Soojusmassi voolumõõturi täpsus: gaasi koostis, paigaldamine, kalibreerimine ja valik

Soojusmassivoolumõõtur mõõdab gaasivoolu, jälgides, kuidas liikuv gaas eemaldab kuumuse kuumutatud sensorelemendist. See muudab tehnoloogia atraktiivseks suruõhu, lämmastiku, maagaasi, biogaasi, põlemisõhu ja paljude muude tööstusgaaside jaoks. Anduri põhifüüsika kohta FlowT selgituskuidas termiline massivoolumõõtur töötabhõlmab soojuse{0}}ülekande põhimõtet. Keerulisem küsimus on, kuidas seda mõõtmistulemust säilitada pärast seda, kui arvesti kalibreerimisstendilt lahkub.

Alustuseks mõistke, mida täpsusspetsifikaat tähendab

Kaks soojusmassivoolumõõturit võivad mõlemad kuvada muljetavaldavat täpsust ja pakkuda siiski väga erinevat jõudlust teie protsessi jaoks olulise voolukiiruse juures. Enne arvude võrdlemist tehke kindlaks, kuidas spetsifikatsiooni väljendatakse.

Oletame, et andmelehel on näidu täpsus ±1%. Näidatud voolukiirusel 500 Nm³/h on märgitud panus ±5 Nm³/h. Nüüd kaaluge teistsugust seadet, mille nimiväärtus on ±0,5% 2000 Nm³/h täisskaalast. Selle täis-skaala-põhine panus on ±10 Nm³/h, kaasa arvatud juhul, kui protsess töötab kiirusel 500 Nm³/h.

See ei tähenda, et üks spetsifikatsioonivorming on automaatselt parem. See tähendab, et alus on oluline, eriti kui arvesti veedab suurema osa ajast alla maksimaalse voolu.

Täpsus, korratavus ja määramatus ei ole sama asi

Täpsuskirjeldab, kui lähedal on teatatud voog aktsepteeritud viitele.Korratavuskirjeldab, kui täpselt instrument tulemust samade tingimuste kordumisel kordab. Arvesti võib väga hästi korrata ja siiski kanda süstemaatilist kõrvalekallet, mis on põhjustatud valest gaasikõverast, valest toru läbimõõdust või halvast paigaldusest.

FlowT käsitleb seda eristamist oma artiklis lähemalttermilise massivoolumõõturi korratavus.

Mõõtemääramatuson laiem. See võtab arvesse väärtuste vahemikku, mida saab mõõtmistulemusega mõistlikult seostada, ja see võib hõlmata kalibreerimise, võrdlusseadmete, korratavuse, paigalduse, gaasi omaduste, signaalitöötluse ja töötingimuste panust. Olemasolev FlowT arutelusoojusmassivoolumõõturi määramatuspakub täiendavat tausta sisemiste ja rakendustega{0}}seotud panustajate kohta.

Kui projektil on tõeline täpsusnõue, ärge küsige ainult "meetri täpsust". Küsige, milline täpsus või määramatus kehtib minimaalse, normaalse ja maksimaalse töövoo korral ning millistel gaasi- ja protsessitingimustel.

Gaasi koostis on mõõtmise osa

Soojusmassi mõõtmine sõltub soojusülekandest. Erinevatel gaasidel on erinev soojusjuhtivus, erisoojus, tihedus ja viskoossus, mistõttu nad ei jahuta kuumutatud andurit täpselt samamoodi.

Seetõttu ei tohiks õhu jaoks kalibreeritud arvestit automaatselt käsitleda sama täpse metaani, vesiniku, süsinikdioksiidi või segagaasi-arvestina, muutes lihtsalt saatja sildi.

Stabiilse koostisega puhta gaasi puhul on probleem suhteliselt lihtne: valige selle gaasi jaoks sobiv arvesti ja kalibreerimine. Tuntud ja stabiilset segu saab käsitleda ka siis, kui selle koostis on määratletud ja tootjal on sobiv kalibreerimis- või valideeritud gaasimudel.

Muutuv gaasisegu nõuab rohkem otsustusvõimet. Mõelge biogaasiprotsessile, kus metaani ja süsinikdioksiidi suhtelised kogused muutuvad koos kääritamistingimustega. Üleminek ühelt kompositsioonilt teisele muudab anduri poolt nähtavaid soojusomadusi. Oluline küsimus ei ole selles, kas saatja suudab kuvada "biogaasi"; see, kas eeldatav koostise vahemik jääb nõutava mõõtemääramatusega ühilduvaks.

