Термални мерач масеног протока мери проток гаса посматрајући како покретни гас уклања топлоту са загрејаног сензорског елемента. То чини технологију атрактивном за компримовани ваздух, азот, природни гас, биогас, ваздух за сагоревање и многе друге индустријске гасове. За основну физику сензора, ФловТ-ово објашњење окако ради термометар масеног протокапокрива основни принцип{0}}преноса топлоте. Теже питање је како сачувати перформансе мерења након што мерач напусти калибрациони сто.
Почните тако што ћете разумети шта значи спецификација тачности
Два мерача топлотног масеног протока могу да прикажу импресивну изјаву о тачности и још увек нуде веома различите перформансе при брзини протока која је важна за ваш процес. Пре него што упоредите бројеве, утврдите како је спецификација изражена.
Претпоставимо да лист са подацима наводи тачност од ±1% очитавања. При назначеном протоку од 500 Нм³/х, наведени допринос је ±5 Нм³/х. Сада размислите о другом инструменту оцењеном на ±0,5% пуне скале од 2000 Нм³/х. Његов допринос на пуној-скали-је ±10 Нм³/х, укључујући када процес ради при 500 Нм³/х.
То не значи да је један формат спецификације аутоматски бољи. То значи да је основа битна, посебно када мерач проводи већину свог времена знатно испод максималног протока.
Тачност, поновљивост и несигурност нису иста ствар
Прецизностописује колико је пријављени ток близак прихваћеној референци.Поновљивостописује колико блиско инструмент репродукује резултат када се исти услови понављају. Мерач може да се понови изузетно добро и да и даље носи систематску пристрасност узроковану нетачном гасном кривом, погрешним пречником цеви или лошом инсталацијом.
ФловТ даље разматра ову разлику у свом чланку опоновљивост термичког мерача масеног протока.
Мерна несигурностје шири. Он узима у обзир опсег вредности који се разумно могу повезати са резултатом мерења и може укључивати доприносе калибрације, референтне опреме, поновљивости, инсталације, својстава гаса, обраде сигнала и радних услова. Постојећа ФловТ дискусија онесигурност мерача топлотне масепружа додатну позадину о суштинским и{0}}корисницима везаним за апликације.
Када пројекат има стварни захтев за тачност, немојте тражити само „тачност мерача“. Питајте која се тачност или несигурност примењује на минимални, нормални и максимални радни проток и под којим условима гаса и процеса.
Састав гаса је део мерења
Мерење топлотне масе зависи од преноса топлоте. Различити гасови имају различиту топлотну проводљивост, специфичну топлоту, густину и вискозитет, тако да не хладе загрејани сензор на потпуно исти начин.
Због тога мерач калибрисан за ваздух не треба аутоматски да се третира као једнако тачан мерач метана, водоника, угљен-диоксида или мешаног{0}}гаса једноставном променом етикете на предајнику.
За чист гас са стабилним саставом, проблем је релативно једноставан: изаберите мерач и калибрацију који одговара том гасу. Познатом и стабилном смешом се такође може руковати када је њен састав дефинисан и када произвођач има одговарајући калибрациони или валидирани модел гаса.
Променљива смеша гасова захтева више расуђивања. Размислите о процесу биогаса где се релативне количине метана и угљен-диоксида мењају са условима варења. Промена из једне композиције у другу мења термичка својства која сензор види. Важно питање није да ли предајник може да прикаже "биогас"; то је да ли очекивани опсег састава остаје компатибилан са потребном мерном несигурношћу.
ФловТ-ов чланак омерење гасних смеша термичким масеним мерачем протокаобјашњава зашто састав смеше треба да буде део података о примени.
Практично правило за{0}}одлуку о саставу гаса
- Један, стабилан гас:користите калибрацију намењену том гасу кад год захтев за тачност то оправдава.
- Стабилна, позната мешавина:обезбеди комплетан састав смеше и потврди да ли је калибрација{0}}специфична за смешу или је заснована на валидираној конверзији.
