Miten nesteen lämpötila vaikuttaa sähkömagneettisen virtausmittarin{0}}pisteen nollapisteen vakauteen?

Eräs asiakas lähetti meille kerran trendikaavion kemikaalien annostelulinjasta, jossa näkyy virtausmittarin lukema, joka nousi lähes 0,3 % täydestä asteikosta yhden tuotantovuoron aikana - venttiilien ollessa kiinni ja todellista virtausta nollassa. Laitos oli jo sulkenut pois maadoitusongelmat ja ilmakuplat. He eivät olleet huomioineet sitä, että nesteen lämpötila kyseisessä linjassa heilahteli lähes 15 astetta erien välillä, ja tämä heilahdus yksinään riitti vetämään nollapisteen pois perusviivasta.

Tämä on yleisempi ongelma kuin ihmiset odottavat, ja se kannattaa ymmärtää kunnolla, ennen kuin tuijotat samanlaista kaaviota ja mietit, mikä mittarissasi on vialla.

Mitä nolla{0}}pisteen vakaus todellisuudessa tarkoittaa

Nollapiste on se mitä virtausmittarin lukema tuottaa, kun sen läpi ei todellakaan kulje nestettä. Ihanteellisessa maailmassa tämä luku on täsmälleen nolla ja pysyy siellä. Käytännössä se poikkeaa - toisinaan hiuksen verran, joskus niin paljon, että laskutus-arvosanan mittaus tai tiukasti kontrolloitu annosteluprosessi poistuu.

Nolla{0}}pisteen vakaus on tärkeintä sovelluksissa, joissa alhaisilla virtausnopeuksilla on todellisia seurauksia: kemikaalien annostelu, ruoan ja juoman annostelu, jäteveden käsittely ja varastonsiirtomittaus. Mittari, joka on täysin kunnossa suurella virtauksella, voi silti aiheuttaa kalliita ongelmia, jos sen nollapiste poikkeaa joutojaksojen tai hitaiden -virtausvaiheiden aikana.

Se on myös yksi vaikeimmista ongelmista havaittavissa ajoissa, koska nolla-pisteen siirto näyttää usein samalta kuin todellinen hidas vuoto tai venttiili, joka ei ole täysin paikoillaan. Huoltoryhmät viettävät usein tuntikausia etsiessään mekaanista vikaa, ennen kuin kukaan tarkistaa, vastaako nesteen lämpötila viimeisen kalibroinnin aikana lämpötilaa, jossa prosessi todellisuudessa on käynnissä.

Magnetic Flow Meter

Kuinka sähkömagneettinen virtausmittari mittaa virtausta

Toimintaperiaate on Faradayn sähkömagneettisen induktion laki. Mittarin sisällä oleva kela muodostaa magneettikentän putken poikki. Kun johtava neste liikkuu kentän läpi, se indusoi jännitteen kahden elektrodin välille, ja tämä jännite on suoraan verrannollinen nesteen nopeuteen. Ei liikkuvia osia, ei esteitä virtausreitillä -, mikä on suuri osa siitä, miksi nämä mittarit ovat suosittuja veden, jäteveden ja monien prosessikemikaalien mittaamiseen.

Ongelmana on, että tässä mittausketjussa on useita lenkkejä, ja nesteen lämpötila voi häiritä hiljaa useampaa niistä kerralla.

Kolme tapaa lämpötila häiritsee nollapistettä

Sopimaton laajennus vuorauksen ja elektrodien välillä

Putken vuoraus ja elektrodit on yleensä valmistettu eri materiaaleista, eivätkä ne laajene tai supistu samalla nopeudella lämpötilan muuttuessa. Jos vuoraus laajenee nopeammin kuin elektrodien kiinnitys, se rasittaa elektrodeja mekaanisesti ja voi muuttaa niiden asentoa hyvin vähän, mutta mitattavissa olevan määrän. Tuo pieni liike muuttaa sitä, miten elektrodit istuvat suhteessa magneettikenttään, ja indusoitunut jännite siirtyy sen mukana - vaikka neste pysyy täysin paikallaan.

Muutokset nesteen johtavuudessa

Useimmat johtavat nesteet muuttuvat johtavimmiksi lämpötilan noustessa. Koska virtausmittarin signaali riippuu nesteestä, joka toimii liikkuvana johtimena magneettikentässä, mikä tahansa muutos tässä johtavuudessa voi muuttaa indusoitunutta jännitettä todellisesta virtausnopeudesta riippumatta. Neste, joka kuumenee prosessin puolivälissä-, voi siksi tehdä mittarista pienen ei--nollalukeman aikana, jonka pitäisi olla staattinen, ei--virtaustila - yksi useammin dokumentoiduista syistä nolla-pisteen poikkeamaan kentän vianetsintäoppaissa.

