Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Přesné měření nejmenších hmotnostních průtoků
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Přesné měření nejmenších hmotnostních průtoků

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.


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

Další články

Hydraulika/ hydraulické prvky
Čerpadla/ armatury/ doprava tekutin

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: