Kartą klientas atsiuntė mums tendencijų diagramą iš cheminių medžiagų dozavimo linijos, kurioje rodomas srauto matuoklio rodmuo, kuris per vieną gamybos pamainą - pakilo beveik 0,3 % visos skalės, kai vožtuvai buvo uždaryti ir faktinis srautas nulinis. Gamykla jau pašalino įžeminimo problemas ir oro burbuliukus. Jie neatsižvelgė į tai, kad skysčio temperatūra toje linijoje tarp partijų svyravo beveik 15 laipsnių, ir vien to svyravimo pakako nuliniam taškui atitraukti nuo pradinės linijos.
Tai dažniau pasitaikanti problema, nei žmonės tikisi, ir verta ją tinkamai suprasti, kol spoksojate į panašią diagramą ir galvojate, kas negerai su jūsų matuokliu.
Ką iš tikrųjų reiškia nulinis{0}}taško stabilumas
Nulinis taškas yra bet koks srauto matuoklio rodmuo, kai per jį tikrai nejuda skystis. Idealiame pasaulyje šis skaičius yra lygiai nulis ir ten lieka. Praktiškai jis nukrypsta - per plauką, o kartais pakankamai, kad būtų išvengta atsiskaitymo- įvertinimo arba griežtai kontroliuojamo dozavimo proceso.
Nulinis{0}}taško stabilumas yra svarbiausias tais atvejais, kai mažas srautas turi realių pasekmių: cheminių medžiagų dozavimas, maisto ir gėrimų partijos, nuotekų valymas ir saugojimo perdavimo matavimas. Matuoklis, kuris puikiai tinka esant dideliam srautui, vis tiek gali sukelti brangių problemų, jei jo nulinis taškas svyruoja tuščiosios eigos laikotarpiais arba lėtomis{2}}tėkmės fazėmis.
Tai taip pat viena iš sunkiausių problemų, kurias galima pastebėti anksti, nes nulinio-taško poslinkis dažnai atrodo taip pat, kaip tikras lėtas nuotėkis arba vožtuvas, kuris nėra visiškai pritvirtintas. Techninės priežiūros komandos dažnai praleidžia valandas ieškodamos mechaninių gedimų, kol kas nors patikrina, ar skysčio temperatūra paskutinio kalibravimo metu atitinka temperatūrą, kurioje procesas iš tikrųjų vyksta dabar.
Kaip elektromagnetinis srauto matuoklis matuoja srautą
Veikimo principas yra Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnis. Skaitiklio viduje esanti ritė sukuria magnetinį lauką per vamzdį. Kai laidus skystis juda per tą lauką, jis sukelia įtampą tarp dviejų elektrodų ir ta įtampa yra tiesiogiai proporcinga skysčio greičiui. Nėra judančių dalių, nėra kliūčių srauto kelyje -, todėl šie skaitikliai yra populiarūs vandens, nuotekų ir daugelio technologinių cheminių medžiagų skaitikliui.
Svarbiausia, kad ši matavimo grandinė turi keletą grandžių, o skysčio temperatūra vienu metu gali tyliai trikdyti daugiau nei vieną iš jų.
Trys būdai, kaip temperatūra pažeidžia nulinį tašką
Neatitinkamas pamušalo ir elektrodų išsiplėtimas
Vamzdžio pamušalas ir elektrodai paprastai yra pagaminti iš skirtingų medžiagų ir nesiplečia ir nesitraukia tuo pačiu greičiu, kai keičiasi temperatūra. Jei pamušalas plečiasi greičiau nei elektrodų tvirtinimas, tai sukelia mechaninį elektrodų įtempimą ir gali labai mažai, bet išmatuojamai pakeisti jų padėtį. Šis mažas judesys keičia elektrodų padėtį magnetinio lauko atžvilgiu, o indukuota įtampa pasislenka kartu su juo - net ir skysčiui visiškai nejudant.
Skysčių laidumo pokyčiai
Dauguma laidžių skysčių tampa laidesni kylant temperatūrai. Kadangi srauto matuoklio signalas priklauso nuo skysčio, veikiančio kaip judantis laidininkas magnetiniame lauke, bet koks to laidumo pokytis gali pakeisti indukuotą įtampą nepriklausomai nuo faktinio srauto greičio. Dėl to skystis, kuris įkaista vidur-proceso, gali padaryti skaitiklio ataskaitoje nedidelį ne-nulinį rodmenį, o tai turėtų būti statinė, be-tekėjimo sąlyga - viena iš dažniausiai dokumentuojamų nulinio-taško nukrypimo priežasčių lauko trikčių šalinimo vadovuose.
