Како температура течности утиче на стабилност нулте{0}}тачке електромагнетног мерача протока?

Купац нам је једном послао графикон тренда са линије за дозирање хемикалија који показује очитавање мерача протока које се повећало за скоро 0,3% пуне скале током једне смене производње - са затвореним вентилима и нултим стварним протоком. Фабрика је већ искључила проблеме са уземљењем и ваздушне мехуриће. Оно што нису узели у обзир је да се температура течности у тој линији љуљала за скоро 15 степени између серија, а сам тај замах био је довољан да повуче нулту тачку са њене основне линије.

Ово је чешћи проблем него што људи очекују, и вреди га добро разумети пре него што се загледате у сличан графикон питајући се шта није у реду са вашим мерачем.

Шта заправо значи стабилност нулте{0}}тачке

Нулта тачка је оно што очитавање мерача протока произведе када заиста нема течности која се креће кроз њега. У идеалном свету, тај број је тачно на нули и остаје тамо. У пракси, он се помера - понекад за длаку, понекад довољно да одбаци мерење-оцене наплате или строго контролисан процес дозирања.

Стабилност на нултој{0}}тачки је најважнија у апликацијама где ниске стопе протока носе стварне последице: дозирање хемикалија, дозирање хране и пића, третман отпадних вода и мерење преноса под надзором. Мерач који је савршено исправан при великом протоку и даље може да изазове скупе проблеме ако његова нулта тачка лута током периода мировања или спорих{2}}фаза протока.

То је такође један од тежих проблема за рано откривање, јер померање нулте{0}}тачке често изгледа идентично стварном спором цурењу или вентилу који није у потпуности постављен. Тимови за одржавање често проводе сате тражећи механичку грешку пре него што било ко провери да ли температура течности у време последње калибрације одговара температури на којој се процес тренутно одвија.

Magnetic Flow Meter

Како електромагнетни мерач протока мери проток

Принцип рада је Фарадејев закон електромагнетне индукције. Завојница унутар мерача генерише магнетно поље преко цеви. Како се проводна течност креће кроз то поље, она индукује напон између две електроде, а тај напон је директно пропорционалан брзини течности. Нема покретних делова, нема препрека на путу протока -, што је велики део разлога зашто су ова бројила популарна за воду, отпадне воде и многе процесне хемикалије.

Квака је у томе што овај мерни ланац има неколико карика, а температура течности може тихо да омета више од једне од њих одједном.

Три начина да температура ремети нулту тачку

Неусклађена експанзија између облоге и електрода

Облога цеви и електроде се обично праве од различитих материјала и не шире се или скупљају истом брзином када се температура мења. Ако се облога шири брже од монтаже електроде, она ствара механички стрес на електроде и може померити њихов положај за веома малу, али мерљиву количину. Тај мали покрет мења начин на који електроде седе у односу на магнетно поље, а индуковани напон се помера заједно са њим - чак и када течност стоји потпуно мирно.

Промене у проводљивости флуида

Већина проводљивих течности постаје проводљивија како температура расте. Пошто сигнал мерача протока зависи од флуида који делује као покретни проводник унутар магнетног поља, свака промена те проводљивости може да промени индуковани напон независно од стварне брзине протока. Течност која се загрева у току-процеса стога може да учини да мерач пријави мала очитавања која нису-нулте током онога што би требало да буде статичан,-стање без протока - један од чешће документованих узрока померања нуле-тачке у водичима за решавање проблема на терену.

Завој и електроника Дрифт

Побудни калем који генерише магнетно поље има сопствени отпор, а отпор се мења са температуром. Промена отпора завојнице мења јачину магнетног поља, што мења индуковани напон који електроде покупе. Поврх тога, појачала и{2}}електроника за обраду сигнала унутар кућишта предајника су и сами температурно-осетљиви; компоненте попут операционих појачала и А/Д претварача могу доживети померање појачања и померање напона преднапона како се температура околине или процеса креће, а ове мале електронске грешке се појачавају низводно у видљиви померај нуле.

Пример поља

Операција хемијске обраде средње величине -је била покренутаелектромагнетни мерач протокана линији за врући раствор где су температуре шарже варирале за отприлике 10–15 степени у зависности од производа који се покреће. Оператери су приметили да тотализатор протока стално акумулира мале количине преко ноћи, чак и када су сви вентили потврђени затворени. Сам мерач није био неисправан - нулта тачка је једноставно пратила температурну криву течности кроз сваки циклус серије.

Поправка није укључивала замену мерача. Пребацивање на предајник са активном температурном компензацијом, у комбинацији са-поступком враћања на нулу изведеном на стварној радној температури течности, а не на собној температури у радњи, смањило је одступање у границама специфициране толеранције. Лекција која се задржала за тим фабрике: провера нулте-тачке обављена на хладној, статичкој клупи не говори вам много о томе како ће се мерач понашати када се процесна течност загреје.

