Configuration ارائهشده دارای آنتن Horn با قطر 40 میلیمتر، Seal از نوع FKM Viton GLT، فلنج NPS 2" Class 150 از 316/316L، خروجی دو سیمه 4–20mA HART به همراه Switch Output، Housing دو محفظه GT19 از PBT و Gland M20 است و برای Non-Hazardous Area سفارش داده شده است.
جدول مشخصات فنی Micropilot FMR51
| عنوان |
مشخصات فنی |
| مشخصات عمومی محصول |
| نوع محصول |
لول ترانسمیتر راداری |
| برند |
Endress+Hauser |
| خانواده محصول |
Micropilot |
| مدل |
FMR51 |
| اصل اندازهگیری |
Free-Space Radar / Time-of-Flight |
| نوع اندازهگیری |
پیوسته و غیرتماسی |
| کاربرد اصلی |
اندازهگیری Level مایعات، Paste و Slurry |
| تماس آنتن با سطح محصول |
ندارد |
| Approval این Configuration |
Non-hazardous Area |
| مشخصات رادار |
| Operating Frequency |
K-band, approx. 26 GHz |
| Measurement Principle |
اندازهگیری Time-of-Flight پالس راداری |
| Reference Accuracy |
±2 mm |
| Maximum Measuring Range خانواده استاندارد |
Up to 40 m / 131 ft |
| Maximum Range با Advanced Dynamics |
Up to 70 m / 230 ft |
| برد واقعی همین Configuration |
وابسته به آنتن 40mm، Dielectric Constant، Turbulence، Foam، شکل مخزن و شرایط نصب است |
| Antenna این Configuration |
| Antenna |
Horn 40 mm / 1-1/2" |
| Antenna Code |
BA |
| Horn Diameter |
40 mm |
| Beam Angle |
23° |
| Horn Length |
Approx. 86 mm |
| Reference Length |
Approx. 51 mm |
| Horn Material |
Stainless Steel |
| Beam راداری |
| Beam Angle آنتن 40mm |
23° |
| Beam Diameter در فاصله 5m |
Approx. 2.0 m |
| Beam Diameter در فاصله 10m |
Approx. 4.1 m |
| اهمیت Beam Clearance |
تجهیزات داخلی مخزن باید تا حد امکان خارج از Beam اصلی قرار گیرند |
| Seal و دمای فرایند |
| Seal این Configuration |
FKM Viton GLT |
| Seal Code |
A5 |
| Process Temperature با Viton GLT |
-40...+150 °C |
| معادل فارنهایت |
-40...+302 °F |
| حداکثر دمای همین Configuration |
+150 °C |
| فشار فرایندی |
| Process Pressure مرتبط با Seal A5 |
-1...+40 bar gauge |
| معادل PSI |
-14.5...+580 psi |
| فشار نهایی همین دستگاه |
محدود به Pressure Rating فلنج Class 150، دمای فرایند و ضعیفترین جزء دستگاه است |
| مرجع فشار نهایی |
MWP درجشده روی Nameplate دستگاه |
| Process Connection |
| Process Connection این Configuration |
NPS 2" Class 150 RF |
| Process Connection Code |
AFJ |
| Flange Standard |
ASME B16.5 |
| Flange Facing |
RF - Raised Face |
| Flange Material |
316 / 316L |
| Pressure Class |
ASME Class 150 |
| تعیین فشار مجاز |
براساس ASME B16.5، Temperature و Nameplate |
| خروجی و Communication |
| Power Supply; Output |
2-wire; 4-20 mA HART, Switch Output |
| Output Code |
B |
| Current Output |
Passive 4...20 mA HART |
| Communication |
HART |
| Switch Output |
دارد |
| Switch Output Type |
Open Collector |
| Switching Behavior |
Binary / Conductive or Non-conductive |
| Switch Output Voltage |
16...35 VDC |
| Switch Output Current |
0...40 mA |
| Internal Resistance |
< 880 Ω |
| Switch Point |
قابل برنامهریزی |
| Switch-on / Switch-off Point |