- Промене смеше у познатом опсегу:обезбедити нормалне, минималне и максималне очекиване концентрације за главне компоненте и питати како се наведена грешка мења у том опсегу.
- Састав се мења у великој мери или непредвидиво:потврдите да ли технологија термичке масе још увек може да испуни потребну несигурност пре него што је изаберете.
Притисак и температура и даље заслужују пажњу
Један од најјачих разлога за коришћење мерача термалне масе је тај што може да пријави масени проток без претходног мерења радне запремине, а затим израчунавања густине из одвојених инструмената за притисак и температуру. Та предност се понекад скраћује у тврдњу да притисак и температура "не утичу" на мерење топлотне масе. Та формулација је преширока.
Сензор и даље ради унутар правог гаса при стварном притиску и температури. Ти услови могу утицати на својства гаса, пренос топлоте, ограничења температуре сензора и однос између процеса и оригиналне калибрације. Величина и важност ефекта зависе од гаса, дизајна бројила, методе калибрације и радног опсега.
ФловТ има посебну техничку расправу офлуктуације притиска гаса у мерењу топлотне масе. За пројекте са неуобичајено високим притиском, великим температурним колебањима или строгим захтевима несигурности, укључите те услове у преглед апликације уместо да претпостављате да их стандардна калибрација аутоматски покрива.
Низак проток, режим протока и корисни опсег мерења
Термичка технологија се често бира зато што може да открије релативно низак проток гаса без постављања великих ограничења у линији. То не значи да сваки мерач има идентичну тачност од нулте до максималног протока.
Код различитих Рејнолдсових бројева и опсега брзина, локални образац протока и однос{0}}преноса топлоте могу да се промене. Веома низак проток такође може учинити нулту стабилност и помаке сензора значајнијим као проценат измерене вредности.
Због тога корисно питање није једноставно: "Који је однос смањења?" Питајте која се спецификација грешке примењује у близини стварне минималне радне тачке. ФловТ-ова расправа отачност мерења термичке масе у ламинарном токује релевантно када апликација ради близу доњег краја опсега брзине.
Влага, кондензација и онечишћење сензора производе различите грешке
Влажност у гасној и течној води која долази у контакт са сензором није исти услов. Водена пара је део мешавине гаса. Кондензат формира течну фазу која преноси топлоту веома различито и може изазвати изненадну промену у одзиву сензора.
Контаминација може бити постепенија. Уље компресора, прашина, остаци процеса или фине честице могу створити премаз на сензорском елементу. Премаз који се споро развија мења термичку путању између сензора и гаса и може изгледати као померање калибрације.
Та разлика је корисна током решавања проблема. Очитавање које се изненада мења након квара сепаратора или кондензације сугерише другачију истрагу у односу на мерач који се постепено кретао месецима у току прљавог гаса.
Пре поновног калибрирања мерача са необјашњивим помаком, прегледајте:
- промене састава гаса;
- тачка росе и историја кондензације;
- преношење компресорског уља;
- оптерећење прашине или честица;
- чистоћа сензора;
- промене горњих филтера или сепаратора;
- недавно одржавање процеса.
Инсталирана тачност зависи од профила протока
Сензор за термичко уметање не мери физички сваку тачку на великој цеви. Он детектује услове на својој инсталираној локацији и инструмент користи то мерење заједно са конфигурисаном геометријом цеви и калибрационим моделом за израчунавање укупног протока.
Колено, Т, редуктор, контролни вентил, излаз из дуваљке, пражњење компресора или делимично затворени вентил могу створити вртложне и асиметричне профиле брзине. Мерач инсталиран у том поремећеном профилу може бити веома поновљив, док и даље извештава о пристрасном укупном протоку.
Због тога је{0}}упутство за директно покретање важно, али један универзални број не би требало да се примењује на сваку инсталацију. Потребна дужина узводно и низводно зависи од дизајна бројила и поремећаја. Одабрана документација производа треба да управља коначним изгледом.
