在SIL3要求的场合,单一测量仪表的失效概率无法满足安全要求。因此需要“冗余式"设计。
机械结构实现方式:
双传感器共用浮球:
结构: 一个浮球,一根钢丝绳,但变送器头部有两个独立的测量单元(两套转轴、两套盘簧、两套霍尔传感器)。
优点: 结构相对紧凑,安装简单。
缺点: 存在共因失效(Common Cause Failure),如钢丝绳断了,两套系统同时失效。
双浮球双系统(Dual Float, Dual Systems):
结构: 在同一个储罐内,安装两根平行的导管,配备两个独立的浮球、两根钢丝绳和两个变送器。
优点: 物理上独立,无共因失效,可靠性高。
缺点: 安装成本高,占用空间大。
三取二表决系统:
采用三个测量通道。只有当其中两个通道的信号一致时,系统才认为信号有效。这能有效识别并隔离故障通道。
在冗余结构中,机械部件的材质和工艺要求更高,因为任何一个部件的失效都会导致系统降级。通常要求MTBF>10万小时。