بهصورت جداگانه قابل تنظیم است |
| Switching Delay |
Adjustable 0...100 s |
| Failure Mode Switch |
Non-conductive |
| تغذیه الکتریکی |
| نوع تغذیه |
2-wire / Loop-powered |
| Terminal Voltage نسخه Non-Ex با Output B |
13...35 VDC |
| Maximum Loop Load |
به ولتاژ منبع تغذیه بستگی دارد |
| HART Communication Resistance |
≥ 250 Ω |
| Reverse Polarity Protection |
دارد |
| Display و Operation |
| Display این Configuration |
ندارد |
| Display; Operation |
Without; Via Communication |
| Local Operation |
در این Configuration وجود ندارد |
| Remote Configuration |
HART / FieldCare |
| Housing |
| Housing این Configuration |
GT19 Dual Compartment |
| Housing Material |
Plastic PBT |
| Housing Compartments |
دو محفظه مجزا برای Electronics و Connection |
| Housing Weight |
Approx. 1.2 kg |
| Housing Rotation |
Up to 350° |
| Electrical Connection و حفاظت |
| Electrical Connection |
Gland M20 |
| Degree of Protection |
IP66 / IP68 |
| NEMA |
NEMA 4X / 6P |
| Cable Gland Thread |
M20 × 1.5 |
| Cable Gland |
Plastic |
| شرایط محیطی |
| Ambient Temperature استاندارد |
-40...+80 °C |
| Ambient Option خانواده |
Down to -50 °C depending on order option |
| Temperature Derating |
با افزایش Process Temperature، حداکثر Ambient Temperature مجاز کاهش پیدا میکند |
| تاثیر Switch Output بر Derating |
در Output Option B و هنگام استفاده از Switch Output باید نمودار Derating مربوطه رعایت شود |
| ویژگیهای اندازهگیری |
| Multi-Echo Tracking |
در خانواده FMR51 موجود است |
| HistoROM |
دارد |
| Interference Echo Suppression |
دارد |
| Linearization |
برای تبدیل Level به Volume قابل استفاده است |
| Moving Parts |
ندارد |
| Configuration ارائهشده |
| Approval |
Non-hazardous Area |
| Power Supply; Output |
2-wire; 4-20 mA HART, Switch Output |
| Display; Operation |
Without; Via Communication |
| Housing |
GT19 Dual Compartment, Plastic PBT |
| Electrical Connection |
Gland M20, IP66/68 NEMA 4X/6P |
| Antenna |
Horn 40 mm / 1-1/2" |
| Seal |
FKM Viton GLT, -40...+150 °C |
| Process Connection |
NPS 2" Class 150 RF, 316/316L, ASME B16.5 |
توضیحات محصول
لول ترانسمیتر Endress+Hauser Micropilot FMR51 یک Radar Level Transmitter برای اندازهگیری پیوسته و غیرتماسی سطح مایعات است. این دستگاه برای کاربردهای صنعتی با شرایط فرایندی متنوع طراحی شده و از آنتن Horn برای ارسال و دریافت امواج راداری استفاده میکند.
عدم تماس مستقیم آنتن با سطح محصول باعث میشود اندازهگیری تحت تاثیر سایش مکانیکی Probe قرار نگیرد و تجهیز برای بسیاری از مخازن ذخیره و فرایندی مناسب باشد.
نحوه عملکرد رادار 26GHz
Micropilot FMR51 پالسهای راداری در محدوده K-band حدود 26GHz را از طریق Horn Antenna به سمت سطح ماده ارسال میکند.
بخشی از انرژی موج پس از برخورد با سطح محصول بازتاب شده و دوباره توسط آنتن دریافت میشود. دستگاه Time-of-Flight موج را اندازهگیری کرده و Distance بین Reference Point و سطح محصول را محاسبه میکند.
با مشخص بودن Empty Distance، مقدار Distance به Level تبدیل میشود.