Ritė ir elektronikos dreifas
Magnetinį lauką generuojanti sužadinimo ritė turi savo varžą, o varža kinta priklausomai nuo temperatūros. Ritės varžos poslinkis keičia magnetinio lauko stiprumą, o tai keičia indukuotą įtampą, kurią paima elektrodai. Be to, siųstuvo korpuse esantys stiprintuvai ir signalo apdorojimo elektronika{2}} patys yra jautrūs temperatūrai; komponentai, tokie kaip operaciniai stiprintuvai ir A/D keitikliai, gali patirti stiprinimo poslinkius ir poslinkio įtampos poslinkius, kai kinta aplinkos arba proceso temperatūra, o šios nedidelės elektroninės klaidos sustiprėja į matomą nulinį poslinkį.
Lauko pavyzdys
Vyko vidutinio dydžio -cheminio apdorojimo operacijaelektromagnetinis srauto matuoklisant karšto tirpalo linijos, kur partijos temperatūra svyravo maždaug 10–15 laipsnių, priklausomai nuo naudojamo produkto. Operatoriai pastebėjo, kad srauto sumatorius per naktį kaupė nedidelius kiekius, net jei visi vožtuvai buvo uždaryti. Pats skaitiklis nebuvo sugedęs - nulinis taškas tiesiog sekė skysčio temperatūros kreivę per kiekvieną partijos ciklą.
Pataisymas neapėmė skaitiklio keitimo. Perjungimas į siųstuvą su aktyviu temperatūros kompensavimu, kartu su nulio nustatymo procedūra, atliekama esant faktinei skysčio darbinei temperatūrai, o ne aplinkos temperatūrai, dreifą sumažino iki nurodytos tolerancijos. Pamoka, kuri įstrigo gamyklos komandai: nulinio -taško patikrinimas, atliktas ant šalto, statinio stendo, nedaug pasako apie tai, kaip skaitiklis elgsis, kai proceso skystis įkais.
Kaip gamintojai projektuoja temperatūros pokytį
Tinkamos šiluminio plėtimosi medžiagos
Sujungus pamušalo ir elektrodų medžiagas su panašiais šiluminio plėtimosi koeficientais, sumažėja mechaninis įtempis, dėl kurio elektrodo padėtis pasislenka. Tai iš esmės yra projektavimo{1}}spręsimas, todėl pasirenkant pamušalo medžiagą (PTFE, PFA, gumos, keramikos ir t. t.) verta pasidomėti nurodant matuoklį, skirtą plačiam -svyravimo temperatūros pritaikymui.
Žemas-dažnis, kvadratinės-bangos sužadinimas
Senesnės sinuso-bangos ir pastovios-srovės žadinimo konstrukcijos yra labiau linkusios į nulinį poslinkį nei žemo-dažnio kvadratinės-bangos žadinimo sistemos, kurios dabar yra standartinės daugelyje pramoninių skaitiklių. Periodiškai keičiant sužadinimo srovės poliškumą ir imant signalą kiekvienai fiksuotai vertei, galima panaikinti lėtai judančius trukdžius, įskaitant tam tikrus temperatūros -sukeliamus efektus, dėl kurių šis sužadinimo metodas tapo pramonės numatytuoju stabilumui {7}jautrioms programoms.
Integruotas{0}}temperatūros kompensavimas
Daugelyje siųstuvų dabar yra temperatūros jutiklis ir kompensavimo algoritmas, kuris koreguoja išvestį pagal proceso temperatūrą realiuoju laiku{0}}, koreguodamas aukščiau aprašytą laidumą ir elektroninį poslinkį, kol rodmenys pasiekia ekraną arba valdymo sistemą.
Diegimo praktika, kuri sumažina problemą
Įžeminimo kokybė, elektrodų užterštumas ir skleidžiami elektromagnetiniai trukdžiai yra susiję su bet kokia su temperatūra -susijusiu poslinkiu, todėl tinkamai sumontuoti - tvirti įžeminimo žiedai, tinkami tiesūs-vamzdžių važiavimai ir ekranavimas nuo stiprių elektromagnetinių šaltinių - leidžia efektyviai atlikti bet kokį skaitiklio temperatūros kompensavimą.
Ką tai reiškia, jei nurodote srauto matuoklį
Jei jūsų procesas susijęs su skysčių temperatūromis, kurios reikšmingai svyruoja eksploatacijos metu - kaitinant sezoniškai arba keičiant karštą/šaltą produktą -, prieš užsakant tiekėjui verta užduoti tris tiesioginius klausimus:
- Kokį sužadinimo metodą naudoja šis matuoklis ir ar jis įvertintas kaip stabilus visame temperatūros diapazone, kurį iš tikrųjų matysite?
- Ar siųstuvas turi aktyvų temperatūros kompensavimą, ar tik fiksuotą{0}}temperatūros kalibravimą?
- Kokia yra rekomenduojama nulinio{0}}taško kalibravimo procedūra ir ar tai turėtų būti atliekama proceso temperatūroje, o ne aplinkos temperatūroje?