Kela ja elektroniikka Drift

Magneettikentän synnyttävällä virityskelalla on oma vastus, ja vastus muuttuu lämpötilan mukaan. Kelan resistanssin muutos muuttaa magneettikentän voimakkuutta, mikä muuttaa elektrodien vastaanottamaa indusoitua jännitettä. Lisäksi lähettimen kotelon sisällä olevat vahvistimet ja signaalinkäsittelyelektroniikka ovat itse lämpötila-herkkiä. komponentit, kuten operaatiovahvistimet ja A/D-muuntimet, voivat kokea vahvistuksen siirtymiä ja bias-jännitteen poikkeamia ympäristön tai prosessin lämpötilan muuttuessa, ja nämä pienet elektroniset virheet vahvistuvat myötävirtaan näkyväksi nollasiirtymäksi.

Kenttäesimerkki

Keskikokoinen -kemiallinen käsittelyoperaatio oli käynnissäsähkömagneettinen virtausmittarikuumaliuoslinjalla, jossa erän lämpötilat vaihtelivat noin 10–15 astetta ajettavan tuotteen mukaan. Käyttäjät huomasivat, että virtauksen summaajaan kertyi pieniä määriä yön yli, vaikka kaikki venttiilit vahvistettiin kiinni. Mittari itsessään ei ollut viallinen - nollapiste vain seurasi nesteen lämpötilakäyrää jokaisen eräjakson ajan.

Korjaus ei sisältänyt mittarin vaihtoa. Vaihtaminen lähettimeen, jossa on aktiivinen lämpötilan kompensointi, yhdistettynä nollaustoimenpiteeseen, joka suoritettiin nesteen todellisessa käyttölämpötilassa ympäristön lämpötilan sijaan, alensi poikkeaman selvästi määritellyn toleranssin sisällä. Tehtaan tiimiin juuttunut oppitunti: kylmällä, staattisella työpenkillä suoritettu nolla-pisteen tarkistus ei kerro paljon siitä, miten mittari käyttäytyy, kun prosessineste on kuuma.

Kuinka valmistajat suunnittelevat lämpötilan vaihtelun ympärille

Sopivat lämpölaajenemismateriaalit

Vuoraus- ja elektrodimateriaalien yhdistäminen samanlaisiin lämpölaajenemiskertoimiin vähentää mekaanista rasitusta, joka aiheuttaa elektrodin asennon siirtymisen. Tämä on suurelta osin suunnitteluvaiheen-päätös, minkä vuoksi vuorausmateriaalin (PTFE, PFA, kumi, keramiikka jne.) valinta kannattaa kysyä, kun määritetään mittaria laajaan kääntölämpötilasovellukseen.

Matala-taajuus, neliöaalto-herätys

Vanhemmat siniaalto Säännöllinen herätevirran polariteetin vaihtaminen ja signaalin näytteistys jokaisella kiinteällä arvolla auttaa poistamaan hitaasti liikkuvia häiriöitä, mukaan lukien jotkin lämpötila-vaikutukset, mikä on suuri osa siitä, miksi tästä herätemenetelmästä tuli alan oletusarvo vakaus{7}}herkissä sovelluksissa.

Sisäänrakennettu{0}}lämpötilan kompensointi

Monet lähettimet sisältävät nyt lämpötila-anturin ja kompensointialgoritmin, joka säätää lähtöä reaaliaikaisen-prosessilämpötilan perusteella ja korjaa edellä kuvatun johtavuuden ja elektronisen poikkeaman, ennen kuin lukema saavuttaa näytön tai ohjausjärjestelmän.

Asennuskäytännöt, jotka vähentävät ongelmaa

Maadoituksen laatu, elektrodien likaantuminen ja hajamagneettiset häiriöt yhdistetään kaikkiin lämpötilaan -liittyviin poikkeamiin, joten kunnollinen asennus - kiinteät maadoitusrenkaat, riittävät suorat-putket ja suojaus vahvoilta sähkömagneettisilta lähteiltä - tekevät kaikista mittarin käyttämistä lämpötilakompensaatioista tehokkaasti.