اندازهگیری غیرتماسی
FMR51 یک Free-Space Radar است و برخلاف Guided Wave Radar نیازی به Rod یا Rope Probe داخل مخزن ندارد.
امواج راداری آزادانه از آنتن به سمت سطح محصول منتشر میشوند و Measurement بدون تماس مکانیکی با ماده انجام میشود.
دقت ±2 میلیمتر
Reference Accuracy اعلامشده برای Micropilot FMR51 در شرایط مرجع تا ±2 میلیمتر است.
دقت واقعی علاوه بر خود دستگاه به Installation، کیفیت Echo، Dielectric Constant، وضعیت سطح و وجود موانع داخل Beam نیز وابسته است.
آنتن Horn 40 میلیمتری
Antenna انتخابشده در این Configuration با کد BA از نوع Horn 40mm / 1½" است.
قطر Horn برابر 40 میلیمتر و طول آن تقریباً 86 میلیمتر است.
Beam Angle برابر 23 درجه
زاویه Beam آنتن 40mm در FMR51 برابر 23 درجه است.
این زاویه نسبت به آنتنهای بزرگتر خانواده، Beam عریضتری ایجاد میکند؛ برای مثال آنتن 80mm زاویه بسیار باریکتری دارد.
به دلیل Beam Angle برابر 23°، در مخازن باریک یا دارای Internal Fitting باید محل نصب آنتن با دقت بیشتری انتخاب شود تا تجهیزاتی مانند Ladder، Pipe، Heating Coil یا Agitator داخل Beam اصلی قرار نگیرند.
Measuring Range تا 40 متر
Maximum Measuring Range خانواده FMR51 در نسخه استاندارد تا 40 متر است و با Application Package نوع Advanced Dynamics میتواند تا 70 متر افزایش پیدا کند.
این مقادیر حداکثرهای خانواده هستند و نباید بهعنوان برد تضمینشده همین Configuration با Horn 40mm در هر مخزن معرفی شوند. برد واقعی به نوع سطح، Dielectric Constant، Turbulence، Foam، Geometry مخزن و وجود Interference Echo وابسته است.
Seal از نوع FKM Viton GLT
Seal انتخابشده در این Configuration از نوع FKM Viton GLT با کد A5 است.
محدوده Process Temperature این Seal برابر 40- تا 150+ درجه سانتیگراد است.
خانواده FMR51 در Configurationهای High Temperature میتواند دماهای بسیار بالاتری را پوشش دهد، اما این قابلیت به دستگاه حاضر مربوط نیست؛ زیرا همین Configuration از Viton GLT استفاده میکند و سقف دمای آن 150°C است.
فشار فرایندی
برای FMR51 با Seal نوع A5 Viton GLT محدوده Pressure مربوط به سنسور تا 1- تا 40+ bar gauge اعلام شده است.
با این حال دستگاه حاضر دارای Process Connection از نوع ASME Class 150 است و همین فلنج ممکن است محدودیت فشار پایینتری نسبت به حداکثر 40bar ایجاد کند.
Maximum Working Pressure نهایی دستگاه برابر پایینترین Pressure Rating اجزای انتخابشده است. برای تعیین فشار کاری همین دستگاه باید MWP روی Nameplate و Pressure-Temperature Rating فلنج ASME B16.5 بررسی شود.
فلنج NPS 2 اینچ Class 150
Process Connection انتخابشده با کد AFJ از نوع NPS 2" Class 150 RF مطابق ASME B16.5 است.
متریال Flange از 316/316L و نوع سطح آببندی آن Raised Face یا RF است.
خروجی دو سیمه 4–20mA HART
Power Supply و Output این Configuration با گزینه B انتخاب شده و شامل 2-wire 4–20mA HART + Switch Output است.
خروجی 4–20mA بهصورت Passive و Loop-powered کار میکند و HART نیز امکان Configuration، Diagnostics و دریافت اطلاعات دیجیتال دستگاه را فراهم میکند.
Switch Output
برخلاف Output Option ساده HART، این Configuration دارای Switch Output مستقل نیز هست.
