Správny výber meracej techniky nie je len otázkou toho, či potrebujete merať tlak, prietok, hladinu alebo teplotu. V priemyselnej praxi rozhodujú desiatky ďalších parametrov – vlastnosti média, merací rozsah, presnosť, materiálové vyhotovenie, spôsob montáže, okolité prostredie či komunikácia s riadiacim systémom.
Zariadenie môže podľa katalógu spĺňať požadovaný rozsah a napriek tomu byť pre konkrétnu aplikáciu nevhodné.
Následkom nemusí byť iba nepresné meranie. Nesprávny výber môže viesť k častým poruchám, kratšej životnosti zariadenia, neplánovaným odstávkam alebo v kritických prípadoch aj k bezpečnostnému riziku.
Pozrime sa preto na 10 najčastejších chýb pri výbere priemyselnej meracej techniky a na to, ako sa im vyhnúť.
1. Výber iba podľa meracieho rozsahu
Jednou z najčastejších chýb je postup:
„Potrebujem merať tlak do 10 bar, takže potrebujem snímač 0–10 bar.“
Merací rozsah je síce základný parameter, ale sám o sebe nestačí.
Potrebné je poznať:
- bežnú pracovnú hodnotu,
- minimálnu hodnotu,
- maximálnu hodnotu,
- možné krátkodobé špičky,
- dynamiku procesu.
Ak zariadenie väčšinu času pracuje iba na malej časti svojho rozsahu, nemusíme optimálne využívať jeho meracie schopnosti. Naopak, príliš tesne zvolený rozsah môže znamenať riziko preťaženia.
Pri tlaku treba počítať s tlakovými špičkami, pri prietoku s minimálnym a maximálnym prietokom a pri hladine s reálnou geometriou nádrže a meracou vzdialenosťou.
Zapamätajte si: Rozsah vyberajte podľa skutočných prevádzkových podmienok, nie iba podľa jednej nominálnej hodnoty.
2. Ignorovanie vlastností meraného média
Voda, para, olej, kyselina, stlačený vzduch alebo kal predstavujú pre meraciu techniku úplne odlišné podmienky.
Pri výbere je potrebné poznať napríklad:
- chemické zloženie média,
- teplotu,
- elektrickú vodivosť,
- viskozitu,
- hustotu,
- obsah pevných častíc,
- abrazivitu,
- možnosť tvorby usadenín.
Typickým príkladom je elektromagnetický prietokomer. Je veľmi vhodný pre množstvo kvapalín, ale jeho princíp vyžaduje dostatočnú elektrickú vodivosť média.
Rovnako môže byť tlakový snímač technicky vhodný rozsahom, ale jeho membrána alebo tesnenie nemusia byť kompatibilné s agresívnou chemikáliou.
3. Výber zbytočne vysokej presnosti
„Chcem čo najpresnejší snímač“ znie logicky, ale nemusí ísť o ekonomicky ani technicky optimálne zadanie.
Ak proces potrebuje presnosť ±1 %, nemusí mať zmysel platiť výrazne viac za zariadenie s presnosťou ±0,05 %.
Navyše samotný údaj o presnosti nevystihuje celé správanie meracieho zariadenia.
Výsledok môžu ovplyvniť:
- linearita,
- hysterézia,
- opakovateľnosť,
- teplotný drift,
- dlhodobá stabilita,
- montážne podmienky.
Oveľa dôležitejšia otázka preto znie:
Akú presnosť skutočne potrebuje technologický proces?
4. Podcenenie teploty média a okolia
Zariadenie môže byť vhodné z hľadiska tlaku, rozsahu aj materiálu a napriek tomu zlyhať kvôli teplote.
Treba rozlišovať minimálne medzi:
- teplotou média,
- teplotou okolitého prostredia,
- povolenou teplotou elektroniky.
Typickým príkladom je meranie tlaku pary. Procesný tlak môže byť úplne v rozsahu snímača, ale priama montáž môže elektroniku vystaviť neprípustnej teplote.
V takýchto prípadoch sa používajú vhodné procesné pripojenia, impulzné vedenia, kondenzačné slučky, oddeľovacie membrány alebo iné technické riešenia podľa konkrétnej aplikácie.
5. Nevhodný materiál zmáčaných častí
Pri meracej technike nestačí povedať, že zariadenie je „z nerezu“.
Je potrebné vedieť, ktoré časti prichádzajú do kontaktu s médiom a z akých materiálov sú vyrobené.
Môže ísť o:
- membránu,
- elektródy,
- meraciu trubicu,
- procesné pripojenie,
- tesnenia,
- O-krúžky,
- ochranné povlaky.
Chemická kompatibilita navyše závisí aj od koncentrácie a teploty média.
Zariadenie, ktoré spoľahlivo pracuje s chemikáliou pri 20 °C, nemusí byť vhodné pre rovnakú látku pri výrazne vyššej teplote.
6. Ignorovanie podmienok montáže
Správne zvolený prietokomer alebo snímač ešte automaticky neznamená správne meranie.
Veľkú úlohu zohráva miesto inštalácie.
Pri prietokomeroch môžu byť rozhodujúce:
- rovné úseky potrubia,
- úplné zaplnenie potrubia,
- smer prúdenia,
- poloha čerpadiel a ventilov,
- vibrácie,
- prítomnosť vzduchových bublín.
Pri hladinomeroch treba zohľadniť napríklad geometriu nádrže, miešadlá, plniaci prúd, penu či vnútorné konštrukcie.
A pri detektoroch plynov môže nesprávne umiestnenie znamenať, že zariadenie únik zachytí neskoro alebo vôbec.
