Témata
Reklama

Přesné měření nejmenších hmotnostních průtoků

01. 10. 2019

Je dobře známou skutečností, že jestliže je vyžadována vysoká přesnost, Coriolisovy průtokoměry jsou bezkonkurenční. Ale je také fakt, že dosud nebyly na trhu žádné přístroje schopné nepřetržitě a spolehlivě měřit > 0 kg.

Jednoduchou, ale důmyslnou myšlenkou se společnosti Heinrichs Messtechnik, členu Kobold Group, podařilo tuto mezeru vyplnit. Jde o novou a revoluční konstrukci, která umožnila vznik nejmenšího Coriolisova průtokoměru na světě. A to vše s ještě nižší cenou.

V 99,9 % všech případů, kdy jsou vyžadovány vysoce přesná měření velmi nízkých hmotnostních průtoků, jsou Coriolisovy průtokoměry první volbou. Tato volba v sobě zahrnuje i cenovou prémii. Současně je zde problém, a to že současný stav techniky předpokládá použití technologie duální trubky, při níž jsou magnety umístěny na jednu trubku s cívkou budiče a snímače na druhou. Tento systém má však i jednu nevýhodu; čím menší je průměr trubky, a tím i průtok, tím větší je vliv částí na nich umístěných.

Reklama
Reklama
Místo montáže cívek na trubky se výrobce rozhodl namontovat je na desku plošných spojů umístěnou mezi měřicími trubicemi. Současným znásobením počtu snímacích cívek ze dvou na čtyři se výrazně zvýší rozlišení.

Například tam, kde extrémně malé průtoky vyžadují průměry trubek pouze 1 mm, může vibrační chování cívkových závaží významně ovlivnit výsledky měření. Proto je pro tyto aplikace běžnou praxí používat systémy s jednou trubicí, ve kterých jsou cívky umístěny na šasi snímače.

Tyto systémy však rovněž mají značné nevýhody. Použitím jediné měřicí trubice se dramaticky zvyšuje vliv vnějšího rušení. Je-li druhá trubka, která slouží jako referenční měřidlo, vynechána, musí být cívky snímače namontovány na šasi skříně, což činí snímač citlivějším na vibrace a jiné rušení. Vzhledem k citlivosti Coriolisových senzorů s jednou trubicí je často vyžadováno nákladné mechanické oddělení, což je činí nevhodnými pro mnoho aplikací.

Protože vědí, co dělají!

Výzvou proto bylo nalézt způsob, jak zkombinovat duální trubky s jejich velmi malými průměry, čímž by se snížila citlivost vnějších poruch a umožnilo se přesné měření množství > 0 kg. Základní problém spočívá v hmotnosti cívek, které ve srovnání s průměry trubek 1,5 mm nebo méně představují významnou hmotnost.

Aby se tato citlivost snížila a zároveň se prováděla přesná měření při velmi malých průtocích, Heinrichs Messtechnik povýšil Coriolisův princip dvojité trubice na novou úroveň. V této nové moderní technologii již nejsou cívky senzorů namontovány na trubkách, nýbrž mezi nimi, čímž se odstranil vliv hmotnosti cívek, což umožňuje měřit extrémně malé průměry trubek u dvoutrubicového provedení. Samotné měřicí trubice jsou zatíženy jen velmi lehkými magnety, které s hmotností pouze 0,08 g nemají žádný vliv na vibrační chování trubek.

Další plus: Při montáži cívek na statickou desku plošného spoje – na rozdíl od standardního konceptu trhu – nejsou v systému žádné flexibilní vodiče schopné vibrovat na stejné frekvenci jako měřicí trubice. Tento přístup navíc umožňuje použití čtyř cívek senzorů namísto dvou, což je obvykle pro dvoutrubicové provedení, které poskytuje vyšší rozlišení.

Vibrace – no a co!

Inovativní dvoutrubicová konstrukce s  délkou pouze 150 mm - vysoce výkonový Coriolisův hmotnostní průtokoměr od firmy Heinrichs Messtechnik - je necitlivá na rázy a vibrace, a umožňuje vysoce přesné měření s odchylkami pouhých ± 0,1 % z aktuálně měřené hodnoty.