این خروجی از نوع Open Collector است و میتواند براساس رسیدن متغیر انتخابشده به Switch-on یا Switch-off Point برنامهریزیشده تغییر وضعیت دهد.
محدوده الکتریکی Switch Output برابر 16 تا 35VDC و 0 تا 40mA است و Switching Delay را میتوان از 0 تا 100 ثانیه تنظیم کرد.
تغذیه 13 تا 35VDC
برای Configuration نوع B در Non-Hazardous Area، Terminal Voltage دستگاه برابر 13 تا 35VDC است.
مقدار Maximum Load حلقه 4–20mA به Supply Voltage واقعی بستگی دارد.
ارتباط HART
برای استفاده از HART Communication، مقاومت ارتباطی حداقل 250Ω باید در Loop وجود داشته باشد.
از HART میتوان برای Commissioning، تنظیم Measurement Parameters، مشاهده Diagnostic Data و نگهداری دستگاه استفاده کرد.
بدون نمایشگر محلی
Display و Operation این Configuration با گزینه Without; Via Communication انتخاب شده است.
بنابراین این دستگاه خاص دارای Local Display و Local Touch Control نیست و راهاندازی آن از طریق Communication انجام میشود.
Display و Bluetooth از امکانات قابل سفارش خانواده FMR51 هستند، اما در Configuration ارسالی وجود آنها مشخص نشده است؛ بنابراین به این دستگاه خاص نسبت داده نمیشوند.
Housing دو محفظه GT19
Housing انتخابشده از نوع GT19 Dual Compartment است.
بدنه GT19 از PBT Plastic ساخته شده و Electronics و Terminal Connection در دو محفظه مجزا قرار میگیرند.
وزن Housing GT19 حدود 1.2 کیلوگرم است.
Gland M20 و IP66/68
Electrical Connection این Configuration از نوع Gland M20 است.
طبق Configuration ارائهشده درجه حفاظت دستگاه IP66/68 و NEMA 4X/6P است.
Temperature Derating
محدوده Ambient Temperature دستگاه را نباید مستقل از Process Temperature در نظر گرفت.
با افزایش دمای Process Connection، حداکثر Ambient Temperature مجاز Housing کاهش پیدا میکند و این محدودیت در Output Option B هنگام استفاده از Switch Output اهمیت بیشتری پیدا میکند.
برای نصب در محیطهای گرم و همزمان Process Temperature بالا، باید نمودار Temperature Derating مربوط به GT19 و Output Option B در Technical Information بررسی شود.
نصب آنتن عمود بر سطح
برای دستیابی به Maximum Measuring Range، Horn Antenna باید تا حد امکان عمود بر سطح محصول نصب شود.
نصب آنتن با زاویه نامناسب میتواند قدرت Echo و Maximum Reach را کاهش دهد.
جهتگیری آنتن نسبت به دیواره مخزن
روی Flange یا Process Connection علامتی برای Alignment آنتن وجود دارد.
این Marking باید تا حد امکان به سمت دیواره مخزن قرار گیرد تا Beam Orientation مناسبتری ایجاد شود و Interference Echoها کاهش پیدا کنند.
نصب در Nozzle
برای عملکرد مطلوب، بهتر است Horn Antenna تا حد امکان از انتهای Nozzle بیرون باشد.
Nozzle بسیار بلند یا باریک میتواند باعث Reflectionهای اضافی شده و Measuring Range را کاهش دهد.
اندازهگیری در Stilling Well
FMR51 در صورت رعایت الزامات نصب میتواند در Stilling Well نیز استفاده شود.
در این حالت قطر داخلی لوله باید با Antenna Size سازگار باشد و سطح داخلی لوله تا حد امکان یکنواخت باشد.
اندازهگیری در Bypass
امکان نصب Micropilot FMR51 در Bypass Chamber نیز وجود دارد.
در Bypass بهتر است قطر لوله ثابت باشد و تغییرات ناگهانی سطح مقطع، Gapهای بزرگ یا اجزای داخلی نزدیک Beam وجود نداشته باشند.
