• वातावरण में वेंट करें और वास्तविक शून्य की जांच करें, न कि किसी अन्य उपकरण के विरुद्ध एक सजीव प्रक्रिया तुलना - दो बहते उपकरण एक-दूसरे से सहमत हो सकते हैं और दोनों गलत हो सकते हैं।
• प्रवृत्ति पर नज़र रखें, न कि केवल उत्तीर्ण/असफल।एक ट्रांसमीटर जिसने प्रत्येक जांच में अपनी अनुमत सहनशीलता का 80% उपयोग किया है वह कहीं जा रहा है; वर्षों तक 5% सहनशीलता पर स्थिर रहने वाले को संभवतः छोटे अंतराल की आवश्यकता नहीं होती है।
• वास्तविक अंशांकन से पुनः अलग करें।स्मार्ट ट्रांसमीटर पर निचली/ऊपरी रेंज मानों को बदलने से वह जो प्रदर्शित करता है वह बदल जाता है - यह सेंसर बहाव को ठीक करने के लिए कुछ नहीं करता है। यह अपेक्षा से अधिक बार मिश्रित हो जाता है।

अंशांकन अभ्यास जो वास्तव में बहाव जोखिम को कम करते हैं

उचित रूप से पता लगाने योग्य संदर्भ का उपयोग करें

फ़ील्ड अंशांकन केवल उतना ही अच्छा है जितना इसकी तुलना की जाती है। संदर्भ मानक को अमेरिका में राष्ट्रीय मेट्रोलॉजी संस्थान - एनआईएसटी, या कहीं और समकक्ष निकाय - से पता लगाया जाना चाहिए और एक कामकाजी नियम के रूप में संदर्भ उपकरण को परीक्षण के तहत ट्रांसमीटर की तुलना में सार्थक रूप से अधिक सटीक होना चाहिए, जिसे आमतौर पर कम से कम 3:1 से 4:1 सटीकता अनुपात के रूप में उद्धृत किया जाता है, जिसे टेस्ट सटीकता अनुपात, या टीएआर [3] [4] कहा जाता है। ±0.075% रेटिंग वाले ट्रांसमीटर को ऐसे संदर्भ के विरुद्ध कैलिब्रेट करना जो केवल दोगुना सटीक है, वास्तव में कुछ भी साबित नहीं कर रहा है।

अंतराल को डेटा से सेट करें, आदत से नहीं

कोई सार्वभौमिक "सही" अंतराल नहीं है - यह लूप की गंभीरता, प्रक्रिया वातावरण और लागू होने वाली किसी भी नियामक आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। अभिरक्षा हस्तांतरण और सुरक्षा उपकरण वाले लूपों में अक्सर देखे गए बहाव की परवाह किए बिना अपने स्वयं के अनिवार्य चक्र होते हैं [4]। जो मायने रखता है वह यह है कि अंतराल उस विशिष्ट सेवा के लिए ऐतिहासिक अंशांकन डेटा से निर्धारित किया जाता है, किसी निर्माता की सामान्य अनुशंसा से कॉपी नहीं किया जाता है और कभी भी दोबारा नहीं देखा जाता है।

एप्लिकेशन के साथ सेंसर प्रौद्योगिकी का मिलान करें

प्रत्येक सेंसिंग तकनीक एक ही तनाव में एक जैसा व्यवहार नहीं करती है। कैपेसिटिव तत्व समय के साथ शून्य स्थिरता बनाए रखते हैं; पीज़ोरेसिस्टिव डिज़ाइन तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं लेकिन निरंतर भार के तहत अधिक बहाव दिखा सकते हैं; डिजिटल, माइक्रोप्रोसेसर {{1}मुआवजा ट्रांसमीटर आम तौर पर केवल लंबी अवधि की स्थिरता के लिए डिज़ाइन किए गए एनालॉग से बेहतर प्रदर्शन करते हैं, क्योंकि तापमान मुआवजे को पुराने एनालॉग घटकों के बजाय कम्प्यूटेशनल तरीके से नियंत्रित किया जाता है [5]। उच्च{{6}स्थैतिक डीपी सेवा के लिए, एक प्रकाशित, परीक्षणित स्थैतिक दबाव त्रुटि विनिर्देश वाला एक ट्रांसमीटर ध्यान देने योग्य है, - कई डेटाशीट इस संख्या को छुपाते हैं, और यह बिल्कुल वही है जो उस एप्लिकेशन में वास्तविक -विश्व प्रदर्शन की भविष्यवाणी करता है।