Dlouhodobé zkoušky ukázaly, že „ten malý přístroj“ může dosáhnout přesnosti až ± 0,05 % z aktuálně měřené hodnoty. Senzor navíc vykazuje necitlivost na teploty do 180 °C a tlaky až 600 barů, ostatní přístroje na trhu při těchto hodnotách již dávno přestaly fungovat. S nulovým bodem mezi 0,001 a 0,005 kg/h jsou mechanické demontáže a často opakované kalibrace věcí minulosti. Vysoká rezonanční frekvence nad 200 Hz zabraňuje vzniku injektovaných vibrací. HPC sestává hlavně z masivního bloku z nerezové oceli.

Společnost Heinrichs Messtechnik vyvinula nejmenší dvoutrubicový Coriolisův hmotnostní průtokoměr na světě: The High Performance Coriolis.S výjimkou laserově svařovaných měřicích trubek se skládá HPC v podstatě z bloku z nerezové oceli s pevným závitem. Výsledkem je extrémně robustní zařízení schopné odolávat teplotám a tlakům do 180 °C a 600 barů.

S výjimkou laserově svařovaných měřicích trubek sestává HPC v podstatě z bloku z nerezové oceli s pevným závitem. Kromě toho, HPC nemá rozdělovače na přítoku trubek, místo toho má rezervoár – ve kterém procesní tlak rozděluje kapalinu do měřicích trubic, čímž zabraňuje vzniku poruch proudění obecně způsobených rozdělovačem.

Vysoká přesnost za nízké peníze

Všechny měřiče na trhu – bez ohledu na to, zda se jedná o jedno-, nebo dvojtrubicové systémy – mají jednu věc společnou: vysokou kupní cenu. U HPC tomu tak není.

Celá vývojová fáze trvala jen rok a půl. Pro dosažení tohoto krátkého vývojového času využil Heinrichs Messtechnik nejnovější simulační technologii.

Díky této technologii se drasticky snížil počet prototypů, což výrazně snížilo náklady na vývoj. Navíc simulace, které jsou vypočteny 100krát rychleji než srovnatelné nástroje, mohou zachytit specifické požadavky zákazníka a prezentovat jednotlivá řešení v co nejkratším čase. Tímto způsobem se Heinrichs Messtechnik snaží udržet výrobní náklady snímače na absolutním minimu.

Celá vývojová fáze trvala jen 1,5 roku. Pro dosažení tohoto krátkého vývojového času využil Heinrichs Messtechnik nejnovější simulační technologii.

Nejmodernější světový Coriolisův průtokoměr s dvěma trubicemi nabízí různé výhody, zejména tam, kde je omezen prostor – např. v závodech brownfield, mini závodech, výzkumných reaktorech nebo u aplikací chemického vstřikování.

Koncept variabilní sestavy

Pro flexibilitu jsou k dispozici různé konstrukční varianty HPC: Kromě tradiční verze Inline, která může být vložena přímo do výrobní linky, jsou k dispozici tři další modely, vhodné buď pro montáž na zeď, pomocí nástěnných držáků, nebo jednoduše pro umístění na stůl. „Pro náš stolní model jsou k dispozici dvě možnosti: buď s měřicími trubkami směřujícími dolů pod přívodním vedením, nebo směřujícími nahoru nad přívodním vedením. Pro měření plynů se doporučují vzhůru směřující trubky, aby se předešlo problémům s odběrem tekutin v trubkách, a naopak pro měření tekutin.“

Průtokoměry jsou k dispozici se třemi rozsahy měření: 0–20, 0–50 a 0–160 kg/h. Na vyžádání jsou k dispozici i další úpravy, například skříně, konektory nebo rozhraní. Zejména pro chemický a polovodičový průmysl jsou na vyžádání k dispozici také plně uzavřené skříně z nerezové oceli.

Technologie je navíc registrována patentem a je v nabídce se schválením ATEX a IECEx. Paralelně se zahájením prodeje pracuje Heinrichs Messtechnik také na novém miniaturizovaném vysílači s flexibilním rozhraním, speciálně navrženém pro kompatibilitu s HPC.

Kobold Messring

Petr Tichoň

info.cz@kobold.com

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 191055
Datum: 01. 10. 2019
Rubrika: Trendy / MSV 2019
Autor:
Firmy
Související články
Jednotky pro chlazení oleje v hydraulických okruzích

Ve výrobních oblastech průmyslu se pracovní podmínky liší natolik, že se provozní flexibilita chladicích jednotek stává jedním ze základních požadavků. Bez ohledu na to, zda je teplota vstupní vody +30 nebo +5 °C a venkovní teplota +45 nebo -25 °C, jsou jednotky Hyperchill díky svému technickému provedení a širokým možnostem speciálního vybavení schopny poskytovat nepřetržitý a efektivní výkon.

