Chiunque abbia trascorso del tempo attorno a una linea di trattamento delle acque reflue ha una storia su un sensore di livello che ha smesso di avere senso. La lettura salta senza motivo, l'allarme non smette di suonare, oppure il serbatoio sembra mezzo pieno sull'HMI mentre l'operatore che sta accanto ad esso può vedere che è quasi pieno.Indicatori di livello ad ultrasuonisono ancora una delle scelte più ragionevoli per questo tipo di ambiente - nessuna parte bagnata, precisione decente per il prezzo, facile da sostituire. Ma hanno modelli di fallimento che si ripetono in tutti gli stabilimenti, e la maggior parte di essi è riconducibile alla stessa manciata di cause.
Questa è una carrellata dei problemi che emergono più spesso, di ciò che effettivamente accade dietro di essi e di ciò che tende a risolverli definitivamente anziché solo per una settimana.
Perché le piante continuano a scegliere i sensori a ultrasuoni invece che a contatto-
La logica è abbastanza semplice. Influenti grezzi, fanghi primari, liquami di sabbia - niente di tutto ciò è gentile con tutto ciò che lo tocca. Marmellata di galleggianti con stracci e grasso. Le sonde di capacità si incrostano e vanno alla deriva. I sensori a ultrasuoni si trovano sopra il liquido e non entrano mai in contatto, quindi in molte applicazioni durano più a lungo con meno attenzione.
Detto questo, il compromesso è che stanno misurando all'aria aperta sopra un serbatoio che è spesso pieno di vapore, schiuma e parti in movimento - che è esattamente l'ambiente che li fa inciampare. La tecnologia risolve un problema (fouling) e ne eredita un altro (interferenza). Vale la pena informarsi, soprattutto se stai confrontando i preventivi e l'unità di un fornitore è notevolmente più economica - di solito è più economica perché salta le funzionalità che affrontano questo secondo problema.
I problemi che effettivamente si presentano sul posto
1. Schiuma che mangia il segnale
Questa è la lamentela che sentiamo più spesso, e riguarda quasi sempre i bacini di aerazione o ovunque sia presente una miscelazione meccanica. La schiuma non riflette il suono come fa una superficie liquida piatta - lo disperde, quindi il sensore perde completamente l'eco o cattura un riflesso parziale da qualche parte all'interno dello strato di schiuma, non l'effettiva superficie dell'acqua sottostante.
Abbiamo avuto un caso in cui un impianto continuava a ricevere allarmi di livello alto-durante il picco di carico biologico, anche se il serbatoio non era neanche lontanamente pieno. Si è scoperto che lo strato di schiuma durante quel periodo era abbastanza spesso da consentire al sensore di leggere la parte superiore della schiuma come livello del liquido. La soluzione non era un nuovo sensore - ma lo stava riposizionando lontano dalla zona del diffusore e aggiungendo una breve sezione di calma per ridurre l'esposizione diretta alla schiuma. La lettura si è stabilizzata entro un giorno.
Se il riposizionamento non è pratico, guarda le unità con sensibilità della soglia dell'eco regolabile. Non eliminerà il problema nella schiuma pesante, ma ridurrà significativamente i falsi trigger.
2. Falsi echi provenienti dai componenti interni del serbatoio
Una scala, un albero agitatore, una trave di supporto posizionata all'interno del cono del raggio del sensore - ognuno di essi può rimbalzare indietro il suono e essere letto come superficie. Questo tende ad apparire come un salto improvviso e fisicamente impossibile nella linea di tendenza: il livello scende di dieci centimetri in un ciclo di scansione, per poi tornare indietro.
Gli acquirenti spesso trascurano l'angolo del fascio quando confrontano i sensori, soprattutto perché è sepolto nella scheda tecnica e ogni modello "sembra uguale" sulla carta. Non dovrebbe essere un ripensamento - un ampio angolo del fascio in un acquario pieno di disordine strutturale sta causando esattamente questo problema. Durante la messa in servizio, l'esecuzione di una corretta routine di mappatura dei falsi-echi, invece di passare direttamente alle impostazioni predefinite, risolve gran parte di questi casi prima che diventino una chiamata di servizio.
3. La zona cieca ti cattura proprio quando la precisione conta di più
Ogni trasduttore ultrasonico ha una zona morta vicino al viso dove la lettura non è affidabile - l'onda non si è ancora stabilizzata. Se il livello di riempimento massimo del serbatoio si trova vicino a quella zona, perdi precisione esattamente nel momento in cui ne hai più bisogno: vicino al trabocco.
