ПР200-х8 (измерение электропроводности).

[dreambelarus]

Продолжу свои изыскания по теме построения прототипа уровнемера с использованием ПР200х8 и ДС.ПВТ4 и кондуктометрической ячейки от MEYERTEC (в комплекте с "КосМастер") со встроенным датчиком температуры NTC10K

2024-01-06_15-09-00.png

На скрине видны тренды изменения электропроводности и уровня за несколько дней. Мы отключили разбор воды и авто слив из емкости. Поэтому уровень "физически" остается на протяжении нескольких дней неизменным примерно 80%. Как мы видим по трендам изменяется он потому что меняется свойство в нашем случае электропроводность самой воды. А так как у нас пересчет уровня прямо пропорционален ее электропроводности то получили рост:

1. уровня с 84% до 139%
2. электропроводности с 50мкСм до 84 мкСм.

По трендам видно что зависимость линейная это уже облегчает ситуацию пересчета ....немного разный угол но это сказывается разный уровень масштабируемости на графике если я прав...

Может из коллег кто-то силен в данной тематике буду благодарен за помощь.

Пока мысли такие....берем классическую формулу температурной компенсации удельной электропроводности (источник https://files.stroyinf.ru/Data2/1/42...a0v9nm51046855

Температурная зависимость электропроводности выражено формулой.

X₂₅=X_t / (1+at(t-25))

где Xt и X25 - УЭП при температуре t и 25 °С соответственно; αt - температурный коэффициент УЭП растворенного вещества (для воды примерно 2%).
Коэффициент αt – имеет прямую зависимость от температуры, и ее значение используют из расчета в диапазоне 20-50°С. Откопал из дипломной))

Перефразируем формулу заменив вместо "расчетной фактичекской электропроводности" у нас будет "расчетный фактический уровень в емкости"
а в место изменяющейся температуры будет изменяющаяся электропроводность измеряемая "эталонным" кондуктометром находящийся в нашей системе хранения и распределения очищенной воды обратного осмоса

X₍₅₀₎=X_(факт) / (1+a_УЭП(УЭП_(факт)-50))

где:
X₍₅₀₎ УРОВЕНЬ "приведенный к условиям калибровки в нашем случае это к электропроводности 50мкСм"
X_(факт) УРОВЕНЬ фактический без пересчета на изменившуюся электропроводность;
УЭП_(факт) это фактическая электропроводность снимаемая с кондуктометрического входа ПР200х8 где у нас классическая кондуктометрическая ячейка естественно 100% постоянно погруженная своими электродами в воду.
α_УЭП - высчитанный поправочный коэффициент коррекции уровня в зависимости от электропроводности
50(мкСм).это в классической формуле "опорная температура" у нас это будет "опорная" электропроводность в момент калибровки у меня 50 мкСм в другой ситуации она может быть другой...поэтому ее надо будет делать настраиваемой

Ну...вроде все предусмотрел....будем считать....пока в ексель погоняю по полученной базе

[dreambelarus]

Продолжу...
Перенес семь контрольных точек уровня и электропроводности в Ексель ввёл формулу расчета...
2024-01-06_18-25-50.png 2024-01-06_18-29-22.png

подобрал поправочный коэффициент.... и вот он меня озадачил.....он практически равняется коэффициенту применяемому при температурной компенсации для воды 0.021 грубо говоря 2% на 1 градус

2024-01-06_18-35-06.png 2024-01-06_18-36-53.png для понимания пару фоток из дипломки чтобы показать о чем это я...

Может просто совпадение ))) Я не показал полностью все тренды....исключил датчик температуры...чтобы он нас не путал....но придется еще перепроверить все.
В ПР200х8 я включил температурную компенсацию по обоим кондуктометрическим входам (в моем случае входы CI2 и CI4)...Указав что для обеих входов использовать аналоговый вход AI2 где подключен термодатчик NTC10K. То есть у нашего уровнемера (у него же нет датчика температуры) датчиком служит общий датчик на входе AI2 и от его показаний уже происходит пересчет температурной компенсации. Может тут повторюсь просто совпадение....но всяко бывает....придется выдвигаться к ПР200х8 с эталонами и сверится все ли у нас в порядке с термокомпенсацией по входам...у меня имеется в распоряжении шикарный калибратор термодатчиков...прогоним в диапазоне от 0-50 градусов посмотрим работу термокомпенсации в ПР200х8....то есть в калибратор погрузим кондуктометрическую ячейку а наблюдать будем показания по каналу уровнемера и фиксировать как работает коэффициент пересчета во всем диапазоне...и работает ли он...честно сказать вот так в паре когда используется один термодатчик на двоих я на стендах что то не додумался проверит....будем проверять в полях))

2024-01-06_19-14-24.png вот тренд с температурой...

