Reiz kāds klients nosūtīja mums tendenču diagrammu no ķīmisko vielu dozēšanas līnijas, kurā bija redzams plūsmas mērītāja rādījums, kas vienā ražošanas maiņā - pieauga par gandrīz 0,3% no pilnas skalas, kad vārsti bija aizvērti un faktiskā plūsma nebija nulles. Iekārta jau bija izslēgusi zemējuma problēmas un gaisa burbuļus. Viņi nebija ņēmuši vērā to, ka šķidruma temperatūra šajā līnijā starp partijām mainījās gandrīz par 15 grādiem, un ar šo svārstību vien pietika, lai nulles punktu novirzītu no bāzes līnijas.
Tā ir biežāk sastopama problēma, nekā cilvēki sagaida, un ir vērts to pareizi saprast, pirms skatāties uz līdzīgu diagrammu, prātojot, kas ar jūsu skaitītāju ir nepareizi.
Ko patiesībā nozīmē nulles{0}}punkta stabilitāte
Nulles punkts ir tas, ko rada plūsmas mērītāja rādījums, ja caur to īsti nepārvietojas šķidrums. Ideālā pasaulē šis skaitlis ir tieši nulle un paliek tur. Praksē tas novirzās - dažkārt par mata tiesu, dažreiz pietiekami, lai novērstu norēķinu-novērtējumu vai stingri kontrolētu dozēšanas procesu.
Nulles{0}}punkta stabilitātei ir vislielākā nozīme lietojumos, kur zems plūsmas ātrums rada reālas sekas: ķīmisko vielu dozēšana, pārtikas un dzērienu komplektēšana, notekūdeņu attīrīšana un glabāšanas nodošanas mērīšana. Mērītājs, kas ir lieliski piemērots lielai plūsmai, joprojām var radīt dārgas problēmas, ja tā nulles punkts svārstās dīkstāves periodos vai lēnas -plūsmas fāzēs.
Tā ir arī viena no grūtākajām problēmām, ko var savlaicīgi novērst, jo nulles-punkta nobīde bieži izskatās identiska īstai lēnai noplūdei vai vārstam, kas nav pilnībā nostiprināts. Tehniskās apkopes komandas bieži pavada stundas, meklējot mehānisku defektu, pirms kāds pārbauda, vai šķidruma temperatūra pēdējās kalibrēšanas laikā atbilst temperatūrai, kurā process faktiski darbojas.
Kā elektromagnētiskais plūsmas mērītājs mēra plūsmu
Darbības princips ir Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likums. Spole skaitītājā rada magnētisko lauku pāri caurulei. Kad vadošais šķidrums pārvietojas pa šo lauku, tas izraisa spriegumu starp diviem elektrodiem, un šis spriegums ir tieši proporcionāls šķidruma ātrumam. Nav kustīgu daļu, nav šķēršļu plūsmas ceļā -, kas ir liela daļa no tā, kāpēc šie skaitītāji ir populāri ūdens, notekūdeņu un daudzu tehnoloģisko ķīmisko vielu skaitīšanai.
Rezultāts ir tāds, ka šai mērījumu ķēdei ir vairākas saites, un šķidruma temperatūra var mierīgi traucēt vairāk nekā vienu no tām vienlaikus.
Trīs veidi, kā temperatūra izjauc nulles punktu
Neatbilstoša izplešanās starp oderi un elektrodiem
Cauruļu oderējums un elektrodi parasti ir izgatavoti no dažādiem materiāliem, un tie neizplešas vai nesaraujas tādā pašā ātrumā, kad mainās temperatūra. Ja oderējums izplešas ātrāk nekā elektrodu stiprinājums, tas rada mehānisku slodzi uz elektrodiem un var mainīt to pozīciju par ļoti mazu, bet izmērāmu daudzumu. Šī mazā kustība maina to, kā elektrodi atrodas attiecībā pret magnētisko lauku, un inducētais spriegums mainās kopā ar to - pat tad, ja šķidrums stāv pilnīgi nekustīgi.
Šķidruma vadītspējas izmaiņas
Lielākā daļa vadošo šķidrumu kļūst vadošāki, temperatūrai paaugstinoties. Tā kā plūsmas mērītāja signāls ir atkarīgs no šķidruma, kas darbojas kā kustīgs vadītājs magnētiskajā laukā, jebkuras šīs vadītspējas izmaiņas var mainīt inducēto spriegumu neatkarīgi no faktiskā plūsmas ātruma. Šķidrums, kas uzsilst procesa laikā-, var padarīt skaitītāja ziņojumu par nelielu, kas nav-nulles rādījums laikā, kam vajadzētu būt statiskam, bezplūsmas stāvoklim -, kas ir viens no biežāk dokumentētajiem nulles-punkta novirzes cēloņiem lauka problēmu novēršanas rokasgrāmatās.