Questa è una di quelle cose che è economico da prevenire e fastidioso da risolvere dopo l'installazione. Prima del montaggio, controlla le specifiche della zona cieca rispetto al livello massimo previsto effettivo, con margine, - e non il numero generico di "intervallo di misura" indicato dai fornitori, che di solito presuppone condizioni ideali di serbatoio aperto- che non corrispondono a un vero bacino fognario.
4. Deriva dagli sbalzi di temperatura e umidità
La velocità del suono cambia con la temperatura dell'aria, quindi un serbatoio che si riscalda sotto il sole diretto e si raffredda durante la notte può mostrare una lenta deriva nella lettura che non ha nulla a che fare con il livello effettivo del liquido. È abbastanza sottile che gli operatori a volte lo inseguono come un problema di calibrazione per settimane prima di rendersi conto che traccia la curva della temperatura giornaliera.
I sensori con sonda di temperatura integrata-e compensazione automatica gestiscono tutto ciò senza l'intervento dell'operatore. Se l'unità già installata non ne è dotata, un controllo incrociato manuale-con un indicatore del personale in diversi momenti della giornata quantificherà almeno la quantità di deriva che si sta verificando, il che aiuta a decidere se vale la pena effettuare un aggiornamento.
5. Adesioni sulla superficie del trasduttore
Il mancato-contatto non significa zero manutenzione. Con il tempo la nebbia di grasso e la condensa si depositano sulla superficie del sensore, soprattutto in prossimità del trattamento primario o dello scarico industriale ad alto contenuto di grassi. Una superficie rivestita indebolisce l'impulso in uscita e il segnale di ritorno diventa più rumoroso prima che qualcuno si accorga di un guasto completo - si degrada gradualmente, motivo per cui è facile non notarlo durante un rapido controllo visivo.
Una pulizia-a un intervallo prestabilito ne previene la maggior parte. Per le linee in cui questo è un mal di testa ricorrente, vale la pena prestare attenzione al materiale di rivestimento del trasduttore quando si acquistano unità con rivestimento in - PTFE o PVDF- che rilasciano il grasso molto meglio della plastica non rivestita e la differenza di prezzo è piccola se paragonata al costo della manodopera per pulire un sensore sporco ogni poche settimane.
6. Turbolenza che disturba il segnale di ritorno
Canali di sabbia, scatole di suddivisione del flusso, qualsiasi cosa vicino a un mixer - turbolenza superficiale scompone il riflesso in un ritorno incoerente e rumoroso invece di un'eco pulita. Il sensore non è rotto, semplicemente non riceve un segnale di cui possa fidarsi.
Posizionarsi sulla sezione di flusso più calma disponibile aiuta più di quanto le persone si aspettino. Laddove ciò non sia possibile, vale la pena dare un'occhiata alle impostazioni di smorzamento o media del trasmettitore - la maggior parte delle unità industriali consente di attenuare la risposta senza restare troppo indietro rispetto ai cambiamenti reali. È un'impostazione che le persone raramente toccano dopo la messa in servizio, il che è un peccato, perché spesso è l'intera soluzione.
7. Scorciatoie di installazione che sembrano guasti hardware
Questo non è affascinante ma è una causa radice veramente comune. Sensore montato troppo vicino alla parete del serbatoio, cavo del segnale parallelo alla linea di alimentazione del motore senza schermatura, unità non del tutto verticale - qualcuno di questi produrrà letture che sembrano un sensore difettoso quando il sensore stesso è a posto.
Vale la pena verificare la distanza dalla parete rispetto al minimo indicato dal produttore (in genere 20-30 cm, varia in base al modello), instradando il cavo del segnale separatamente dall'alimentazione, ove possibile, e confermando che il supporto sia a livello prima di incolpare lo strumento. È un controllo di cinque minuti che fa risparmiare un tiro di camion.
Cosa significa se si sceglie un sensore, non solo se si ripara uno
Per gli acquirenti che confrontano le opzioni piuttosto che risolvere i problemi di ciò che è già installato, alcune cose contano di più nella pratica di quanto solitamente suggeriscano i numeri delle schede tecniche:
- Materiale della custodia e del pressacavocontano di più in un impianto di depurazione che in qualsiasi altro posto, perché l'idrogeno solforato corrode gli involucri economici più velocemente di quanto la maggior parte degli acquirenti si aspetti. L'alloggiamento in acciaio inossidabile o PBT-di alta qualità costa di più in anticipo, ma modifica notevolmente il ciclo di sostituzione.