Положај сонде је проблем конфигурације као и механички проблем
Дубина уметања, оријентација и конфигурисани унутрашњи пречник цеви су важни. Уношење номиналне величине цеви када трансмитер захтева стварни унутрашњи пречник може довести до систематске грешке у прорачуну површине. Сонда постављена превише плитко или предубоко може узорковати другачији део профила брзине од предвиђеног.
За веће постојеће цевоводе, ануметање термалног мерача масеног протокаможе смањити модификацију цевовода, али инсталацији је потребно довољно информација о геометрији цеви и узводним условима да би мерење имало смисла.
Мање линије могу имати користи од дефинисаног линијског мерног одсека. ФловТ упоређује инжењерске{1}}уступке у свомпоређење линијског и уметнутог термалног мерача масеног протока.
Калибрација: стварни гас, сурогат гас и шта сертификат треба да покаже
Калибрација повезује електрични одговор сензора са познатим референтним протоком. За термометаре, избор гаса је важан јер пренос топлоте зависи од-гаса.
ИСО 14511:2019посебно се бави спецификацијом, тестирањем, инспекцијом, инсталацијом, радом и калибрацијом термалних масених гасних мерача протока који се користе за гасове и гасне мешавине.
Тамо где је практично и оправдано применом, стварна-калибрација гаса пружа најближи приказ стварних термичких својстава. У другим случајевима, произвођачи могу користити ваздух, азот или други сурогат гас и применити модел еквивалентности. Сурогат приступ може бити прикладан, али корисници треба да разумеју како је конверзија успостављена и која додатна несигурност се примењује.
Чланак ИСА обаждарење термичких масених мерача протокарасправља о ограничењима која могу настати када теоретска еквивалентност гаса не репродукује стварно понашање{0}}преноса топлоте процесног гаса.
Шта тражити уз калибрацију
- калибрациони гас или сурогат гас;
- испитани минимални и максимални проток;
- појединачне тачке калибрације у радном опсегу;
- референтна температура и услови притиска;
- мерне јединице и стандардну{0}}основу запремине;
- референтна опрема и следљивост;
- наведена несигурност калибрације;
- информације о поновљивости где је релевантно;
- као-пронађени и као-остављени резултати за рад на поновној калибрацији;
- било која примењена метода корекције гаса или еквиваленције.
За општу терминологију калибрације мерача протока и следљивост, ФловТтехнички преглед калибрације мерача протокапружа корисну позадину.
Ако је акредитована лабораторија наведена у пројекту, потврдите да акредитовани опсег лабораторије покрива релевантно мерење и опсег протока.ИСО/ИЕЦ 17025дефинише захтеве за компетентност, непристрасност и доследан{0}}рад за лабораторије за тестирање и калибрацију.
Не мешајте масени проток са стандардном запремином
Термометри се обично називају инструменти директног протока масе, али многа постројења показују резултате у Нм³/х, См³/х, СЦФМ или СЛПМ, а не у кг/х. То су стандардизоване запреминске величине, а не физичка запремина при стварном притиску и температури цевовода.
Разлика је битна када се термални мерач упореди са подацима компресора, извештајем о корисности, ПЛЦ прорачуном или другом технологијом протока. Системи треба да користе исту референтну температуру, притисак и дефиницију гаса.
ФловТ'собјашњење масеног протока у односу на запремински протокпокрива физичку разлику, док њен преглед одјединице протока укључујући кг/х и Нм³/хје корисно приликом провере конфигурације предајника и ПЛЦ-а.