Spoles un elektronikas dreifs
Uzbudinājuma spolei, kas ģenerē magnētisko lauku, ir sava pretestība, un pretestība mainās atkarībā no temperatūras. Spoles pretestības maiņa maina magnētiskā lauka stiprumu, kas maina elektrodu uztverto inducēto spriegumu. Turklāt raidītāja korpusā esošie pastiprinātāji un signālu{2}apstrādes elektronika paši ir jutīgi pret temperatūru-; komponenti, piemēram, darbības pastiprinātāji un A/D pārveidotāji, var piedzīvot pastiprinājuma nobīdes un nobīdes sprieguma novirzi, mainoties apkārtējās vides vai procesa temperatūrai, un šīs mazās elektroniskās kļūdas pastiprinās lejup pa straumi līdz redzamai nulles nobīdei.
Lauka piemērs
Tika veikta vidēja lieluma ķīmiskās apstrādes operācijaelektromagnētiskais plūsmas mērītājsuz karstā šķīduma līnijas, kur partijas temperatūra mainījās aptuveni par 10–15 grādiem atkarībā no produkta, kas tiek darbināts. Operatori pamanīja, ka plūsmas summētājs visu nakti uzkrāja nelielus daudzumus, pat ja visi vārsti ir aizvērti. Pats skaitītājs nebija bojāts - nulles punkts vienkārši sekoja šķidruma temperatūras līknei katrā partijas ciklā.
Labojums neietvēra skaitītāja nomaiņu. Pārslēgšanās uz raidītāju ar aktīvo temperatūras kompensāciju apvienojumā ar nulles atjaunošanas procedūru, kas veikta šķidruma faktiskajā darba temperatūrā, nevis apkārtējā darbnīcas temperatūrā, samazināja novirzi līdz noteiktās pielaides robežās. Mācība, kas iestrēga rūpnīcas komandai: nulles-punkta pārbaude, kas veikta uz auksta, statiska stenda, neko daudz nepasaka par to, kā skaitītājs darbosies, kad procesa šķidrums būs karsts.
Kā ražotāji izstrādā temperatūras novirzi
Atbilstoši termiskās izplešanās materiāli
Apšuvuma un elektrodu materiālu savienošana pārī ar līdzīgiem termiskās izplešanās koeficientiem samazina mehānisko spriegumu, kas izraisa elektroda stāvokļa nobīdi. Tas lielā mērā ir projektēšanas-posma lēmums, tāpēc ir vērts jautāt par oderes materiāla izvēli (PTFE, PFA, gumiju, keramiku un tā tālāk), norādot mērītāju plašam-svārstīšanās temperatūras pielietojumam.
Zema-frekvence, kvadrātveida-viļņu ierosme
Vecāki sinuso-viļņu un konstantas-strāvas ierosmes modeļi ir vairāk pakļauti nulles novirzei nekā zemas-kvadrātviļņu-viļņu ierosmes sistēmas, kas tagad ir standarta lielākajā daļā rūpniecisko mērītāju. Periodiska ierosmes strāvas polaritātes maiņa un signāla paraugu ņemšana pie katras fiksētās vērtības palīdz novērst lēni{5}}kustīgus traucējumus, tostarp dažus temperatūras- izraisītus efektus, kas lielā mērā ir iemesls, kāpēc šī ierosmes metode kļuva par nozares noklusējumu stabilitātes{7}sensitīvām lietojumprogrammām.
Iebūvēta{0}}temperatūras kompensācija
Daudzos raidītājos tagad ir iekļauts temperatūras sensors un kompensācijas algoritms, kas pielāgo izvadi, pamatojoties uz -reālā laika procesa temperatūru, koriģējot iepriekš aprakstīto vadītspēju un elektronisko novirzi, pirms rādījums sasniedz displeju vai vadības sistēmu.
Instalēšanas prakse, kas samazina problēmu
Zemējuma kvalitāte, elektrodu piesārņojums un izkliedēti elektromagnētiskie traucējumi ir saistīti ar jebkādu ar temperatūru{0}}saistītu novirzi, tāpēc pareiza uzstādīšana - cietie zemējuma gredzeni, atbilstošas taisnas-caurules un ekranēšana no spēcīgiem elektromagnētiskiem avotiem - ļauj efektīvi veikt jebkādu temperatūras kompensāciju, ko skaitītājs veic.
Ko tas nozīmē, ja norādāt plūsmas mērītāju
Ja jūsu process ir saistīts ar šķidruma temperatūras svārstībām, kas nozīmīgi mainās darbības laikā - sērijas apkures, sezonālās apkārtējās vides maiņas vai karstā/aukstā produkta maiņas -, pirms pasūtīšanas ir vērts uzdot piegādātājam trīs tiešus jautājumus:
- Kādu ierosmes metodi izmanto šis skaitītājs, un vai tas ir novērtēts tā, lai nodrošinātu stabilitāti visā temperatūras diapazonā, ko jūs faktiski redzēsit?
- Vai raidītājā ir iekļauta aktīva temperatūras kompensācija vai tikai fiksēta{0}}temperatūras kalibrēšana?
- Kāda ir ieteicamā nulles{0}}punkta kalibrēšanas procedūra, un vai tā būtu jāveic procesa temperatūrā, nevis apkārtējā?
Mērītājs, kas ir precīzs specifikāciju lapā 20 grādu leņķī, ne vienmēr ir precīzs 45 grādos , un atstarpe starp šiem diviem skaitļiem ir tieši tā vieta, kur parasti slēpjas nulles-punkta novirzes problēmas.
FAQ
Vai nulles{0}}punkta novirzi var novērst tikai ar atkārtotu kalibrēšanu?
Dažreiz, bet atkārtota kalibrēšana nepareizā temperatūrā tikai atiestata kļūdu, nevis to novērš. Ja novirzi nosaka temperatūra-, labojumam ir jāpievēršas kompensācijai vai uzstādīšanas apstākļiem, nevis tikai vienreizējai nulles korekcijai.
Cik lielas temperatūras izmaiņas ir pietiekamas, lai izraisītu ievērojamu nulles nobīdi?
Tas ir atkarīgs no skaitītāja konstrukcijas un šķidruma, bet svārstības 10–20 grādu diapazonā parasti ir pietiekamas, lai radītu izmērāmu novirzi metros bez aktīvas temperatūras kompensācijas, it īpaši pie zemiem plūsmas ātrumiem.
Vai tas vienādi ietekmē visus elektromagnētiskos caurplūdes mērītājus?
Nē. Skaitītāji ar saskaņotiem oderes/elektrodu materiāliem, kvadrātveida-viļņu ierosmi un iebūvētu-temperatūras kompensāciju ir ievērojami izturīgāki pret temperatūras-noteiktu nulles novirzi nekā vecāki vai lētāki{4}}materiāli.
Vai nulles{0}}punkta novirze ir tāda pati kā kalibrēšanas novirze?
Ne gluži. Kalibrēšanas novirze attiecas uz skaitītāja kopējo precizitātes nobīdi visā tā mērījumu diapazonā, savukārt nulles-punkta novirze īpaši ietekmē bezplūsmas bāzes līniju. Mēraparātam var būt stabila kalibrēšana visur, izņemot pie nulles.
Vai skaitītājs ir jāpār{0}}jānullē apkārtējās vides vai procesa temperatūrā?
Procesa temperatūra, kad vien iespējams. Skaitītāja nulles noteikšana uz auksta stenda un pēc tam tā uzstādīšana karstajā līnijā ir viens no biežākajiem - un novēršamiem - sūdzībām par novirzi, ko mēs redzam.
Vai caurules izmērs vai plūsmas ātrums pasliktina{0}}temperatūras novirzi?
Ne tieši, bet lielāka{0}}diametra metri ar lielākiem elektrodu virsmas laukumiem var būt jutīgāki pret iepriekš aprakstīto mehānisko spriegumu, jo izplešanās procesā ir iesaistīts vairāk materiālu. Tas ir vēl viens iemesls, lai pārbaudītu ierosmes metodi un kompensācijas dizainu lielākām iekārtām, nevis pieņemtu, ka mērogā tiek piemērota mazāka skaitītāja specifikāciju lapa.
Pēdējās domas
Ar temperatūru-saistītā nulles Mehānisms darbojas pa trim kanāliem - mehāniskais spriegums uz elektrodiem, šķidruma vadītspējas maiņa un dreifs spolē un elektronikā -, un visi trīs labi reaģē uz pareizo materiālu kombināciju, ierosmes metodi un kompensācijas shēmām.
Ja jūsu procesā tiek izmantoti šķidrumi plašā temperatūras diapazonā un neesat pārliecināts, ka pašreizējais skaitītājs - vai tas, kuru gatavojaties pasūtīt -, ir izveidots tā, lai to apstrādātu, nosūtiet mums detalizētu informāciju par procesu (šķidruma veidu, temperatūras diapazonu, caurules izmēru un pielietojumu), un mēs varam jums palīdzēt noteikt pareizo specifikāciju, pirms tā kļūst par lauka problēmu. Sazinieties ar mūsu komandu, lai saņemtu ieteikumu.
Atsauces
[1] Artangs, "Elektromagnētiskā plūsmas mērītāja nulles punkta nestabilitāte: cēloņi un risinājumi."artang.com
[2] Artangs, "Elektromagnētiskā plūsmas mērītāja patoloģiska nulles punkta cēloņi un risinājumi."artang.com
[3] Sisenchina, "Kā pielāgot elektromagnētiskā plūsmas mērītāja nulles punktu".sisenchina.com
[4] ASV patents 5443552, "Elektromagnētiskais plūsmas mērītājs un metode elektromagnētiskai plūsmas ātruma mērīšanai".attēls-ppubs.uspto.gov
[5] ASV patents 4059014 "Elektromagnētiskais plūsmas mērītājs".attēls-ppubs.uspto.gov
[6] Flowmetertech, "Zero Drift Problem and Treatment Method of Mass Flow Meter".flowmetertech.com