Multi-Echo Tracking
خانواده Micropilot FMR51 از الگوریتم Multi-Echo Tracking برای ارزیابی Echoهای مختلف استفاده میکند.
این سیستم به دستگاه کمک میکند Echo واقعی سطح را از Reflectionهای ناشی از Internal Fittingها بهتر تفکیک کند.
HistoROM
FMR51 دارای سیستم HistoROM برای ذخیره Configuration و اطلاعات دستگاه است.
این قابلیت مدیریت Parameterها و Replacement الکترونیک را سادهتر میکند.
تاثیر Dielectric Constant
قدرت Reflection در Radar Level Measurement به Dielectric Constant یا εr ماده بستگی دارد.
موادی مانند آب با εr بالا Echo قوی ایجاد میکنند؛ در حالی که Hydrocarbonهای سبک و برخی حلالها دارای Echo ضعیفتری هستند و ممکن است Measuring Range عملی کمتری داشته باشند.
تاثیر Turbulence و Agitator
FMR51 برای مخازن دارای Agitator و سطح متلاطم نیز قابل استفاده است، اما Turbulence شدید میتواند Signal Reflection را کاهش دهد.
در چنین کاربردهایی انتخاب محل نصب، Antenna Size و تنظیمات Application اهمیت زیادی دارد.
تاثیر Foam
Foam میتواند بخشی از انرژی موج راداری را جذب یا پراکنده کند و باعث کاهش Echo سطح واقعی شود.
نوع و ضخامت Foam، Dielectric Constant ماده و شرایط فرایند تعیین میکنند که این اثر تا چه حد بر اندازهگیری تاثیر داشته باشد.
کاربردهای Micropilot FMR51
Micropilot FMR51 برای اندازهگیری سطح مایعات در مخازن ذخیره و فرایندی صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، شیمیایی، نیروگاهی، آب، Utility و بسیاری از فرایندهای صنعتی قابل استفاده است.
همچنین این مدل برای Paste و Slurryهایی که شرایط بازتاب راداری مناسبی دارند قابل استفاده است.
تفاوت FMR51 با Levelflex
Micropilot FMR51 یک Free-Space Radar است؛ بنابراین هیچ Probeای داخل ماده قرار نمیگیرد.
در مقابل، مدلهایی مانند Levelflex FMP51 از Guided Wave Radar استفاده میکنند و پالس راداری در امتداد Rod یا Rope Probe هدایت میشود.
Non-Hazardous Area
Approval انتخابشده برای این Configuration برابر Non-Hazardous Area است.
بنابراین همین دستگاه خاص نباید بهعنوان نسخه دارای ATEX، IECEx یا سایر Explosion Protection Approvalها معرفی شود؛ هرچند خانواده FMR51 در Configurationهای دیگر با این تاییدیهها قابل ارائه است.
جمعبندی
لول ترانسمیتر راداری Endress+Hauser Micropilot FMR51 یک Radar Level Transmitter غیرتماسی با فرکانس حدود 26GHz و Reference Accuracy تا ±2 میلیمتر است.
Configuration ارائهشده بهطور مشخص دارای Horn Antenna با قطر 40mm و Beam Angle برابر 23°، Seal از نوع FKM Viton GLT با محدوده دمای 40- تا 150+ درجه، فلنج NPS 2" Class 150 RF از 316/316L، Housing دو محفظه GT19 از PBT، Gland M20 با IP66/68 NEMA4X/6P و خروجی دو سیمه 4–20mA HART + Switch Output است.
این نسخه فاقد Local Display و برای Non-Hazardous Area سفارش داده شده است.
همچنین فشار نهایی دستگاه نباید صرفاً براساس حداکثر 40bar مربوط به FMR51 با Viton تعیین شود؛ به دلیل استفاده از ASME Class 150 باید MWP روی Nameplate و Pressure-Temperature Rating فلنج در شرایط واقعی فرایند مبنا قرار گیرد.