Но если все же коэффициент правильный... попробуем пока с ним написать скрип с нашей формулой пересчета и выведем в SCADA оба значения....и за выходные посмотрим как после слива и промывки емкости будет стабилен уровень...на данный момент уровень в емкости ограничивается обычным поплавковым клапаном и за наши фактические 80% можно не переживать...

[dreambelarus]

Продолжу свои изыскания...в этот славный праздник Рождества...всем мира и добра в ваши семьи и дома...

Вот такой простенький скрипт получился...благо в SCADA есть различные языки написания и ФБД и СИ но выбрал Паскаль ...честно скажу не силен в этой области но он более наглядный для нашего случая, видно как наша формула перекочевала практически без изменений....не стал уже переименовывать внутренние переменные из предлагаемого скадой примера...

2024-01-07_11-43-52.png

Запускаем скрип и добавляем новый канал на мнемосхему...и в графики трендов.

2024-01-07_12-09-41.png

И получаем наши заветные 80% уровня....готовимся к сливу и промывке емкости это снизит УЭП до 35-40 мкСм и потом оставим на повторный анализ трендов и посмотрим насколько стабильный пересчет будет во времени. Надеюсь все получится

Сегодня электропроводность в емкости еще подросла....и появилась еще точка....добавил ее в таблицу... виден небольшой дрейф...1-2% по уровню....но это приемлемо потом проанализируем его природу....

2024-01-07_12-24-59.png

[dreambelarus]

Продолжу свои изыскания по теме построения прототипа уровнемера с использованием ПР200х8 и ДС.ПВТ4 и кондуктометрической ячейки от MEYERTEC (в комплекте с "КосМастер") со встроенным датчиком температуры NTC10K

2024-01-09_08-49-06.png 2024-01-09_08-54-36.png

Вот совсем небольшой тренд но уже видно что компенсация отрабатывает отлично... примерно получается 1.5% погрешности измерений...при условии что раньше получали только информацию о уровне старта наполнения и остановки....это уже серьезный шаг. Можно наблюдать динамику потребления...и уровень сброса воды в момент периодических промывок. В КосМастер.03 реализован контроль электропроводности в емкости хранения и распределения. Имеется не задействованный четвертый кондуктометрический вход. И данный датчик может стать прекрасным бюджетным дополнением... к проекту

Кондуктометрический уровнемер.jpg
Вот так мы увидели возможное применение...


Конечно в данном подходе измерения видится еще ряд факторов способных повлиять на точность измерения. Это и возможное загрязнение электродов при котором сферу применения можно ограничить резервуарами с очищенной водой. Возможно более жесткие требования к геометрии в части расстояния между стержнями...но он решился стандартными изоляторами из комплекта поставки ДС.ПВТ4. Но это незначительные влияния которые можно скомпенсировать периодическим обслуживанием датчика. Если коллегам видятся еще не учтенные факторы влияющие на точность...буду благодарен за высказанное ваше мнение в данной теме. Повторюсь тема кондуктометрического уровнемера для меня новая....просто она логически была затронута в свете интересующей меня темы кондуктометрических измерений как таковых....и не только качества воды... и тут был замечен возможный симбиоз двух методов....было интересно попробовать на практике что из этого получится.

[Eugene.A]

не учтенные факторы влияющие на точность

На одном из объектов вода для технологии использовалась из речного водозабора, так вот весной, во время разлива, отказывали все датчики уровня, а их там было несколько десятков по всем цехам и отделам. Талая вода поступала практически диэлектрическая. Где была возможность, в ёмкости подсыпали соль.

[dreambelarus]

На одном из объектов вода для технологии использовалась из речного водозабора, так вот весной, во время разлива, отказывали все датчики уровня, а их там было несколько десятков по всем цехам и отделам. Талая вода поступала практически диэлектрическая. Где была возможность, в ёмкости подсыпали соль.

Спасибо за пример. В кондуктометрических уровнемерах Овен и я думаю других производителей предусмотрена функция коррекции электропроводности воды с которой предполагается работать уровнемеру. По-моему 4 предела которые выставляются разово. И естественно если поступила талая вода то возможно произошло резкое падение электропроводности....Если вы о ней знаете и предупреждены заранее то либо перенастраивать БКК или САУ....или как вы указали соль....В моей системе коррекция уровня происходит постоянно. Немного попозже поэкспериментируем в более широком диапазоне электропроводности...так же думал добавлять (дозировать солевой раствор)...моделируя точки электропроводности....так как у меня закольцованная система с циркуляционным насосом необходимо некоторое время для равномерного размешивания соли по всей системе... У нас на производстве два источника исходной воды. Это артезианская скважина там вода круглый год очень стабильна на протяжении уже 10 лет...а вот городская с поверхностных вод канала...там сезонные колебания от 800мкСм до 1500 и более ...так же с весенним минимумом....но ваш пример очень поучителен, возьму на заметку ...спасибо огромное.