- Qualità dell'elaborazione dell'ecoè il vero elemento di differenziazione tra unità di budget e unità di fascia media-, più della gamma grezza o dei numeri di precisione sulla carta. Due sensori con identica precisione pubblicata possono comportarsi in modo completamente diverso in un serbatoio schiumoso a seconda della capacità del filtraggio interno di gestire un segnale di ritorno rumoroso.
- Supporto locale e disponibilità di pezzi di ricambiofiniscono per contare tanto quanto l'hardware stesso una volta che un'unità è rimasta in servizio per un po' di tempo - un sensore leggermente più economico ma che impiega settimane per ottenere una parte di ricambio non è in realtà più economico.
Abitudini di manutenzione che prolungano la durata
- Pulire la superficie del trasduttore in base a un programma prestabilito anziché in modo reattivo - al mese è un'impostazione predefinita ragionevole per le linee-pesanti di grasso
- Controllare la corrosione delle guarnizioni dell'alloggiamento e dei pressacavi un paio di volte all'anno
- Ri-verificare rispetto a una lettura manuale dopo qualsiasi pulizia del serbatoio o modifica strutturale nelle vicinanze
- Ricontrollare le staffe di montaggio dopo grandi sbalzi di temperatura stagionali
- Rivedi e aggiorna la mappa dei falsi-echi se cambia qualcosa all'interno del serbatoio - nuova attrezzatura, scale aggiunte, qualsiasi cosa che alteri il percorso del raggio
Quando è il momento di considerare invece il radar
I sensori a ultrasuoni sono un solido valore predefinito per molti serbatoi delle acque reflue, ma non sono sempre la scelta giusta. Schiuma pesante persistente, vapore denso o serbatoi stretti pieni di ostruzioni tendono a favorire un indicatore di livello radar a onda guidata o senza-contatto, poiché il radar è molto meno sensibile al vapore, alla schiuma e alla stratificazione della temperatura. L'acquisto costa di più, ma per un serbatoio che non si è mai comportato bene con gli ultrasuoni - del tipo che genera un ticket di supporto ogni due mesi - il costo totale di solito si calcola entro un paio d'anni una volta preso in considerazione il tempo di risoluzione dei problemi.
Domande frequenti
È possibile risolvere l'interferenza della schiuma semplicemente impostando le impostazioni, senza spostare il sensore?
Parzialmente. La regolazione della soglia dell'eco e dello smorzamento riduce i falsi allarmi derivanti da una schiuma moderata, ma uno strato di schiuma spesso e persistente di solito richiede anche un cambiamento fisico - riposizionamento, un pozzo di calma o una tecnologia completamente diversa.
Con quale frequenza questi sensori dovrebbero essere effettivamente ricalibrati in un'applicazione per le acque reflue?
Una volta all'anno è una linea di base ragionevole per la maggior parte delle piante. Laddove l'aria è particolarmente corrosiva o le parti interne del serbatoio cambiano spesso, il controllo ogni sei mesi tende a individuare la deriva prima che diventi un problema operativo.
Pagare di più per un sensore si traduce effettivamente in meno problemi?
In questa categoria, di solito sì - la differenza di prezzo tende a riflettere aspetti reali come il materiale di rivestimento, la qualità della lavorazione dell'eco e la durabilità dell'alloggiamento, non solo il marchio. Nello specifico, per le difficili condizioni delle acque reflue, l'opzione più economica spesso finisce per costare di più in termini di interventi di manutenzione.
È possibile installare questi sensori in serbatoi sigillati-a tenuta di gas?
La maggior parte dei modelli lo supporta, ma le differenze di pressione all'interno di un recipiente sigillato possono comunque influenzare leggermente il tempo di percorrenza del suono. Vale la pena verificare la pressione nominale e l'intervallo di compensazione prima di specificare un sensore per un serbatoio chiuso.
Per quanto tempo queste unità resistono in genere in un ambiente con acque reflue prima di dover essere sostituite?
Con abitudini di pulizia ragionevoli e la giusta valutazione dell'alloggio, sono tipici diversi anni di servizio affidabile. L'esposizione al gas corrosivo o la mancanza di manutenzione riducono notevolmente tale finestra temporale.
Riferimenti
Documentazione guida della US Environmental Protection Agency - su strumentazione, controllo e automazione per gli impianti di trattamento delle acque reflue.
Water Environment Federation (WEF) - Manuale di pratica sulla strumentazione e sui sistemi di controllo degli impianti.
International Society of Automation (ISA) - riferimenti tecnici sui principi di misurazione del livello a ultrasuoni e radar.
Stai lavorando con un serbatoio specifico che non si comporta bene? Inviaci la configurazione e possiamo aiutarti a capire se si tratta di un problema di impostazioni, di posizionamento o di un caso di cambio di tecnologia.