FlowT artikkel teemalgaasisegude mõõtmine termilise massivoolumõõturigaselgitab, miks segu koostis peab sisalduma rakenduse andmetes.

Praktiline gaasi{0}}koostise otsuse reegel

• Üks stabiilne gaas:kasutage selle gaasi jaoks mõeldud kalibreerimist alati, kui täpsusnõue seda õigustab.
• Stabiilne, tuntud segu:esitage segu täielik koostis ja kinnitage, kas kalibreerimine on seguspetsiifiline{0}} või põhineb kinnitatud konversioonil.
• Segu muutused teadaolevas vahemikus:esitage põhikomponentide normaalne, minimaalne ja maksimaalne eeldatav kontsentratsioon ja küsige, kuidas märgitud viga selles vahemikus muutub.
• Koostis muutub laialdaselt või ettearvamatult:enne selle valimist kontrollige, kas soojusmassi tehnoloogia suudab endiselt täita nõutavat määramatust.

Rõhk ja temperatuur väärivad endiselt tähelepanu

Üks tugevamaid põhjuseid soojusmassimõõturi kasutamiseks on see, et see suudab edastada massivoolu, mõõtmata esmalt töömahtu ja seejärel arvutamata tihedust eraldi rõhu- ja temperatuuriinstrumendid. Seda eelist lühendatakse mõnikord väitega, et rõhk ja temperatuur "ei mõjuta" termilise massi mõõtmist. See sõnastus on liiga lai.

Andur töötab ikka päris gaasi sees reaalse rõhu ja temperatuuri juures. Need tingimused võivad mõjutada gaasi omadusi, soojusülekannet, anduri temperatuuripiiranguid ning protsessi ja algse kalibreerimise vahelist seost. Mõju suurus ja tähtsus sõltuvad gaasist, arvesti konstruktsioonist, kalibreerimismeetodist ja tööpiirkonnast.

FlowT-l on eraldi tehniline arutelugaasirõhu kõikumised soojusmassi mõõtmisel. Ebatavaliselt kõrge rõhu, suurte temperatuurikõikumiste või rangete mõõtemääramatuse nõuetega projektide puhul lisage need tingimused rakenduse ülevaatusse, selle asemel, et eeldada, et standardne kalibreerimine katab need automaatselt.

Madal vool, voolurežiim ja kasulik mõõtevahemik

Soojustehnoloogia valitakse sageli seetõttu, et see suudab tuvastada suhteliselt väikese gaasivoolu ilma liinile suuremaid piiranguid seadmata. See ei tähenda, et igal arvestil on identne täpsus nullist maksimaalse vooluni.

Erinevate Reynoldsi arvude ja kiirusvahemike korral võivad kohalik voolumuster ja soojus{0}}ülekande suhe muutuda. Väga väike vooluhulk võib muuta ka nullstabiilsuse ja anduri nihked protsendina mõõdetud väärtusest olulisemaks.

Seetõttu ei ole kasulik küsimus lihtsalt: "Mis on tagasilükkamise suhe?" Küsige, milline vea spetsifikatsioon kehtib tegeliku minimaalse tööpunkti lähedal. FlowT arutelu teemalsoojusmassi mõõtmise täpsus laminaarses vooluson asjakohane, kui rakendus töötab kiirusvahemiku alumise otsa lähedal.

Niiskus, kondensatsioon ja anduri määrdumine põhjustavad erinevaid vigu

Anduriga kokku puutuva gaasi ja vedela vee niiskus ei ole samad tingimused. Veeaur on osa gaasisegust. Kondensaat moodustab vedela faasi, mis kannab soojust väga erinevalt üle ja võib põhjustada anduri reaktsiooni järsu muutumise.

Saastumine võib toimuda järk-järgult. Kompressoriõli, tolm, protsessijäägid või peened osakesed võivad andurielemendile katte tekitada. Aeglaselt arenev kate muudab anduri ja gaasi vahelist soojusteed ning võib tunduda kalibreerimise triivina.

See erinevus on tõrkeotsingu ajal kasulik. Näit, mis muutub ootamatult pärast separaatori riket või kondenseerumisjuhtumit, viitab erinevale uurimisele kui arvesti puhul, mis on kuude jooksul määrdunud gaasivoos järk-järgult triivinud.

Enne seletamatu triiviga arvesti uuesti kalibreerimist vaadake üle:

• gaasi koostise muutused;
• kastepunkti ja kondensatsiooni ajalugu;
• kompressoriõli ülekandmine;
• tolmu või tahkete osakeste laadimine;
• andurite puhtus;
• muudatused ülesvoolu filtrites või separaatorites;
• hiljutine protsessi hooldus.

