Pełna linearyzacja 3D
Niezależnie od tego, czy chodzi o ciśnienie, przepływ, poziom, gęstość lub powierzchnię rozdziału cieczy, czy też o aplikacje z gazami, cieczami lub parą - technologia pomiaru ciśnienia różnicowego (DP) jest odpowiednia dla prawie wszystkich procesów, obejmując przy tym ekstremalny zakres temperatur i ciśnień procesowych.
Pełna linearyzacja 3D
Niezależnie od tego, czy chodzi o ciśnienie, przepływ, poziom, gęstość lub powierzchnię rozdziału cieczy, czy też o aplikacje z gazami, cieczami lub parą - technologia pomiaru ciśnienia różnicowego (DP) jest odpowiednia dla prawie wszystkich procesów, obejmując przy tym ekstremalny zakres temperatur i ciśnień procesowych.
Nowoczesne przetworniki DP muszą sprostać coraz większym wymaganiom w zakresie bezpieczeństwa, niezawodności i długookresowej stabilności w procesach przemysłowych. Szczególnie zmiany warunków procesowych mogą stanowić poważne wyzwanie dla pomiarów DP, ponieważ zmiany te mogą wpływać na rzeczywistą niepewność pomiaru.
Jako jedyny producent na świecie, KROHNE wykonuje pełną linearyzację 3D przetworników różnicy ciśnień - z rozpoznaniem i skuteczną kompensacją wszystkich czynników wpływających na pomiar.
Aby zapewnić optymalną wydajność pomiarową w każdych warunkach procesowych, KROHNE wykonuje pełną linearyzację 3D każdego egzemplarza przetwornika DP, kompensując przy tym wszystkie możliwe czynniki wpływające na jego pracę. Uzyskując w efekcie solidny i dokładny pomiar ciśnienia różnicowego nawet w zmiennych warunkach procesowych.
Innowacyjna cela pomiarowa
Istnieją trzy czynniki wpływające na niepewność pomiaru przetworników DP:
Liniowość różnicy ciśnień (DP)
Temperatura otoczenia (T)
Ciśnienie statyczne (SP)
Wpływy te mogą być spowodowane zmiennymi warunkami procesu i mogą skutkować dodatkowymi błędami pomiarowymi ze strony przetwornika DP.
Aby temu zaradzić, firma KROHNE wykorzystała innowacyjne podejście do konstrukcji celi pomiarowej przetwornika DP. Sama cela pomiarowa DP ma bardzo małe wymiary i niewielką wagę. Zmniejszenie ilości materiału konstrukcyjnego zapewnia szybką reakcję na zmiany temperatury otoczenia. Małe wymiary zmniejszają objętość płynu wypełniającego, minimalizując wpływ temperatury otoczenia. Mała powierzchnia membrany zapewnia niewielką siłę powierzchniową nawet przy najwyższych zakresach ciśnienia statycznego 400 bar / 5,800 psi lub 700bar / 10,000 psi. W efekcie, konstrukcja komory pomiarowej łączy w sobie wysoką wydajność i niezawodność z niewielką przestrzenią instalacyjną.
Aktywna kompensacja z wbudowanymi czujnikami
Innowacyjność konstrukcji obejmuje także wnętrze komory pomiarowej: oprócz piezorezystancyjnego czujnika różnicy ciśnień wykonanego na bazie krzemu, w celę pomiarową wbudowano piezorezystancyjny czujnik ciśnienia absolutnego po stronie niskiego ciśnienia oraz czujnik temperatury. Dodatkowe czujniki są niezbędne do wykonania pełnej linearyzacji 3D przetwornika.
Ponadto, czujniki te mogą dostarczać cennych informacji o procesie, takich jak ciśnienie statyczne lub temperatura celi pomiarowej DP - celem utrzymania bezpiecznych parametrów eksploatacyjnych. Wszystkie wartości pochodzące z czujników mogą być przekazywane do systemu sterowania za pośrednictwem HART, komunikacji magistralowej lub dodatkowego wyjścia prądowego.
Pełna linearyzacja - określana terminem Total 3D - rozpoczyna się od pobrania kompletu danych w celu obliczenia niepewności pomiarowej względem wzorca dla minimum 400 punktów pomiarowych.
Każda cela pomiarowa DP badana jest w pełnym zakresie swojej pracy - na przykład:
Zakres różnicy ciśnień P: -500 ... +500 mbar* Zakres temperatury otoczenia: -40...+85 °C / -40...185 °F
Ciśnienie statyczne: 0...160 bar / 0...2320 psi
W wyniku powstaje trójwymiarowa ("3D") macierz indywidualnych współczynników linearyzacji celi pomiarowej DP. Są one następnie przeliczane przez wielomian korekcyjny i zapisywane w elektronice przetwornika. Z kolei wykonywana jest końcowa kalibracja w celu potwierdzenia, że każda pojedyncza cela pomiarowa DP jest zgodna ze specyfikacją 3-sigma firmy KROHNE.
Po zakończeniu linearyzacji Total 3D cele pomiarowe montowane są w przetwornikach OPTIBAR DP. Wszystkie istotne części oznaczane są kodem matrycy danych - wszystkie dane produkcyjne i kalibracyjne mogą być prześledzone wstecz dla każdego przetwornika DP.
Dodatkowe korzyści: brak konieczności okresowych regulacji
Instalacja i uruchomienie przetwornika DP wymagają zwykle wykonania kilku ważnych kroków. Po mechanicznym montażu, zwykle wykonywana jest regulacja punktu zerowego i kalibracja zakresu za pomocą przenośnego kalibratora ciśnienia. W przypadku wysokich ciśnień statycznych w instalacji, przetwornik musi być odizolowany od procesu i kalibrowany w tych warunkach przez przeszkolony i doświadczony personel.
Konwencjonalne przetworniki zwykle weryfikowane są okresowo. Dzięki przetwornikom DP przygotowywanym w procesie pełnej linearyzacji - Total 3-D - w trakcie uruchomienia można zredukować czasochłonną kalibrację. Ponadto, znaczne wydłużenie okresów między kolejnymi weryfikacjami obniża całkowity koszt eksploatacji. Dzięki wewnętrznemu czujnikowi ciśnienia bezwzględnego oraz procesowi pełnej linearyzacji 3D, zmienne ciśnienie w instalacji nie powoduje żadnego dryftu wskazań - okresowe regulacje nie są konieczne.