Kako temperatura tekočine vpliva na stabilnost ničelne-točke elektromagnetnega merilnika pretoka?

Stranka nam je nekoč poslala grafikon trendov iz linije za doziranje kemikalij, ki prikazuje odčitek merilnika pretoka, ki se je v eni sami proizvodni izmeni - z zaprtimi ventili in dejanskim pretokom ničelno dvignil za skoraj 0,3 % obsega. Tovarna je že izključila težave z ozemljitvijo in zračne mehurčke. Niso upoštevali, da je temperatura tekočine v tej liniji med serijami nihala za skoraj 15 stopinj in samo to nihanje je bilo dovolj, da je ničelno točko potegnilo z osnovne črte.

To je pogostejša težava, kot ljudje pričakujejo, in vredno jo je pravilno razumeti, preden strmite v podobno tabelo in se sprašujete, kaj je narobe z vašim merilnikom.

Kaj pravzaprav pomeni stabilnost ničelne{0}}točke

Ničelna točka je katerikoli odčitek merilnika pretoka, ko skozenj dejansko ne teče nobena tekočina. V idealnem svetu je ta številka natanko nič in tam tudi ostane. V praksi se zamakne - včasih le za las, včasih dovolj, da zavrne merjenje-razreda obračunavanja ali strogo nadzorovan postopek odmerjanja.

Stabilnost nič{0}}točke je najpomembnejša pri aplikacijah, kjer imajo nizki pretoki dejanske posledice: doziranje kemikalij, doziranje hrane in pijače, čiščenje odpadne vode in merjenje pri prenosu v skrbništvo. Merilnik, ki je povsem v redu pri visokem pretoku, lahko še vedno povzroča drage težave, če njegova ničelna točka med obdobji mirovanja ali fazami počasnega-pretoka tava.

To je tudi ena od težav, ki jo je težje odkriti zgodaj, saj je premik ničelne-točke pogosto videti identičen resničnemu počasnemu puščanju ali ventilu, ki ni popolnoma nameščen. Vzdrževalne ekipe pogosto preživijo ure in ure iščejo mehansko napako, preden kdor koli preveri, ali se temperatura tekočine v času zadnje kalibracije ujema s temperaturo, pri kateri proces dejansko poteka.

Magnetic Flow Meter

Kako elektromagnetni merilnik pretoka meri pretok

Princip delovanja je Faradayev zakon elektromagnetne indukcije. Tuljava znotraj števca ustvarja magnetno polje čez cev. Ko se prevodna tekočina premika skozi to polje, inducira napetost med dvema elektrodama in ta napetost je neposredno sorazmerna s hitrostjo tekočine. Brez gibljivih delov, brez ovir na poti pretoka -, kar je v veliki meri razlog, zakaj so ti merilniki priljubljeni za vodo, odpadno vodo in številne procesne kemikalije.

Ulov je v tem, da ima ta merilna veriga več členov in temperatura tekočine lahko tiho vpliva na več kot enega od njih hkrati.

Trije načini, kako temperatura zmoti ničelno točko

Neusklajena širitev med oblogo in elektrodami

Obloga cevi in elektrode so običajno narejene iz različnih materialov in se ob temperaturnih spremembah ne širijo ali krčijo z enako hitrostjo. Če se obloga razširi hitreje od pritrditve elektrode, povzroči mehansko obremenitev elektrod in lahko premakne njihov položaj za zelo majhno, a merljivo količino. Ta majhen premik spremeni položaj elektrod glede na magnetno polje in inducirana napetost se premakne skupaj z njim -, tudi ko tekočina stoji popolnoma pri miru.

Spremembe v prevodnosti tekočine

Večina prevodnih tekočin postane bolj prevodna, ko se temperatura dvigne. Ker je signal merilnika pretoka odvisen od tekočine, ki deluje kot gibljivi prevodnik znotraj magnetnega polja, lahko vsaka sprememba te prevodnosti spremeni inducirano napetost neodvisno od dejanske hitrosti pretoka. Tekočina, ki se segreje sredi-postopka, lahko zato povzroči, da merilnik poroča o majhnem ne-ničelnem odčitku med stanjem, ki bi moralo biti statično, brez-pretoka - eden od pogosteje dokumentiranih vzrokov za-odmik ničelne točke v vodnikih za odpravljanje težav na terenu.