Практично инсталирана{0}}табела за дијагностику грешака
| Уочени проблем | Вероватни узроци | Прве провере | Следећа акција |
|---|---|---|---|
| Читање је константно високо или ниско | Погрешна гасна крива, нетачан ИД цеви, пристрасан профил протока, неусклађеност састава гаса | Конфигурација, подаци о гасу, димензије цеви, горњи распоред | Исправите конфигурацију и упоредите са референцом пре промене калибрације |
| Очитавање је стабилно, али се не поклапа са другим мерачем | Различити референтни услови, разлике у технологији, пристрасност инсталације, неусклађеност калибрације | Јединице, стандардни услови, гасна основа, сертификати о калибрацији | Ставите оба мерења на исту основу пре дијагнозе сензора |
| Читање брзо варира | Пулсирајући ток, електрични шум, кондензат, нестабилни процесни услови | Тренд процеса, ожичење, уземљење, услови влаге | Одвојите нестабилност процеса од нестабилности мерача |
| Читање се полако мења током времена | Загађивање сензора, промена састава, остатак процеса, дуготрајна-промена калибрације | Стање сензора и историја процеса | Очистите или прегледајте како је дозвољено, а затим проверите у односу на референцу |
| Ниско{0}}очитавање протока је лоше, али је нормалан проток прихватљив | Рад близу нижег корисног опсега, нулти помак, ефекти режима протока | Минимална калибрирана тачка и стварни нормални проток | Прегледајте захтеве за величину или калибрацију{0}}ниског опсега |
Када је термална маса права технологија-а када није
Технологија термичке масе је посебно корисна када је састав гаса познат, губитак притиска треба да буде низак, апликација има користи од ниске-осетљивости на проток, а директно мерење масе гаса или стандардног-запремина је корисно.
A мерач масеног протока гасаможе бити погодан за дистрибуцију индустријског гаса, азота, гаса за сагоревање и сличних чистих{0}}гасова. За праћење-компримованог ваздуха у постројењу, анмерач протока ваздухаможе да пружи податке о потрошњи без засебног{0}}система за компензацију густине. Пријаве са различитим врстама гаса такође се могу прегледати у односу на атермички мерач масеног протока за мерење индустријског гаса, под условом да су гасна и радна ограничења потврђена.
Топлотна маса није аутоматски одговор на сваку примену гаса.
| Услов примене | Термална маса | Вортек | Цориолис |
|---|---|---|---|
| Чист гас, мали губитак притиска је важан | Јак кандидат | Могуће у зависности од брзине и процеса | Могућа, али често већа цена и пад притиска |
| Веома низак проток гаса | Често атрактивна | Може бити ограничен минималним Рејнолдсовим бројем или брзином | У великој мери зависи од величине мерача и примене |
| Широка промена састава гаса | Захтева пажљиву процену | Може и даље захтевати густину или компензацију у зависности од излаза | Може да обезбеди директно мерење масе без калибрације својстава{0}}термалног гаса |
| Влажан или јако контаминиран гас | Потенцијално загађивање или забринутост због кондензације | Зависно од апликације{0}} | Зависно од апликације{0}} |
| Стеам | Генерално није стандардни избор | Уобичајена индустријска опција | Зависно од апликације{0}}и мање уобичајено |
Сврха овог поређења није да се технологије рангирају универзално. То је да се идентификује где се сам принцип мерења уклапа у процес. ФловТ такође пружа ширепоређење топлотне масе и других технологија мерача протоказа апликације где технологија још није изабрана.
Контролна листа за избор мерача топлотне масе
Добар захтев за понуду треба да садржи довољно информација о процесу да би мерач био димензионисан и калибрисан за реалне услове рада. У најмању руку, припремите:
- гас:тачан назив гаса или пун састав смеше.
- Распон композиције:очекиване варијације у главним компонентама гаса.
- ток:минимални, нормални и максимални проток, а не само максимални.
- Јединице:кг/х, Нм³/х, См³/х, СЦФМ или други потребни излаз.
- Референтни услови:стандардна температура и притисак који се користе за стандардно{0}}извештавање о запремини.
- притисак:нормалан, минимални и максимални радни притисак.
- температура:нормална и екстремна температура гаса.
- Стање гаса:влажност, могућа кондензација, преношење уља, прашина или процесни загађивачи.
- цев:материјал, распоред, стварни унутрашњи пречник и оријентација.
- Инсталација:доступна равна и оближња колена, вентили, редуктори, компресори или дуваљке.
- Перформансе:потребна несигурност или тачност при стварном нормалном и минималном протоку.
- калибрација:стварне-потребе за гас, сурогат-прихватање гаса, сертификате и потребе за следљивошћу.
- Излаз:4–20 мА, импулсни, РС485/Модбус, ХАРТ, аларм или тотализатор.