[dreambelarus]

IMG_20240110_132840.jpg
Будем пробовать ДС.ПВТ4 реально на зуб))
Спасибо компании за сладкие подарки...

IMG_20240110_133413.jpg

[dreambelarus]

Продолжу свои изыскания по теме построения прототипа уровнемера с использованием ПР200х8 и ДС.ПВТ4 и кондуктометрической ячейки от MEYERTEC (в комплекте с "КосМастер") со встроенным датчиком температуры NTC10K

Решили проверить реакцию системы на резкое добавление соли...поместили в емкость одну таблетку таблетированной соли... в принципе коррекция отработала неплохо... если в некорректированном уровне ожидаемо наблюдаем гигантский рост то в корректируемом падение с 80% до 68%....можно немного поиграться с процентом пересчета....если всеже есть нелинейность можно разбить диапазон на несколько частей и выпрямить коррекцию до необходимых значений...главное получаем общую картину...по сути помимо уровня видим как общую оценку состояния качества воды в емкости...интересно понаблюдать за данным процессом

Трен уровня после добавления соли.jpg

Трен уровня после добавления соли2.jpg

[dreambelarus]

Продолжу свои изыскания по теме построения прототипа уровнемера с использованием ПР200х8(КосМастер) + ДС.ПВТ4 + кондуктометрической ячейки от MEYERTEC (в комплекте с "КосМастер") со встроенным датчиком температуры NTC10K...Выдался свободный час благодаря празднику) СПАСИБО прекрасной половине человечества...когда же еще можно позаниматься любимым делом...да уж простят они меня ))

Вот так можно наблюдать слив с емкости и набор воды с дискретностью 0.1%....довольно информативно по сравнению с дискретным вариантом в а-ля БКК и САУ

2024-03-08_10-08-14.png

Виден небольшой подъем уровня воды и электропроводности в момент включения осмоса...это попадает в емкость первая вода с мембран обратного осмоса с высокой электропроводностью порядка 800мкСм со снижением до 30 в течении 3-4 минут (пока отключена промывка при старте чуть позже ее подключим и посмотрим эффект) и естественно влияет на наши кондуктометрические измерения. При этом происходит постоянный слив воды через клапан слива с линии циркуляции пермеата...то есть подача воды из осмоса не может в нашем случае привести к росту(у нас скорость слива больше скорости наполнения)....это однозначно влияние первой воды на верхние слой где погружен наш уровнемер. Фиксируем этот эффект.

Немного доработал стержни датчика... поставил силиконовые изоляторы ...использую не стандартны стержни из нержавейки с более меньшим сечением 2.2мм...

1709874711130.jpg_______1709874711115.jpg

Я специально слил емкость до максимально возможного уровня...для проверки как отработает защита циркуляционного насоса по уровню в емкости. При остановке насоса наблюдаем небольшой резкий рост уровня от прибытия воды в емкость с линии распределения. И потом в процессе наполнения по изменению УЭП и уровню наблюдаем старт насоса по уроню. При этом идет снижение электропроводности так как датчик расположен в системе распределения за насосом и в момент простоя на датчик не поступала свежая вода, в связи с отсутствием циркуляции.Фиксируем этот эффект.

2024-03-08_10-34-32.png

Промежуточный итог. В данной ситуации наш прототип уровнемера выступает больше "индикатором" переходящих процессов в емкости... так как я отключил ранее применяемую компенсацию по УЭП...да он не несёт точных данных об уровне в ёмкости...но смотрите сколько процессов можно отследить пользователю по тренду.... согласитесь довольно информативно....с учетом что все это я сейчас провожу удаленно за пару десяток километров от объекта... в выходной день ...


То есть по одному каналу мы увидели:

Момент начала процесса слива(по снижению уровня) и момент наполнения(по стабильному росту уровня)
Момент "включения" установки обратного осмоса... точнее момент подачи воды в емкость
Уровни включения и выключения наполнения
Более высокую электропроводность первой воды пермеата с установки обратного осмоса через влияние на уровень
Уровень и момент выключения циркуляционного насоса системы распределения
Объем прибывшей воды из системы распределения в емкость хранения пермеата в момент остановки насоса
Уровень включения циркуляционного насоса при достижении уровня разрешающего старт и убытие части воды на заполнение кольцевой системы
Скорость слива воды из емкости и скорость наполнения

Косвенно...Электропроводность в системе распределения в статике !!!! это важно!!! и в динамике и влияние на уровнемер



Для тестов используются оборудование Овен, программируемое реле КосМастер ( четвертый не используемый канал измерения электропроводности воды через системный регистр), кондуктометрический датчик ДС.ПВТ.4 и стороннее оборудование преобразователь и по SCADA СИМП лайт.

2024-03-08_11-40-02.png____2024-03-08_11-43-31.png_____2024-03-08_12-58-43.png