シーメンス 7ML5432-0GC20-1AA0 は、DN100 PN10/16 ポリプロピレンフランジレンズアンテナを搭載した SITRANS LR250 です。これは、産業プロセスおよび貯蔵容器内の液体およびスラリーの連続非接触測定用に設計された 25 GHz 2線式パルスレーダーレベルトランスミッターです。LR250 製品ラインにおいて、ポリプロピレンレンズアンテナ仕様は、プロセス媒体がステンレス鋼を腐食させるほど化学的に攻撃的であるが、PTFE または TFM レンズ材料を必要とするような極端な温度には達しない場合に選択される仕様です。酸、アルカリ、多くの有機溶剤に対するポリプロピレンの幅広い耐薬品性と、約 80℃ の実用的な使用限界を組み合わせることで、この構成は、標準的な金属製接液部を備えた機器の安全範囲外にある幅広い化学薬品貯蔵およびプロセス用途に最適なツールとなります。
25 GHz では、SITRANS LR250 は K バンドで動作し、低周波レーダー機器よりも狭いビーム角度とシャープな信号フォーカスを提供します。
ポリプロピレンレンズアンテナの 10° ビーム角度は、放出されるレーダーコーンを十分に制限し、ミキサー、はしご、加熱コイル、支持柱などの内部容器の障害物による誤ったエコーを回避します。これは、ミリ波デバイスのような狭い物理的アンテナ開口部を必要としません。
この実用的なビーム形状は、LR250 シリーズがレーダー測定を考慮して設計されていないタンクで広く使用されている理由の 1 つです。
カプセル化されたホーン設計は、導波管アンテナをポリプロピレン本体内に完全に収容します。
これにより、攻撃的な環境で露出した金属製アンテナを腐食させるプロセス蒸気や結露からアンテナが保護され、アンテナ構造にプロセス圧力が作用するのを防ぎます。プロセスに面するフランジ面は、媒体に内部構造が見えないフラットなポリプロピレン面です。
その結果、機械的に堅牢なインターフェースが実現され、清掃が容易になり、化学的攻撃に耐え、アンテナ面に結露が発生する用途でも正確な測定を維持します。
主な仕様
パラメータ
| 測定 | 25 GHz パルスレーダー、非接触 |
|---|---|
| レンジ | 最大 20m (66 ft) |
| アンテナタイプ | ポリプロピレンフランジレンズ (PLA) |
| プロセス接続 | DN100 PN10/16 EN 1092-1 B1 突合せ面 |
| レンズ材質 | ポリプロピレン (PP) |
| ビーム角度 | 10° |
| 最大プロセス温度 | +80℃ (176°F) |
| 通信 | 4–20mA HART (起動時 <3.6mA) |
| 筐体 | アルミニウム、2 × M20×1.5最小ブランキング距離 |
| アンテナ面から 50mm | 認証 |
| CE、UKCA、FM、CSA、FCC、RED、RCM | 原産国 |
| カナダ | ポリプロピレン vs PTFE レンズ — 正しい材料選択 |
| LR250 ポリプロピレンレンズアンテナと PTFE/TFM レンズバリアントは、重複するが異なるアプリケーションスペースに対応します。ポリプロピレンレンズは、フランジ面と面一になるフラッシュ PTFE レンズよりも容器内に深く突き出ています。 | この形状により、ポリプロピレンバリアントはアンテナ面から 50mm のブランキング距離(アンテナに近い、信頼性の高いエコー処理が保証されないゾーン)が得られます。 |
2 つのレンズタイプが異なるのは温度です。PTFE および TFM レンズは最大 170℃ のプロセス温度に対応し、蒸気、高温プロセス流体、高温化学反応に指定されています。ポリプロピレンは 80℃ に制限されますが、温度が制約とならない用途ではコストと耐薬品性の利点をもたらします。
酸貯蔵、苛性ソーダタンク、廃水集水池、化学薬品保持容器、およびほとんどの常温プロセス流体用途では、ポリプロピレンバリアントが適切で費用対効果の高い選択肢です。
HART 通信とプロセス統合
4–20mA HART 出力は、従来の 2 線式アナログ信号のシンプルさと、同じ 2 本のワイヤを介したデジタル通信機能を組み合わせたものです。
4–20mA 出力はプライマリレベル表示を直接駆動し(PLC アナログ入力カードは設定なしでレベルを読み取ります)、HART デジタルレイヤーは、資産管理ソフトウェアまたは HART ハンドヘルド通信機に、すべてのトランスミッターパラメータ、診断データ、およびセカンダリ変数(エコー強度、信号対雑音比、温度)へのアクセスを提供します。
ローカルインターフェースは非常にシンプルであるため、基本的なレベルのインストール(空と全レベルの設定、測定単位の選択、4–20mA スパンの確認)には外部ツールは必要ありません。これは、ラップトップへのアクセスが困難な場所での初期コミッショニング中に重要です。
トランスミッターは 3.6mA 未満で起動し、4mA のゼロレベル出力よりも低いため、電源投入シーケンスの開始時のコールドスタート状態が、トランスミッターが初期化を完了して測定を開始する前に、接続された PLC または DCS で低レベルアラームをトリガーするのを防ぎます。
自動誤エコー抑制とソニックインテリジェンス
SITRANS LR250 の最も実用的に価値のある機能の 1 つは、Siemens の Sonic Intelligence エコー処理の一部である自動誤エコー抑制 (AFES) 機能です。
レベルトランスミッターが、インレット配管、支持ブラケット、加熱コイル、レベルゲージ接続などの固定内部構造を含む容器に取り付けられている場合、これらの構造はレーダーパルスをアンテナに反射し、液面として誤認識される可能性があります。
AFES は異なる動作をします。コミッショニング中に、オペレーターは参照レベルで容器の干渉エコープロファイルを記録します。
SITRANS LR250 はこれらの固定エコーをマッピングし、それらを有効なレベル信号ではなくバックグラウンドノイズとして扱い、後続の測定からフィルタリングします。
記録されたプロファイルは、容器内の実際の液面レベルが変化しても安定したままです。
これは、複数の固定障害物がある容器(より単純なレーダー機器を困難にする)が特別な設置要件なしでコミッショニングでき、液面が記録された障害物位置の近くにある場合でも確実に測定できることを意味します。
FAQ
Q1: DN100 PN10/16 フランジはヨーロッパ規格 (EN 1092-1) です。このトランスミッターを ASME B16.5 フランジノズルに取り付けることはできますか?