Tuljava in elektronika Drift

Vzbujevalna tuljava, ki ustvarja magnetno polje, ima svoj upor, upor pa se spreminja s temperaturo. Premik v uporu tuljave spremeni jakost magnetnega polja, kar spremeni inducirano napetost, ki jo poberejo elektrode. Poleg tega so ojačevalniki in-elektronika za obdelavo signala znotraj ohišja oddajnika sami temperaturno-občutljivi; komponente, kot so operacijski ojačevalniki in A/D pretvorniki, lahko doživijo premike ojačenja in odmik prednapetosti, ko se temperatura okolja ali procesa premika, te majhne elektronske napake pa se v smeri toka ojačajo v viden ničelni premik.

Terenski primer

Potekalo je srednje{0}}delovanje kemične predelaveelektromagnetni merilnik pretokana liniji za vroče raztopine, kjer so se temperature serije spreminjale za približno 10–15 stopinj, odvisno od izdelka, ki se izvaja. Operaterji so opazili, da seštevalnik pretoka čez noč kopiči majhne količine, tudi če so vsi ventili potrjeno zaprti. Sam merilnik ni bil pokvarjen - ničelna točka je preprosto sledila temperaturni krivulji tekočine skozi vsak šaržni cikel.

Popravek ni vključeval zamenjave števca. Prehod na oddajnik z aktivno temperaturno kompenzacijo v kombinaciji s postopkom ponovne -nastavitve na ničlo, izvedenim pri dejanski delovni temperaturi tekočine in ne pri temperaturi okolice v trgovini, je znižal odmik v globino znotraj določene tolerance. Nauk, ki se je oprijel ekipe tovarne: preverjanje nič{3}}točke, opravljeno na hladni, statični mizi, ne pove veliko o tem, kako se bo merilnik obnašal, ko bo procesna tekočina tekla vroča.

Kako proizvajalci oblikujejo okoli temperaturnega nihanja

Ustrezni materiali za toplotno raztezanje

Združevanje materialov obloge in elektrode s podobnimi koeficienti toplotnega raztezanja zmanjša mehansko obremenitev, ki povzroči premik položaja elektrode. To je v veliki meri odločitev v-fazi načrtovanja, zato se je vredno vprašati o izbiri materiala obloge (PTFE, PFA, guma, keramika itd.), ko določate merilnik za-široko temperaturno nihanje.

Nizko-frekvenčno, pravokotno-vzbujanje

Starejše zasnove sinusnega-in vzbujanja s konstantnim{1}}tokom so bolj nagnjene k odmiku ničle kot nizko{2}}frekvenčni pravokotni-sistemi vzbujanja, ki so zdaj standardni v večini industrijskih merilnikov. Periodično obračanje polarnosti vzbujalnega toka in vzorčenje signala pri vsaki fiksni vrednosti pomagata izničiti počasne-moteče motnje, vključno z nekaterimi temperaturnimi-učinki, zaradi česar je ta metoda vzbujanja v veliki meri postala privzeta v industriji za aplikacije,-občutljive na stabilnost.

Vgrajena-temperaturna kompenzacija

Številni oddajniki zdaj vključujejo temperaturni senzor in kompenzacijski algoritem, ki prilagaja izhod glede na-temperaturo procesa v realnem času, s popravljanjem prevodnosti in elektronskega odmika, opisanega zgoraj, preden odčitek sploh doseže zaslon ali nadzorni sistem.

Namestitvene prakse, ki zmanjšajo težavo

Kakovost ozemljitve, umazanija na elektrodah in razpršene elektromagnetne motnje so vse skupaj ne glede na temperaturno-povezani odmik, zato pravilna namestitev - trdnih ozemljitvenih obročev, ustrezne ravne-cevi in ščit pred močnimi elektromagnetnimi viri - omogoča, da kakršna koli temperaturna kompenzacija, ki jo ima merilnik, dejansko učinkovito opravlja svoje delo.

