Nejčastější chyby v měření prostřednictvím AMS

Nejčastější chyby v měření prostřednictvím AMS
Přednášející: Ing. Libor Daneš
Masarykova 725, 252 63 Roztoky, tel. +420606650440,
www.libordanes.cz, [email protected]
MOTTO: Sebedokonalejší AMS nenahradí zkušeného balneotechnika.
Co je to AMS:
Data, která jsou měřena jednotlivými čidly, zpracovávána záznamovými a vyhodnocovacími
jednotkami, by nám měla charakterizovat vlastnosti zdrojů minerálních vod. Z čidel,
záznamových jednotek, propojovacích kabelů a příslušenství jsou pro konkrétní využívané a
monitorované zdroje sestavovány automatické měřicí systémy (AMS).
Využití AMS:
- pro provozní účely uživatelů zdrojů (kontrola zda souhlasí měření se skutečností)
- pro archivaci dat (nejen pro ČIL)
Nejčastější chyby:
1) při návrhu měřící soustavy (lidský faktor)
2) při provozu a obsluze (technika + lidský faktor)
3) při kontrolním měření a vyhodnocení zaznamenaných dat (lidský faktor)
ad1) Tyto chyby mají většinou fatální dopad – velmi těžko se shání další finanční prostředky
na změny a úpravy. Mohou způsobit i 100% chyby, které nelze dodatečně interpolovat.
Postup při vytváření AMS:
Výběr čidel (sond), záznamové (přenosové) techniky, umístění a správná instalace měřící
techniky (čidel a záznamových jednotek).
Je třeba vycházet:
- ze zkušeností balneotechnika, případně i hydrogeologa znalého zřídelní struktury
- z provozních podmínek na zdroji. Znalost informací o chování zdroje při čerpání,
mimo čerpání a za kritických situací.
To vše probrat s projektantem a nalézt vhodné řešení.
Většinou jde o individuální řešení pokaždé jiné dle konkrétních podmínek na zdroji.
Chyby při návrhu AMS:
Měřené veličiny:
Hladina
• Nesprávně zvolené čidlo hladiny. Doporučení – Zanoření - sonda se umísťuje pod
nejnižší očekávanou hladinu, rozsah sondy – očekávaný rozkyv hladiny (pozor na
nastoupání hladiny při odstávce), rozsah se volí vždy větší než je možná maximální
hladina nad pozicí sondy.
• Nesprávně umístěné čidlo hladiny. Doporučení - Sonda nesmí být pod čerpadlem!
• Vody jodobromové a uhličité. Doporučení - čidlo by mělo být umístěno pod bodem
evaze plynu (aby se neměřila dvoufázová směs).
• Vrty obtížně průchodné. Doporučení - vázat sondu k výtlačnému potrubí.
• Zdroje s pozitivní výškou hladiny (vrty s přetokem). Doporučení – ochrana před
zamrznutím sondy.
• Ultrazvuková čidla hladiny (studny, přelivy) – pozor na přesnost. Pokud jsou ve
volném prostoru – ovlivnění venkovní teplotou. Doporučení – vhodné umístění,
teplotní ochrana sond.
Teplota vody:
• Nesprávně umístěné čidlo teploty v hlubokých vrtech. Doporučení - měřit by se
mělo v kolektoru (aby voda proudila z kolektoru do čerpadla) ne nad (stagnující
teplota vody) nebo u čerpadla. Problém s umístěním sondy pod čerpadlo!
• Teplotní sonda bývá součástí manometrických sond používaných pro měření hladin.
Průtok vody:
• Nesprávně zvolený rozsah průtokoměru. Doporučení – v případě, že průtok vody je
menší než minimální hodnota měřícího rozsahu průtokoměru a pokud to lze,
provedeme redukci potrubí na menší průměr.
• Nesprávná montáž průtokoměrů. Doporučení - dodržovat délku uklidňovacího
potrubí před a za průtokoměrem, zavodněný stav v celém průtočném profilu,
odstranění všech zdrojů turbulencí.
• Voda železitá nebo silně mineralizovaná. Doporučení - místo mechanických
průtokoměrů (vodoměrů) raději průtokoměry indukční.
• Vodoměry – zanášení mechanickými částicemi. Doporučení - předřazené odkalovací
filtry.
• Průtokoměr v proplyněných vodách. Doporučení - pokud potrubí na výtlaku bude
v tlakovém režimu, plyn bude rozpuštěn v minerální vodě a proudění bude mít
laminární charakter.
• Nesprávně umístěný průtokoměr u plynu v potrubí. Doporučení – průtokoměr
umístit co nejdále od čerpadla a do svislého potrubí, aby případné bublinky CO 2 byly
rozděleny co nejrovnoměrněji v průřezu potrubím (je to ještě na zdroji?). To z toho
důvodu, že proplyněné kyselky po průchodu odstředivými čerpadly přecházejí
dočasně do dvoufázového prostředí.
Záznamová a vyhodnocovací jednotka:
• Nesprávně umístěná jednotka (vlhkost, teplota), kapilára sondy ve vlhkém prostředí.
Doporučení – zvolit vhodnější prostředí.
• Při návrhu propojovacích kabelů měřícího zařízení – pozor na souběh měřících
kabelů analogových sond se silovými kabely – rušení.
• Nesprávně zvolená rozlišovací schopnost čidel (např. teplota na tisíciny, hladina na
m).