Matuoklis, kurio tikslumas specifikacijų lape 20 laipsnių kampu, nebūtinai yra tikslus 45 laipsnių kampu, o tarpas tarp šių dviejų skaičių yra būtent ten, kur dažniausiai slepiasi nulinio-taško poslinkio problemos.
DUK
Ar nulinio{0}}taško poslinkį galima ištaisyti vien perkalibruojant?
Kartais, bet perkalibruojant netinkamoje temperatūroje, klaida tiesiog iš naujo nustatoma, o ne pašalinama. Jei poslinkį lemia temperatūra-, taisant reikia atsižvelgti į kompensaciją arba įrengimo sąlygas, o ne tik vieną-nulio koregavimą.
Kiek temperatūros pokyčių pakanka, kad būtų pastebimas nulio poslinkis?
Tai priklauso nuo skaitiklio konstrukcijos ir skysčio, tačiau dažniausiai pakanka 10–20 laipsnių svyravimo, kad būtų sukurtas išmatuojamas poslinkis metrais be aktyvios temperatūros kompensacijos, ypač esant mažam srautui.
Ar tai vienodai veikia visus elektromagnetinius srauto matuoklius?
Ne. Skaitikliai su suderintomis pamušalo/elektrodų medžiagomis, kvadratinės{1}}bangos sužadinimu ir įmontuotu-temperatūros kompensavimu yra žymiai atsparesni temperatūros-sukeltam nulio poslinkiui nei senesni ar pigesni{4}}konstrukcijos.
Ar nulio{0}}taško poslinkis yra tas pats, kas kalibravimo poslinkis?
Ne visai. Kalibravimo poslinkis reiškia bendrą skaitiklio tikslumo poslinkį visame matavimo diapazone, o nulinio-taško poslinkis konkrečiai paveikia nesrauto{2}}srauto bazinę liniją. Matuoklis gali turėti stabilų kalibravimą visur, išskyrus nulį.
Ar skaitiklis turi būti iš naujo{0}}nustatytas esant aplinkos ar proceso temperatūrai?
Proceso temperatūra, kai tik įmanoma. Skaitiklio nulinis nustatymas ant šalto suoliuko, o po to sumontavimas ant karštosios linijos yra viena iš dažniausių - ir išvengiamų - nusiskundimų dėl nukrypimo priežasčių.
Ar dėl vamzdžio dydžio ar srauto greičio{0}}pablogėja temperatūros nukrypimas?
Ne tiesiogiai, bet didesnio{0}}skersmens matuokliai su didesniais elektrodų paviršiaus plotais gali būti šiek tiek jautresni anksčiau aprašytam mechaniniam įtempimui, nes plečiant reikia daugiau medžiagos. Tai dar viena priežastis patikrinti sužadinimo metodą ir kompensavimo konstrukciją didesniuose įrenginiuose, o ne manyti, kad mažesnio skaitiklio specifikacijų lapas taikomas masteliu.
Paskutinės mintys
Temperatūros-susijęs nulinio-taško poslinkis yra ne tiek trūkumas, kiek fizikos problema, kurią geriau suprojektavus ir tinkamai sumontavus galima išspręsti iki ne-problemos. Mechanizmas veikia trimis kanalais - mechaninis elektrodų įtempimas, skysčio laidumo poslinkiai ir dreifas ritės ir elektronikos viduje - ir visi trys gerai reaguoja į tinkamą medžiagų derinį, sužadinimo metodą ir kompensavimo grandinę.
Jei procese naudojami skysčiai plačiame temperatūrų diapazone ir nesate tikri, kad dabartinis skaitiklis - arba tas, kurį ketinate užsakyti -, yra sukurtas taip, kad jį tvarkytų, atsiųskite mums proceso informaciją (skysčio tipą, temperatūros diapazoną, vamzdžio dydį ir pritaikymą) ir mes padėsime suderinti reikiamas specifikacijas, kol tai netaps lauko problema. Susisiekite su mūsų komanda dėl rekomendacijos.
Nuorodos
[1] Artangas, „Elektromagnetinio srauto matuoklio nulinio taško nestabilumas: priežastys ir sprendimai“.artang.com
[2] Artangas, „Nenormalaus elektromagnetinio srauto matuoklio nulinio taško priežastys ir sprendimai“.artang.com
[3] Sisenchina, „Kaip sureguliuoti elektromagnetinio srauto matuoklio nulinį tašką“.sisenchina.com
[4] JAV patentas 5443552 „Elektromagnetinis srauto matuoklis ir elektromagnetinio srauto matavimo metodas“.vaizdas-ppubs.uspto.gov
[5] JAV patentas 4059014 „Elektromagnetinis srauto matuoklis“.vaizdas-ppubs.uspto.gov
[6] „Flowmetertech“, „Nulinio dreifo problema ir masės srauto matuoklio gydymo metodas“.flowmetertech.com