- Окружење:кућиште, одобрење{0}}опасне области, температура околине и материјални захтеви.
Често постављана питања
Која је типична тачност мерача топлотне масе?
Не постоји јединствена вредност коју би требало применити на сваки мерач топлотне масе. Тачност зависи од модела, основе спецификације, калибрираног опсега, гаса, инсталације и услова рада. Упоредите тачан исказ из табеле са вашим нормалним и минималним протоком уместо да се ослањате на генеричку технологију-број нивоа.
Да ли притисак гаса утиче на термални мерач масеног протока?
Мерење топлотне масе обично не захтева посебан трансмитер притиска за израчунавање масеног протока из радне запремине, али притисак и даље може утицати на својства гаса и однос између услова процеса и калибрације. Примене високог{1}}притиска или широко варирања{2}}притисака треба да се прегледају у односу на податке о калибрацији{3}} специфичним за модел.
Може ли термални мерач масеног протока да мери промену смеше гасова?
Могуће, али потребна тачност одређује да ли је то практично. Наведите очекивани опсег композиције и питајте како се калибрација мерача или модел гаса понашају у том опсегу. Велике или непредвидиве промене састава могу оправдати другачији приступ мерењу.
Да ли мерач топлотног масеног протока треба да се калибрише са стварним гасом?
Стварна{0}}калибрација гаса је најближи приказ процесног гаса када је то изводљиво и оправдано. Сурогат-калибрација гаса се такође може користити, али корисник треба да разуме метод еквиваленције и додатну несигурност у вези са преношењем калибрације између гасова.
Зашто мерач топлотног масеног протока може бити поновљив, али и даље нетачан?
Поновљивост само показује да мерач репродукује исти резултат у поновљеним условима. Нетачна гасна крива, пречник цеви, положај сонде или поремећени профил протока могу створити стабилну систематску пристрасност која се веома добро понавља.
Колико равне цеви је потребно мерачу топлотне масе?
Одговор зависи од специфичног мерача и узводног поремећаја. Колено, два колена, контролни вентил, редуктор, компресор или дуваљка могу креирати различите профиле протока. Користите захтеве за инсталацију за изабрани модел уместо да примењујете једну универзалну вредност равног-провођења.
Како да знам да ли је сензору потребно чишћење или рекалибрација?
Прво прегледајте образац неуспеха. Постепено померање у контаминираном процесу може оправдати инспекцију сензора пре калибрације. Ако је сензор чист и конфигурација, састав гаса, профил протока и услови процеса су непромењени, верификација референци или поновна калибрација постаје логичнији следећи корак.
Да ли је уметнути или инлине мерач топлотне масе бољи?
Ни једно ни друго није универзално боље. Инлине бројила обезбеђују дефинисани део протока и погодна су за многе мање водове. Мерачи за уметање су атрактивни за веће цеви и накнадне инсталације, али више зависе од тачних димензија цеви, положаја сонде и развијеног профила протока.
Финал Такеаваи
Прецизност мерача топлотне масе треба да се третира као питање инсталираног мерног{0}}система, а не само каталошки број. Почните са основом тачности и радним опсегом. Затим проверите састав гаса, опсег притиска и температуре, ризик од влаге и контаминације, профил протока, положај сонде, јединице за извештавање и метод калибрације.
Ако се инсталирани мерач не слаже са другим мерењем, немојте одмах мењати фактор калибрације. Прво се уверите да оба система користе исте јединице протока и референтне услове, а затим проверите састав гаса, конфигурацију, стање сензора, геометрију цеви и инсталацију. Калибрација треба да потврди исправно примењен мерач, а не да сакрије проблем са применом.
За нове пројекте, квалитет података апликације обично одређује квалитет коначног избора бројила. Обезбеђивање стварног састава гаса, минималног и нормалног протока, услова процеса, детаља цеви, захтева за тачност и очекивања калибрације даје добављачу довољно информација да утврди да ли је технологија термичке масе одговарајућа и како мерач треба да буде конфигурисан за посао.