Zapojit selský rozum (měřit lze miliony veličin s neuvěřitelnou přesností) –
otázka na balneotechnika: na co se vlastně matičky přírody ptáme!?
ad2) Provozní chyby (nemusí se jednat vždy o závady):
a. chyby čidel
b. chyby ostatní techniky (el. síť 230V, kabely, GSM, apod.)
c. chyby dataloggeru (záznam, měření)
Stárnutí zařízení – (24 hodin provoz) – snižuje se především přesnost referenčních
prvků, atmosférické přepětí – svody na vstupních obvodech záznamového zařízení –
doporučuje se životnost 10 let (problémy s investory).
Rozdíly v činnostech: údržba, kontrola, servisní prohlídky (nedostatečná osvěta),
kalibrace.
Vyřešení problémů – opravy x nové zařízení.
Chyby z praxe:
Čistění sond
• manometrické hladinoměry – mineralizace (čidlo zaroste inkrustem). Doporučení vhodnější umístění sond
• průtokoměry (vodoměry) –železitá voda – zarůstání vystýlek a lopatek. Doporučení
– čistění, kalibrace, metrologie
• kontinuální měření konduktivity, O 2 , pH, atd. - čidla v potrubí (ve zdroji) – zanášení
sedimentem. Doporučení – kontrola, čistění.
Provoz manometrických sond
• Špatná stabilizace sondy hladiny
• pozor na kapiláru – nezalomit kabel (větší poloměry ohybů kabelu)
• nejsou kontrolovány silikagelové vysoušeče - pravidelná výměna.
TYPE:DN4000 NAME:VP8214
Hladina(m) Napeti(V)
1.4.2014
0:00:00
13,94
3,6
1.4.2014
1:00:00
13,86
1.4.2014
2:00:00
13,79
1.4.2014
3:00:00
13,68
1.4.2014
4:00:00
13,59
1.4.2014
5:00:00
13,48
1.4.2014
6:00:00
13,6
7:00:00
13,72
1.4.2014
16
1.4.2014
8:00:00
13,78
1.4.2014
9:00:00
13,84
1.4.2014 10:00:00
13,89
14
13,92
1.4.2014 11:00:00
1.4.2014 12:00:00
13,94
1.4.2014 13:00:00
13,94
13,95
1.4.2014 14:00:00
12
1.4.2014 15:00:00
13,95
1.4.2014 16:00:00
13,96
1.4.2014 17:00:00
13,96
10
1.4.2014 18:00:00
13,96
13,92
1.4.2014 19:00:00
1.4.2014 20:00:00
13,94
8
1.4.2014 21:00:00
13,95
13,95
1.4.2014 22:00:00
1.4.2014 23:00:00
13,95
6
0:00:00
13,95
3,61
2.4.2014
2.4.2014
1:00:00
13,95
2.4.2014
2:00:00
13,95
4
2.4.2014
3:00:00
13,95
2.4.2014
4:00:00
13,86
2.4.2014
5:00:00
13,78
2
2.4.2014
6:00:00
13,69
2.4.2014
7:00:00
13,57
2.4.2014
8:00:00
13,49
0
2.4.2014
9:00:00
13,4
2.4.2014 10:00:00
13,5
2.4.2014 11:00:00
13,61
2.4.2014 12:00:00
13,72
NAME:VP8214 Hladina(m)
Provoz záznamových zařízení
• výpadky napájení – nejde el. proud – vybije se záložní akumulátor.
Hladiny
Napětí akumulátoru
Stav sítě 230V
ad3) Autorizace měřených dat z AMS - posouzení shody mezi ručním kontrolním měřením a
záznamem AMS.
Kontrolní měřidla nebo postupy musí být nezávislé na kontrolované měřící technice.
Nejčastější chyby:
Kontrola hladinoměru
• chyba linearity, posun nuly
• změna pozice sondy ve vrtu
• pozor na změnu rozsahu sondy u minerálních vod uhličitých a sirných při velkém
začerpání.
• Vrty s přetokem – kontrola pomocí mechanického manometru – nepřesné.
Kontrola teploty vody
• pásmo s měřením teploty do místa teploměru – jinak nastává rozdíl teplot.
Kontrola průtoku
• měření do nádoby- většinou problém při realizaci.
• Proplyněná voda – kontrola pomocí dalšího průtokoměru za nádrží s odplyněním
(měří se voda bez uvolněného plynu). Provede se kalibrace objemovou metodou,
stanoví se % chyba (následný přepočet průtokoměru na verifikované hodnoty).
Rozdíl skutečného času a času záznamové jednotky.
Problém kontrolních měření u stáčíren s aseptickými linkami (zavleče se mikrobiální
oživení do té doby sterilního vrtu).
Chyby při výpočtech s měřenými veličinami:
a) průměry (z nesprávného počtu)
b) sumace (za nesprávné období)
c) kanály (z nesprávných veličin)
Měření sumačního průtoku
• objem vody – pomocí impulsního výstupu čidla (čítačový vstup záznamové
jednotky) (ne analogový vstup – okamžitá hodnota).
Chybný výpočet při kontrole u vrtů kde je záznam hladiny v m n.m..
Archivace dat (povinnost) doporučení - na dvě spolehlivá místa rozdílných technologií.
Kontrola musí být! Současný stav – vše je prostřednictvím přenosu dat on-line na
obrazovce, na lokalitu se již nechodí, neukradl náhodou někdo vrt!?
Řešení chyb a problémů AMS – porada s ČIL nebo s kolegy balneotechniky.
Čerpaný materiál:
Příručka pro balneotechniky
Hlavy kolegů a přátel a jejich praktické zkušenosti