Installitud täpsus sõltub vooluprofiilist

Termilise sisestusandur ei mõõda füüsiliselt iga punkti üle suure toru. See tunneb tingimusi oma paigaldatud asukohas ja seade kasutab seda mõõtmist koos konfigureeritud torugeomeetria ja kalibreerimismudeliga koguvoolu arvutamiseks.

Põlv, tee, reduktor, juhtklapp, puhuri väljalaskeava, kompressori tühjendusventiil või osaliselt suletud klapp võivad tekitada keerise ja asümmeetrilisi kiirusprofiile. Sellele häiritud profiilile paigaldatud arvesti võib olla väga korratav, kuid teatab siiski kallutatud koguvoolust.

Sirge{0}}käivitusjuhis on seetõttu oluline, kuid iga installi puhul ei tohiks kasutada üht universaalset numbrit. Nõutav üles- ja allavoolu pikkus sõltub arvesti konstruktsioonist ja häirest. Valitud toote dokumentatsioon peaks reguleerima lõplikku paigutust.

Sondi asend on nii konfiguratsiooniprobleem kui ka mehaaniline probleem

Sisestussügavus, suund ja konfigureeritud toru siseläbimõõt on kõik olulised. Toru nimisuuruse sisestamine, kui saatja nõuab tegelikku siseläbimõõtu, võib põhjustada süstemaatilise pindala arvutamise vea. Liiga madalale või liiga sügavale paigaldatud sond võib proovivõtukiiruse profiilist teistsugusest osast, kui ette nähtud.

Suuremate olemasolevate torustike jaoks ansisestussoojusmassivoolumõõturvõib vähendada torustiku muutmist, kuid paigaldus vajab piisavalt teavet torude geomeetria ja ülesvoolu tingimuste kohta, et mõõtmine oleks mõttekas.

Väiksemad liinid võivad kasu saada määratletud reasisesest mõõteosast. FlowT võrdleb oma tehnilisi{1}}kompromissiooneinline versus sisestus termilise massivoolumõõturi võrdlus.

Kalibreerimine: tegelik gaas, asendusgaas ja see, mida sertifikaat peaks näitama

Kalibreerimine ühendab anduri elektrilise reaktsiooni teadaoleva võrdlusvooluga. Soojusarvestite puhul on gaasi valik oluline, kuna soojusülekanne sõltub gaasist{1}}.

ISO 14511:2019käsitleb konkreetselt gaaside ja gaasisegude jaoks kasutatavate termiliste gaasivoolumõõturite spetsifikatsiooni, katsetamist, kontrollimist, paigaldamist, kasutamist ja kalibreerimist.

Kui see on praktiline ja rakendusega õigustatud, annab tegelik{0}}gaasi kalibreerimine tegelikke soojusomadusi kõige lähemalt. Muudel juhtudel võivad tootjad kasutada õhku, lämmastikku või muud asendusgaasi ja rakendada samaväärsuse mudelit. Asenduslähenemine võib olla asjakohane, kuid kasutajad peaksid mõistma, kuidas konversioon tehti ja milline täiendav ebakindlus kehtib.

ISA artikkel teemaltermiliste massivoolumõõturite kalibreeriminekäsitleb piiranguid, mis võivad tekkida, kui teoreetiline gaasiekvivalentsus ei reprodutseeri protsessigaasi tegelikku soojuse{0}}ülekande käitumist.

Mida taotleda kalibreerimisega

• kalibreerimisgaas või asendusgaas;
• katsetatud minimaalne ja maksimaalne vooluhulk;
• individuaalsed kalibreerimispunktid kogu tööpiirkonnas;
• võrdlustemperatuuri ja -rõhu tingimused;
• mõõtühikud ja standard{0}}mahu alus;
• etalonseadmed ja jälgitavus;
• märgitud kalibreerimismääramatus;
• korratavus teave, kui see on asjakohane;
• kui-leitud ja kui-jäetud tulemused ümberkalibreerimistöödele;
• kasutatud gaasikorrektsiooni või samaväärsuse meetodit.

Voolumõõturi kalibreerimise üldise terminoloogia ja jälgitavuse jaoks FlowT'svoolumõõturi kalibreerimise tehniline ülevaadepakub kasulikku tausta.

Kui projektiga on ette nähtud akrediteeritud labor, veenduge, et labori akrediteeritud ulatus hõlmab vastavat mõõtmis- ja vooluvahemikku.ISO/IEC 17025määratleb testimis- ja kalibreerimislaborite pädevuse, erapooletuse ja järjepidevad{0}}töönõuded.