いいえ、アダプターなしではできません。DN100 PN10/16 EN 1092-1 タイプ B1 突合せ面フランジは、ヨーロッパ規格の対応フランジに直接ボルトで固定されます。ASME B16.5 4" クラス 150 フランジは、ボルト円径とボルト穴数が異なります。
トランスミッターを指定する前に、ノズルフランジ規格を確認してください。
Q2: このトランスミッターで信頼性の高い測定に必要な最小誘電率 (εr) はいくつですか?
SITRANS LR250 は、開放容器で液面の上から測定する場合、またはスチル管に取り付けられている場合(信号を集中させ、低誘電率媒体の性能を向上させます)、誘電率が 1.6 より大きい必要があります。
スチル管なしでプロセス容器に直接取り付ける場合は、信頼性の高いエコー処理のために 3 以上の誘電率が推奨されます。ほとんどの水ベースの溶液、酸、アルカリ、および高極性の有機溶剤は、誘電率が 3 をはるかに超えています。
軽質炭化水素および一部の溶剤はこのしきい値を下回り、スチル管の設置または代替測定技術が必要になる場合があります。
Q3: ブランキング距離はアンテナ面から 50mm です。これは最大測定レベルを制限しますか?
はい。ブランキングゾーン(ニアゾーンデッドバンドとも呼ばれます)は、アンテナのすぐ下にある信号処理が信頼できない領域を表します。アンテナ面から 50mm 以内の液面は測定できません。
ほとんどの貯蔵容器用途では、トランスミッターは最大高レベルアラームポイントの上に設置されているため、通常の操作中に液面がブランキングゾーンに近づくことはありません。
ただし、浅いタンクまたはノズル高さが非常に限られている容器では、最大測定レベルがブランキングゾーンの外側にあることを確認するために、このパラメータを設置エンジニアリングに考慮する必要があります。
Q4: ポリプロピレンレンズの温度制限は 80℃ です。プロセス温度がこれを一時的に超えた場合はどうなりますか?
ポリプロピレンは、プロセス温度と圧力の組み合わせにより、約 80℃ を超えると軟化し、機械的強度を失います。
80℃ をわずかに超える一時的な熱的変動は、その温度での圧力に応じて損傷なしで許容される場合がありますが、定格温度を超える持続的な運転は、レンズ本体の変形、フランジでの圧力シールの喪失、およびアンテナ形状の寸法変化による測定精度の低下のリスクがあります。
プロセス温度が定期的に 80℃ を超える用途では、PTFE または TFM 1600 レンズを備えたカプセル化ホーンバリアント(170℃ 定格)が適切な仕様です。
Q5: SITRANS LR250 は、固形粒子を含むスラリーのレベルを測定できますか、それとも透明な液体のみですか?
レーダーは測定媒体の光学的な透明度の影響を受けません。媒体を透過する光や音ではなく、液面での誘電体インターフェースを測定します。スラリーの場合、関連するパラメータは、表面がレーダー反射のために一貫した誘電体インターフェースを提供するかどうかです。
表面が比較的平坦な(激しく攪拌されていない)十分に混合されたスラリーは、一般的に SITRANS LR250 で測定できます。表面に重度の泡が発生するスラリーは課題となる可能性があります。泡層はレーダー信号を減衰させたり、下の実際の液面ではなく泡の表面で反射したりする可能性があるためです。
泡立ち用途では、HART 経由でアクセス可能なエコー処理診断機能は、測定エコーが安定しており、正しい表面を追跡しているかどうかを評価するのに役立ちます。