जब आप ट्रांसमीटर निर्दिष्ट कर रहे हों तो इसका क्या अर्थ है

किसी स्थापित ट्रांसमीटर की समस्या का निवारण करने के बजाय ट्रांसमीटरों का मूल्यांकन करने वाले खरीदार के लिए, व्यावहारिक उपाय डेटाशीट की पहली पंक्ति पर आधार सटीकता संख्या को देखना है। जो विशिष्टताएं वास्तव में दीर्घकालिक बहाव व्यवहार की भविष्यवाणी करती हैं, वे और नीचे बैठती हैं: प्रकाशित वार्षिक स्थिरता (आमतौर पर %/वर्ष के रूप में बताई गई), पूर्ण क्षतिपूर्ति सीमा में तापमान गुणांक, और डीपी ट्रांसमीटरों के लिए - स्थैतिक दबाव प्रभाव विनिर्देश। थोड़ी कम हेडलाइन सटीकता वाला लेकिन सख्त स्थिरता युक्त एक ट्रांसमीटर अक्सर दो या तीन साल की सेवा में "अधिक सटीक" इकाई से बेहतर प्रदर्शन करेगा, जहां बहाव की वास्तविक लागत दिखाई देती है: अनियोजित पुन: अंशांकन श्रम, प्रक्रिया में गड़बड़ी, और विनियमित अनुप्रयोगों में, ऑडिट निष्कर्ष।

अंतिम विचार

बहाव इस बात का संकेत नहीं है कि ट्रांसमीटर ख़राब है - यह वास्तविक {{1}विश्व थर्मल साइक्लिंग, यांत्रिक तनाव और घटक उम्र बढ़ने के संपर्क में आने वाले किसी भी सेंसर के लिए एक भौतिक निश्चितता है। इंजीनियरिंग का सवाल यह नहीं है कि इसे कैसे खत्म किया जाए, बल्कि इसे कैसे निर्दिष्ट किया जाए, स्थापित किया जाए और इसके चारों ओर कैलिब्रेट किया जाए ताकि यह अब से छह महीने बाद एक रहस्यमय प्रक्रिया समस्या के रूप में दिखाई देने के बजाय एक पूर्वानुमानित, दस्तावेजी बैंड के अंदर रहे।

संदर्भ

• साइंसडायरेक्ट, "दबाव ट्रांसमीटर सटीकता" -https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019057809000329
• GAMICOS, "प्रेशर ट्रांसमीटर जीरो ड्रिफ्ट: डायग्नोसिस और कैलिब्रेशन गाइड" -https://blog.gamicos.com/pressure-ट्रांसमीटर-शून्य-बहाव-निदान{{6}अंशांकन-मार्गदर्शिका
• आईएसए, "दबाव ट्रांसमीटरों को कैलिब्रेट करने की मूल बातें," इनटेक -https://www.isa.org/intech-home/2016/september{{4}october/departments/basics{{5}of{{6}कैलिब्रेटिंग{{7}प्रेशर-ट्रांसमीटर
• कंट्रोल ग्लोबल, "कैलिब्रेटिंग प्रेशर इंस्ट्रुमेंटेशन" -https://img.controlglobal.com/files/base/ebm/controlglobal/document/2022/08/1661881713031-ct1705calibratingpressureinstrumentation.pdf
• रीयलपार्स, "एनालॉग ड्रिफ्ट का क्या कारण है?" -https://www.realpars.com/blog/analog-बहाव