Ärge ajage massivoogu segamini standardmahuga

Soojusmõõtureid nimetatakse tavaliselt otsese massivoolu mõõteriistadeks, kuid paljud tehased näitavad tulemusi Nm³/h, Sm³/h, SCFM või SLPM, mitte kg/h. Need on standardsed mahukogused, mitte füüsiline maht torujuhtme tegeliku rõhu ja temperatuuri juures.

Erinevus on oluline, kui soojusarvestit võrreldakse kompressori andmete, kasuliku aruande, PLC arvutuse või mõne muu voolutehnoloogiaga. Süsteemid peavad kasutama sama võrdlustemperatuuri, -rõhku ja gaasi määratlust.

FlowT-dmassivoolu ja ruumala voolu seletushõlmab füüsilist erinevust, samas kui selle ülevaadevooluühikud, sealhulgas kg/h ja Nm³/hon kasulik saatja ja PLC konfiguratsiooni kontrollimisel.

Praktiline installitud{0}}tõrkediagnostika tabel

Millal soojusmass on õige tehnoloogia{0}}ja millal mitte

Soojusmassi tehnoloogia on eriti kasulik siis, kui gaasi koostis on teada, rõhukadu peaks olema väike, rakendusel on madal -voolutundlikkus ning kasulik on gaasimassi otsene või standardne{1}}mahu mõõtmine.

A gaasi massivoolumõõturvõib sobida hästi tööstusliku gaasi, lämmastiku, põlemisgaasi ja sarnaste puhta{0}}gaasi jaoks. Taime suruõhu-seireks anõhumassi voolumõõtursaab esitada tarbimisandmeid ilma eraldi tihedus{0}}kompensatsioonisüsteemita. Erinevate gaasitüüpidega rakendusi saab läbi vaadata ka atermiline massivoolumõõtur tööstusliku gaasi mõõtmiseks, eeldusel, et gaasi- ja tööpiirangud on kinnitatud.

Soojusmass ei ole automaatne lahendus igale gaasirakendusele.

Selle võrdluse eesmärk ei ole tehnoloogiaid universaalselt järjestada. Selle eesmärk on tuvastada, kuhu mõõtmispõhimõte ise protsessi sobib. FlowT pakub ka laiematsoojusmassi ja muude voolumõõturite tehnoloogiate võrdlusrakenduste jaoks, kus tehnoloogiat pole veel valitud.

Soojusmassi voolumõõturi valiku kontrollnimekiri

Hea hinnapakkumise päring peaks sisaldama piisavalt protsessiteavet, et mõõta ja kalibreerida arvesti tegeliku töötingimuste jaoks. Valmistage ette vähemalt:

• Gaas:gaasi täpne nimetus või segu täielik koostis.
• Kompositsiooni vahemik:gaasi põhikomponentide eeldatav erinevus.
• Voog:minimaalne, normaalne ja maksimaalne vooluhulk, mitte ainult maksimaalne.
• Ühikud:kg/h, Nm³/h, Sm³/h, SCFM või muu nõutav väljund.
• Võrdlustingimused:standardne temperatuur ja rõhk, mida kasutatakse standardse{0}}mahu aruandluse jaoks.
• Rõhk:normaalne, minimaalne ja maksimaalne töörõhk.
• Temperatuur:normaalne ja äärmuslik gaasitemperatuur.
• Gaasi seisund:niiskus, võimalik kondensatsioon, õli edasikandumine, tolm või protsessisaasteained.
• Toru:materjal, ajakava, tegelik siseläbimõõt ja orientatsioon.
• Paigaldamine:saadaval otsejooksul ja läheduses olevad põlved, ventiilid, reduktorid, kompressorid või puhurid.
• Toimivus:nõutav määramatus või täpsus tegeliku normaalse ja minimaalse voolu juures.
• Kalibreerimine:tegelik-gaasivajadus, asendus-gaasi vastuvõtmise, sertifikaadi ja jälgitavuse vajadused.
• Väljund:4–20 mA, impulss, RS485/Modbus, HART, alarm või summaar.
• Keskkond:ümbris, ohtliku-ala heakskiit, ümbritseva õhu temperatuur ja materjalinõuded.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on tüüpiline termilise massivoolumõõturi täpsus?

Pole olemas ühte väärtust, mida tuleks rakendada igale soojusmassimõõtjale. Täpsus sõltub mudelist, spetsifikatsiooni alusest, kalibreeritud vahemikust, gaasist, paigaldusest ja töötingimustest. Võrrelge täpset andmelehe avaldust oma tavalise ja minimaalse vooga, selle asemel, et tugineda üldisele tehnoloogia-tasemenumbrile.