Како произвођачи дизајнирају температурне промене

Одговарајући материјали за термичку експанзију

Упаривање материјала облоге и електроде са сличним коефицијентима термичког ширења смањује механички стрес који узрокује померање положаја електроде. Ово је у великој мери одлука у фази дизајна, због чега је вредно распитати се о избору материјала за облоге (ПТФЕ, ПФА, гума, керамика и тако даље) када одређујете мерач за широку-примену на температури.

Ниско{0}}узбуђење, квадратна{1}}таласна побуда

Старији дизајни побуде синусних-таласа и константне-струје склонији су нултом помаку него нискофреквентни, квадратни-системи побуде који су сада стандардни у већини индустријских бројила. Периодично мењање поларитета побудне струје и узорковање сигнала при свакој фиксној вредности помаже да се пониште споре-сметње које се крећу, укључујући неке ефекте изазване температуром{6}}, што је велики део разлога зашто је овај метод побуде постао подразумевани у индустрији за апликације осетљиве на стабилност{7}}.

Уграђена{0}}температурна компензација

Многи предајници сада укључују температурни сензор и алгоритам за компензацију који прилагођава излаз на основу температуре процеса у реалном-времену, исправљајући за проводљивост и електронски помак описан горе пре него што очитавање икада стигне на екран или контролни систем.

Праксе инсталације које смањују проблем

Квалитет уземљења, запрљање електрода и залутале електромагнетне сметње чине све то без обзира на температурни{0}}однос који је већ присутан, тако да правилна инсталација - чврстих прстенова за уземљење, адекватне праве-цевоводе и заштита од јаких електромагнетних извора - чини да сваки температурни мерач ефикасно обавља свој посао.

Шта то значи ако наводите мерач протока

Ако ваш процес укључује температуре течности које значајно варирају током рада - серијско грејање, сезонске промене амбијента или замену топлог/хладног производа -, вреди поставити три директна питања добављачу пре наручивања:

Коју методу побуде користи овај мерач и да ли је оцењен за стабилност у температурном опсегу који ћете заиста видети?
Да ли предајник укључује активну температурну компензацију или само фиксну{0}}калибрацију температуре?
Која је препоручена процедура калибрације нулте{0}}тачке и да ли треба да се ради на температури процеса, а не на амбијенталној?

Мерач који је прецизан на листи са спецификацијама на 20 степени није нужно прецизан и на 45 степени, а јаз између та два броја је тачно тамо где се проблеми померања нуле-тачке обично крију.

ФАК

Може ли се померање нулте{0}}тачке поправити само поновним калибрацијом?

Понекад, али поновна калибрација на погрешној температури само ресетује грешку уместо да је уклања. Ако је одступање изазвано температуром{1}}, поправка треба да се бави условима компензације или инсталације, а не само једнократним-прилагођавањем нуле.

Колика је промена температуре довољна да изазове приметно померање нуле?

Зависи од дизајна мерача и течности, али љуљања у опсегу од 10–20 степени су обично довољна да произведу мерљив помак у метрима без активне температурне компензације, посебно при ниским брзинама протока.

Да ли ово подједнако утиче на све електромагнетне мераче протока?

Не. Мерачи са одговарајућим материјалима облоге/електроде, квадратним-побуђивањем таласа и уграђеном-температурном компензацијом су знатно отпорнији на температурни{3}}однос нуле од старијих или нижих{4}}конструкција.

Да ли је померање нулте{0}}тачке исто што и померање калибрације?

Не баш. Калибрациони помак се односи на померање укупне тачности мерача у његовом опсегу мерења, док померање нулте-тачке посебно утиче на основну линију без{2}}тока. Мерач може имати стабилну калибрацију свуда осим на нули.

Да ли мерач треба -нулирати на температури околине или на температури процеса?

Температура процеса, кад год је то могуће. Нулирање мерача на хладној клупи, а затим његово инсталирање на врућу линију је један од најчешћих - и - узрока који се могу избећи за жалбе које видимо.

Да ли величина цеви или брзина протока погоршавају температурни{0}}однос?

Не директно, али већи-метри пречника са већим површинама електрода могу бити нешто осетљивији на врсту механичког напрезања описаног изнад, пошто је више материјала укључено у експанзију. То је још један разлог више да проверите метод побуде и дизајн компензације на већим инсталацијама, уместо да претпоставите да се спецификација мањег мерача примењује на скали.

Финал Тхоугхтс

Померање нулте тачке -повезано{1}} није толико квар колико физички проблем који бољи дизајн и исправна инсталација могу да реше све до -проблема. Механизам пролази кроз три канала - механичког напрезања на електродама, померања проводљивости течности и померања унутар завојнице и електронике - и сва три добро реагују на праву комбинацију материјала, методе побуде и компензационог кола.

Ако ваш процес покреће течности у широком температурном опсегу и нисте сигурни да је тренутни мерач - или онај који ћете наручити - направљен да то уради, пошаљите нам детаље процеса (тип течности, опсег температуре, величина цеви и примена) и можемо вам помоћи да ускладите праву спецификацију пре него што то постане проблем на терену. Контактирајте наш тим за препоруку.

Контактирајте сада