Zapamätajte si: Merací prístroj nie je samostatný ostrov. Jeho presnosť závisí aj od toho, čo sa nachádza pred ním, za ním a okolo neho.
7. Zamieňanie IP krytia a ochrany do výbušného prostredia
IP67, IP68 a ATEX nevyjadrujú to isté.
IP krytie definuje ochranu krytu zariadenia pred vniknutím pevných častíc a vody podľa príslušného stupňa ochrany.
ATEX rieši použitie zariadení v prostredí s potenciálne výbušnou atmosférou.
Zariadenie s IP68 preto nie je automaticky vhodné do Ex prostredia.
Pri aplikáciách s horľavými plynmi, parami alebo prachom je potrebné určiť klasifikáciu priestoru a následne vybrať zariadenie s príslušnou ochranou a certifikáciou.
8. Nesprávny výstup alebo komunikačné rozhranie
Snímač môže merať dokonale, ale ak jeho signál nevie existujúci systém spracovať, vzniká ďalší problém.
Pred objednaním preto treba overiť:
- 4–20 mA,
- 0–10 V,
- HART,
- IO-Link,
- Modbus,
- PROFIBUS,
- PROFINET,
- impulzný alebo spínací výstup,
podľa konkrétneho zariadenia a architektúry systému.
Dôležitá nie je iba fyzická kompatibilita. Treba myslieť aj na napájanie, kabeláž, galvanické oddelenie, konfiguráciu a spôsob integrácie do PLC, DCS, SCADA alebo nadradeného monitoringu.
9. Výber podľa najnižšej obstarávacej ceny
Najlacnejšie zariadenie nemusí znamenať najlacnejšie riešenie.
Priemyselná meracia technika by sa mala hodnotiť podľa celkových nákladov počas životnosti zariadenia.
Do nich vstupujú:
- obstarávacia cena,
- montáž,
- kalibrácia,
- servis,
- náhradné diely,
- odstávky,
- životnosť,
- čas potrebný na výmenu.
Rozdiel niekoľkých stoviek eur pri kúpe môže byť zanedbateľný oproti nákladom spôsobeným jedinou neplánovanou odstávkou výroby.
Pre kritické meracie body je preto často výhodnejšie zvoliť robustnejšie a dlhodobo stabilné riešenie.
10. Výber zariadenia bez pohľadu na celý proces
Posledná chyba je zároveň jednou z najdôležitejších.
Merací prístroj by sa nemal vyberať izolovane.
Pred výberom by sme mali vedieť:
- čo chceme merať,
- prečo danú veličinu meriame,
- akú informáciu potrebuje riadiaci systém,
- čo sa stane pri nesprávnom meraní,
- aké sú prevádzkové limity,
- aká presnosť je potrebná,
- či ide o bezpečnostne kritické meranie,
- ako bude zariadenie servisované.
Niekedy sa až pri tomto pohľade ukáže, že pôvodne plánovaná technológia vôbec nie je najvhodnejšia.
Ako teda postupovať pri výbere meracej techniky?
Pred objednaním zariadenia si pripravte minimálne tieto informácie:
1. Meraná veličina
Tlak, prietok, hladina, teplota, koncentrácia plynu alebo iný parameter.
2. Médium
Presné označenie média a jeho vlastnosti.
3. Prevádzkové hodnoty
Minimum, normálny pracovný bod a maximum.
4. Teplota a tlak
Procesné aj okolité podmienky.
5. Materiálové požiadavky
Kompatibilita všetkých zmáčaných častí.
6. Požadovaná presnosť
Podľa skutočných potrieb procesu.
7. Podmienky montáže
Potrubie, nádrž, vibrácie, dostupný priestor a servisný prístup.
8. Okolité prostredie
Interiér, exteriér, vlhkosť, prach, umývanie, Ex prostredie.
9. Výstup a komunikácia
Kompatibilita s existujúcim riadiacim systémom.
10. Servis a životný cyklus
Kalibrácia, dostupnosť náhradných dielov a požadovaná životnosť.
Ak tieto údaje poznáte, výber meracej techniky je výrazne jednoduchší a riziko nesprávneho návrhu sa podstatne znižuje.
Zapamätajte si
Najčastejšou chybou nie je výber „zlého výrobcu“. Problémom býva nesprávne definovaná aplikácia.
Kvalitný prístroj použitý v nevhodných podmienkach môže merať horšie a vydržať kratšie než jednoduchšie zariadenie správne zvolené pre konkrétnu prevádzku.
Pri výbere preto nezačínajte katalógovým číslom. Začnite procesom, médiom a prevádzkovými podmienkami.
Záver
Správny výber meracej techniky ovplyvňuje nielen presnosť získaných údajov, ale aj spoľahlivosť, bezpečnosť a ekonomiku celej prevádzky. Merací rozsah alebo obstarávacia cena predstavujú iba malú časť rozhodovania.
Dôležité je posudzovať aplikáciu ako celok – od vlastností média a procesných podmienok cez montáž a materiálové vyhotovenie až po komunikáciu s riadiacim systémom a budúcu údržbu.
Spoločnosť REFLOW SK dodáva meraciu a regulačnú techniku pre priemyselné aplikácie a pomáha zákazníkom s návrhom vhodného riešenia podľa konkrétnych technologických a prevádzkových podmienok.
Súvisiace články:
Ako správne vybrať tlakový snímač pre priemyselnú aplikáciu
Ako vybrať správny prietokomer pre priemyselnú aplikáciu
Čo ovplyvňuje presnosť merania v praxi
Ako čítať datasheet meracieho zariadenia (a čo si všímať)
5 najčastejších chýb pri inštalácii prietokomeru a ako sa im vyhnúť