Kas gaasirõhk mõjutab termilist massivoolumõõturit?

Soojusmassi mõõtmiseks ei ole töömahust massivoolu arvutamiseks tavaliselt vaja eraldi rõhuandurit, kuid rõhk võib siiski mõjutada gaasi omadusi ning protsessi tingimuste ja kalibreerimise vahelist seost. Kõrgrõhu-või väga erineva-rõhuga rakendusi tuleks võrrelda mudeli-spetsiifiliste kalibreerimisandmetega.

Kas soojusmassivoolumõõtja saab mõõta muutuvat gaasisegu?

Võimalik, kuid nõutav täpsus määrab, kas see on otstarbekas. Esitage eeldatav koostise vahemik ja küsige, kuidas arvesti kalibreerimine või gaasimudel selles vahemikus toimib. Suured või ettearvamatud koostise muutused võivad õigustada teistsugust mõõtmisviisi.

Kas soojusmassivoolumõõturit tuleks kalibreerida tegeliku gaasiga?

Tegelik{0}}gaasi kalibreerimine on protsessigaasi lähim esitus, kui see on teostatav ja põhjendatud. Kasutada saab ka asendusgaasi-kalibreerimist, kuid kasutaja peaks mõistma samaväärsuse meetodit ja täiendavat ebakindlust, mis on seotud kalibreerimise ülekandmisega gaaside vahel.

Miks võib termiline massivoolumõõtur olla korratav, kuid siiski ebatäpne?

Korratavus näitab ainult seda, et arvesti kordab korduvates tingimustes sama tulemust. Vale gaasikõver, toru läbimõõt, sondi asend või häiritud vooluprofiil võivad luua stabiilse süstemaatilise nihke, mis kordub väga hästi.

Kui palju sirget toru vajab termiline massivoolumõõtur?

Vastus sõltub konkreetsest arvestist ja ülesvoolu häirest. Põlv, kaks põlve, juhtventiil, reduktor, kompressor või puhur võivad luua erinevaid vooluprofiile. Kasutage ühe universaalse sirge-käivitusväärtuse rakendamise asemel valitud mudeli installinõudeid.

Kuidas ma tean, kas andur vajab puhastamist või uuesti kalibreerimist?

Kõigepealt vaadake üle rikke muster. Järk-järguline triiv saastunud protsessis võib õigustada anduri kontrollimist enne kalibreerimist. Kui andur on puhas ja konfiguratsioon, gaasi koostis, vooluprofiil ja protsessi tingimused on muutumatud, muutub võrdluskontroll või ümberkalibreerimine järgmiseks loogilisemaks sammuks.

Kas sisestus- või sisemine termiline massivoolumõõtur on parem?

Kumbki pole üldiselt parem. Inline arvestid pakuvad kindlaksmääratud vooluosa ja on mugavad paljude väiksemate liinide jaoks. Sisestatavad arvestid on atraktiivsed suuremate torude ja moderniseerimisseadmete jaoks, kuid sõltuvad rohkem õigetest torude mõõtmetest, sondi asendist ja välja töötatud vooluprofiilist.

Lõplik Takeaway

Soojusmassivoolumõõturi täpsust tuleks käsitleda installitud mõõte{0}}süsteemi küsimusena, mitte ainult katalooginumbrina. Alustage täpsuse alusest ja tööpiirkonnast. Seejärel kontrollige gaasi koostist, rõhu ja temperatuuri vahemikku, niiskuse ja saastumise riski, vooluprofiili, sondi asukohta, aruandlusühikuid ja kalibreerimismeetodit.

Kui paigaldatud arvesti ei nõustu mõne muu mõõtmisega, ärge muutke kohe kalibreerimistegurit. Esmalt veenduge, et mõlemad süsteemid kasutavad samu vooluühikuid ja võrdlustingimusi, seejärel kontrollige gaasi koostist, konfiguratsiooni, anduri seisukorda, toru geomeetriat ja paigaldust. Kalibreerimine peaks kinnitama õigesti rakendatud arvesti, mitte peitma rakenduse probleemi.

Uute projektide puhul määrab lõpliku arvesti valiku kvaliteedi tavaliselt taotluse andmete kvaliteet. Tegeliku gaasi koostise, minimaalse ja normaalse voolu, protsessi tingimuste, torude üksikasjade, täpsuse nõuete ja kalibreerimise ootuste esitamine annab tarnijale piisavalt teavet, et teha kindlaks, kas soojusmassi tehnoloogia on sobiv ja kuidas arvesti tuleks töö jaoks konfigureerida.