Mitä tämä tarkoittaa, jos määrität virtausmittarin

Jos prosessiisi liittyy nesteen lämpötiloja, jotka vaihtelevat mielekkäästi käytön aikana - erälämmitys, kausiluonteiset ympäristön vaihtelut tai kuuma/kylmä tuotteen vaihto -, kannattaa kysyä toimittajalta kolme suoraa kysymystä ennen tilaamista:

Mitä viritysmenetelmää tämä mittari käyttää, ja onko se arvioitu stabiiliksi koko lämpötila-alueella, jonka näet?
Sisältääkö lähetin aktiivisen lämpötilakompensoinnin vai vain kiinteän{0}}lämpötilakalibroinnin?
Mikä on suositeltu nollapisteen{0}}kalibrointi, ja pitäisikö se tehdä prosessin lämpötilassa ympäristön sijaan?

Mittari, joka on tarkka spesifikaatiolomakkeella 20 asteessa, ei välttämättä ole tarkka 45 asteessa, ja näiden kahden luvun välinen ero on juuri siellä, missä nolla-pisteen ajautumisongelmat yleensä piiloutuvat.

FAQ

Voiko nollapisteen{0}}poikkeama korjata pelkällä uudelleenkalibroinnilla?

Joskus, mutta uudelleenkalibrointi väärässä lämpötilassa vain nollaa virheen sen poistamisen sijaan. Jos poikkeama johtuu lämpötilasta-, korjauksen on koskettava kompensaatiota tai asennusolosuhteita, ei vain kertaluonteista-nollasäätöä.

Kuinka suuri lämpötilan muutos riittää aiheuttamaan huomattavan nollasiirtymän?

Se riippuu mittarin rakenteesta ja nesteestä, mutta 10–20 asteen heilahtelut riittävät yleensä tuottamaan mitattavissa olevan poikkeaman metreissä ilman aktiivista lämpötilakompensointia, etenkin pienillä virtausnopeuksilla.

Vaikuttaako tämä kaikkiin sähkömagneettisiin virtausmittareihin samalla tavalla?

Ei. Mittarit, joissa on sovitetut vuoraus-/elektrodimateriaalit, neliöaaltoherätys-ja sisäänrakennettu-lämpötilakompensaatio, kestävät huomattavasti paremmin lämpötilan-ohjattua nollapoikkeamaa kuin vanhemmat tai halvemmat{4}}mallit.

Onko nollapisteen{0}}poikkeama sama kuin kalibrointipoikkeama?

Ei aivan. Kalibrointipoikkeama viittaa mittarin yleiseen tarkkuuteen, joka muuttuu sen mittausalueella, kun taas nollapisteen-poikkeama vaikuttaa erityisesti virtaamattomaan-perusviivaan. Mittarilla voi olla vakaa kalibrointi kaikkialla paitsi nollassa.

Pitäisikö mittari-nollata uudelleen ympäristön lämpötilassa vai prosessilämpötilassa?

Prosessilämpötila aina kun mahdollista. Mittarin nollaus kylmäpenkillä ja sen jälkeen asentaminen kuumalle linjalle on yksi yleisimmistä - ja vältettävistä - syistä havaitsemiimme poikkeamiin.

Pahentaako putken koko tai virtausnopeus{0}}lämpötilan aiheuttamaa ajautumista?

Ei suoraan, mutta halkaisijaltaan suuremmat{0}}metrit, joilla on suurempi elektrodipinta-ala, voivat olla jonkin verran herkempiä yllä kuvatulle mekaaniselle rasitukselle, koska laajenemiseen liittyy enemmän materiaalia. Se on yksi lisäsyy tarkastaa herätemenetelmä ja kompensointirakenne suuremmissa asennuksissa sen sijaan, että oletetaan, että pienemmän mittarin spesifikaatiota sovelletaan mittakaavassa.

Viimeisiä ajatuksia

Lämpötila-liittyvä nollapisteen-poikkeama ei ole niinkään vika kuin fysiikkaongelma, jonka parempaa suunnittelua ja oikeaa asennusta voidaan hoitaa aina ei--ongelmiin asti. Mekanismi kulkee kolmen kanavan läpi - elektrodien mekaaninen rasitus, nesteen johtavuus muuttuu ja ajautuminen kelan ja elektroniikan sisällä - ja kaikki kolme reagoivat hyvin oikeaan materiaalien, herätemenetelmän ja kompensointipiirien yhdistelmään.

Jos prosessissasi käytetään nesteitä laajalla lämpötila-alueella, etkä ole varma, että nykyinen mittari - tai mittari, jota aiot tilata -, on suunniteltu käsittelemään sitä, lähetä meille prosessin tiedot (nesteen tyyppi, lämpötila-alue, putken koko ja sovellus), niin voimme auttaa sinua löytämään oikean spesifikaation ennen kuin siitä tulee kenttäongelma. Ota yhteyttä tiimiimme saadaksesi suositus.

Ota yhteyttä nyt