Kaj to pomeni, če določate merilnik pretoka

Če vaš proces vključuje temperature tekočine, ki med delovanjem pomembno nihajo - serijsko ogrevanje, sezonske spremembe okolja ali menjavo toplo/hladno -, je vredno dobavitelju pred naročilom postaviti tri neposredna vprašanja:

Kakšno metodo vzbujanja uporablja ta merilnik in ali je ocenjena za stabilnost v temperaturnem območju, ki ga boste dejansko videli?
Ali oddajnik vključuje aktivno temperaturno kompenzacijo ali samo-umerjanje fiksne temperature?
Kakšen je priporočen postopek umerjanja ničelne-točke in ali ga je treba izvesti pri temperaturi postopka in ne pri sobni?

Merilnik, ki je natančen na specifikacijskem listu pri 20 stopinjah, ni nujno natančen pri 45 stopinjah in vrzel med tema dvema številkama je natanko tam, kjer se običajno skrivajo težave z zamikom ničelne{2}}točke.

pogosta vprašanja

Ali je mogoče-odmik ničelne točke popraviti samo s ponovnim umerjanjem?

Včasih, vendar ponovno umerjanje pri napačni temperaturi samo ponastavi napako, namesto da bi jo odstranilo. Če je zamik posledica-temperature, mora popravek obravnavati kompenzacijo ali pogoje namestitve, ne le enkrat-ničelno prilagoditev.

Kolikšna sprememba temperature je dovolj, da povzroči opazen premik ničle?

Odvisno je od zasnove merilnika in tekočine, vendar so nihanja v območju 10–20 stopinj običajno dovolj, da povzročijo merljiv odmik merilnikov brez aktivne temperaturne kompenzacije, zlasti pri nizkih stopnjah pretoka.

Ali to enako vpliva na vse elektromagnetne merilnike pretoka?

Ne. Merilniki z ujemajočimi se materiali obloge/elektrode, pravokotnim-vzbujanjem valov in vgrajeno-temperaturno kompenzacijo so znatno bolj odporni na temperaturno-odklon ničle kot starejše ali cenejše-zasnove.

Ali je premik ničelne{0}}točke enak premiku kalibracije?

Ne povsem. Umeritveni zamik se nanaša na spreminjanje splošne natančnosti merilnika v njegovem merilnem območju, medtem ko zamik ničelne-točke posebej vpliva na osnovno linijo brez{2}}pretoka. Merilnik ima lahko stabilno kalibracijo povsod, razen pri ničli.

Ali je treba merilnik ponovno -nastaviti na ničlo pri sobni temperaturi ali temperaturi postopka?

Temperatura postopka, kadar koli je to mogoče. Nastavitev merilnika na ničlo na hladni napravi in nato namestitev na vročo linijo je eden najpogostejših - in - vzrokov za pritožbe glede zanašanja, ki se jim lahko izognemo.

Ali velikost cevi ali hitrost pretoka poslabša-temperaturno premikanje?

Ne neposredno, vendar so merilniki večjega-premera z večjimi površinami elektrod lahko nekoliko bolj občutljivi na zgoraj opisano mehansko obremenitev, saj je pri raztezanju vključenih več materiala. To je še en razlog več, da preverite metodo vzbujanja in kompenzacijsko zasnovo na večjih napravah, namesto da predvidevate, da se specifikacije manjšega števca uporabljajo v obsegu.

Končne misli

S temperaturo-povezan odmik ničelne-točke ni toliko napaka kot fizikalna težava, ki jo lahko z boljšim načrtovanjem in pravilno namestitvijo rešite do ne-težave. Mehanizem poteka skozi tri kanale - mehanske obremenitve na elektrodah, premike prevodnosti tekočine in odnašanje znotraj tuljave in elektronike - in vsi trije se dobro odzivajo na pravo kombinacijo materialov, metode vzbujanja in kompenzacijskega vezja.

Če vaš proces uporablja tekočine v širokem temperaturnem območju in niste prepričani, da je trenutni merilnik - ali tisti, ki ga nameravate naročiti -, izdelan za to, nam pošljite podrobnosti postopka (vrsto tekočine, temperaturno območje, velikost cevi in uporabo) in pomagali vam bomo ujemati se s pravo specifikacijo, preden postane težava na terenu. Stopite v stik z našo ekipo za priporočilo.

Kontaktirajte zdaj