Regulační pohony hydraulických čerpadel

V posledních letech se hledají možnosti úspor energie i u hydraulických systémů. Tyto pohony jsou pomalu vytlačovány v oblasti menších sil a momentů elektromechanickými pohony. V oblasti vyšších výkonů - desítky a více kW - však hydraulické pohony stále představují hlavní možnost řešení, a to zpravidla ve spolupráci se stále se rozvíjející elektronikou. I tady však už existují čistě elektrická řešení. U vyšších výkonů i několik procent úspor dělá výrazné snížení spotřeby energie.

Pohony a hydraulika

Společnost Gates Corporation je celosvětová diverzifikovaná průmyslová společnost, která poskytuje vyspělá řešení přenosu síly a hydrauliky. Přináší totiž produkty a služby, které snižují celkové náklady na vlastnictví pro širokou řadu aplikací.

Související články
Měření čistoty hydraulických kapalin

Jedním z nepostradatelných mechanických prvků, používaných při konstrukci a stavbě strojů, jsou v současné době hydraulické systémy. Pro své fyzikální vlastnosti byla zpočátku jako fluidní médium využívána voda. Tu postupem času nahradily výkonnější a dokonalejší kapaliny s vlastnostmi nezbytnými pro dlouhodobě spolehlivý provoz stávajících výkonných hydraulických systémů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Tvoříme historii vodního paprsku

Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

Péče o oleje znamená také péči o stroje

S přístroji na elektrostatické čištění olejů (ELC) Kleentek se můžeme setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. Mají široké možnosti využití, protože jsou použitelné pro většinu typů průmyslových olejů. Na podrobnosti jsme se zeptali Ing. Milana Soukupa, obchodního ředitele společnosti Kleentek.

Průtokoměr s oválnými koly

Potřeba měřit viskózní látky v průmyslu je velká. Společnost Kobold Messring pro tyto aplikace vyvinula průtokoměr s oválnými koly, model DON.

Dráty, kabely a trubky opět v Düsseldorfu

V globální informační a komunikační platformu pro klíčové hráče z oboru drátů, kabelů a trubek se od 30. března do 3. dubna 2020 opět promění výstaviště v Düsseldorfu.

Realizace energeticky úsporných hydro pohonů

Integrací čerpadel a pohonů s variabilním počtem otáček, známých též jako servočerpadla, usnadňuje společnost Siemens ve spolupráci s českou pobočkou firmy Hydac realizaci energeticky výhodnějších, úspornějších a tišších hydraulických systémů pro široké pole aplikací. Jádrem konceptu je měnič kmitočtu, který zajišťuje, aby hydraulická energie byla produkována jen tehdy, když je jí zapotřebí.

Veletrh průmyslových armatur počtvrté v Düsseldorfu

Používají se všude, a přece jsou co do velikosti a použití velice rozdílné. Armatury, které zajišťují bezpečnost v ropném a plynařském průmyslu, vedou kapaliny chemickými zařízeními, regulují přítok a odtok vody, plynů nebo vysoce korozivních médií nebo zabezpečují správný průtok ve výrobě nápojů.

Valve World Expo 2014 je vyprodaný

Výstavní místa na veletrhu Valve World Expo, který se bude konat letos již potřetí v německém Düsseldorfu od 2. do 4. prosince 2014 jsou již nyní vyprodány. Zájem vystavovatelů je tak veliký, že se organizátoři rozhodli oproti minulým ročníkům rozšířit výstavní prostory o další výstavní halu.

Řízení pohybu

Díky ročnímu obratu přes 13 miliard dolarů je společnost Parker Hannifin velkým hráčem na poli technologií a systémů pro řízení pohybu, který poskytuje specializovaná řešení pro komerční, mobilní, průmyslové a letecké obory.

Ovládání průtoku vody

WXU jednotky pro ovládání průtoku chladicí vody jsou kompaktní zařízení podobná ventilovým terminálům, které mají malé zástavbové rozměry a nízkou hmotnost. Sdružují standardní samostatná zařízení (ventily a průtokoměry) do jednoho bloku pro jejich snadnou obsluhu. V případě údržbářského zásahu se vyměňují pouze standardní díly.

Achema 2012 také veletrhem strojů, materiálů a těsnění

Největší světová přehlídka chemické techniky, chemických zařízení, biotechnologií a technologií, konaná jednou za tři roky, je i největším veletrhem strojírenství, armatur, čerpadel, potrubí a kompresorů včetně konstrukčních materiálů, těsnění a ovládání.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit