Pemilihan pengukur vakum untuk proses industri 19 Januari 2021
9 MIN READ
Ketika tiba waktunya untuk memilih pengukur vakum baru untuk melengkapi pompa vakum atau sistem Anda, penting untuk mengambil pendekatan yang bijaksana. Hal ini terutama berlaku saat diintegrasikan ke dalam proses industri di mana tugasnya bisa lebih keras dari biasanya.
Dengan mempertimbangkan hal ini, kita akan melihat jenis pengukur utama yang digunakan dalam proses industri, kelebihan dan kekurangannya, serta cara terbaik menggunakannya.
Opsi pengukur vakum
Ada dua kategori umum pengukur vakum: Pengukur Langsung dan Pengukur Tidak Langsung.
Pengukur langsung
Pengukur langsung akan memberi Anda tekanan sistem vakum, terlepas dari jenis gas (karena itu juga dikenal sebagai pengukur independen gas). Produk ini hanya akan bekerja secara efektif pada tekanan di atas 1e-4mbar. Hal ini karena mereka mengandalkan molekul dalam sistem yang memiliki efek fisik, dan pada tekanan yang lebih rendah tidak ada cukup molekul untuk menciptakan efek yang terukur. Hal ini mencakup:
CTRN (Kapasitas) - standar emas akurasi dan keandalan berkat diafragma Inconel. Pengukur ini digunakan sebagai pengukur referensi di seluruh dunia dan di seluruh aplikasi yang paling sulit. Pengukur kapasitif sangat tahan terhadap ledakan/siklus tekanan, gas korosif, dan dengan pilihan pemanas, mampu menangani berbagai kondensat pada kisaran pengukuran atmosfer hingga 1e-4mbar. Kinerja terbaik di kelasnya ini jelas memiliki biaya, tetapi mengingat pengukur ini tidak memerlukan servis atau penggantian, pengukur ini sering kali dapat terbayarkan sepanjang masa pakai sistem.
DI/DU (Piezo/Kapasitif) - Satu langkah turun dari rangkaian CTRN, Anda memiliki rangkaian DI/DU, yang menggunakan teknologi serupa, tetapi dalam paket ringkas berperingkat IP54. Sementara rentang CTRN ditargetkan pada rentang pasar yang luas, pengukur DI/DU secara tegas ditargetkan ke pasar industri, dan dengan demikian hadir dalam output 0-10v dan 4-20mA standar, dengan rentang yang mencakup 2000 hingga 0,1 mbar.
DIAVAC/Kapsul/BOURDONVAC (Mechanical Dial) - ketika kebanyakan orang memikirkan pengukur, itulah yang mereka bayangkan. Mekanisme sederhana secara fisik menggerakkan dial terhadap latar belakang yang memberikan indikasi tekanan yang jelas tanpa memerlukan layar terpisah. Oleh karena itu, data ini sering digunakan sebagai cadangan sehingga pengguna sistem dapat melihat apa yang sedang terjadi.
Pengukur tidak langsung
Pengukur tidak langsung sering mengandalkan dua metode, transfer termal atau ionisasi. Transfer termal biasanya mencakup atmosfer hingga vakum sedang, dan ionisasi biasanya mencakup vakum sedang hingga tinggi atau ultra-tinggi. Kedua teknologi ini sering kali digabungkan menjadi satu sensor yang menawarkan pengukuran rentang penuh.
TTRN/TTRR (Pirani - Termal) - digunakan dalam vakum kasar hingga sedang, sering kali sebagai alternatif murah untuk pengukur Piezo/Kapasitansi di mana akurasi kurang penting. Ini tersedia dalam dua jenis utama; MEMS (TTRN) dan Filamen (TTRR). Meskipun teknologi MEMS memiliki peningkatan jangkauan dan akurasi, sensor itu sendiri kurang mampu menangani partikel dan kontaminasi lainnya dan oleh karena itu memerlukan perlindungan jika digunakan. Teknologi filamen telah digunakan selama bertahun-tahun dalam proses industri, dan dengan filamen suhu tingginya tidak hanya mampu mengatasi 99% persyaratan proses, tetapi juga lebih hemat biaya dan karenanya lebih umum dipilih dalam aplikasi industri.
PTRN (Katode dingin - pengukur ionisasi) - saat mencari pengukuran di bawah 1e-4, pengukuran katode dingin adalah pilihan yang paling populer. Konstruksi anode/katodenya yang sederhana tahan terhadap ledakan tekanan, dan dengan ukurannya yang kecil dan medan bias magnetiknya yang rendah, sensor ini memiliki sedikit atau tidak ada dampak pada lingkungan sekitarnya. Karena konstruksinya yang sederhana, alat ini mudah dan murah diservis oleh pengguna, sehingga mengurangi biaya kepemilikan secara keseluruhan
ITRN (Hot Cathode - pengukur ionisasi) - di mana pengukuran katoda dingin lebih kuat, pengukuran katoda panas menawarkan tingkat akurasi yang lebih tinggi dan kisaran pengukuran yang lebih luas. Oleh karena itu, jenis pengukur ini dapat digunakan bila diperlukan untuk aplikasi industri, tetapi sering kali memerlukan perlindungan dari proses dengan dipasang pada siku atau dengan beberapa bentuk baffle.
Dengan indikator tidak langsung, ada subbagian lain dari Aktif dan Pasif. Sebagian besar pengukur di pasaran bersifat Aktif, dengan elektronik untuk melakukan pemrosesan sinyal untuk memberikan output digital 0-10v sederhana atau lainnya di papan. Namun, di lingkungan dengan radiasi dalam jumlah besar, hal ini tidak mungkin terjadi karena elektronik akan rusak. Dalam keadaan ini, Anda dapat memperoleh versi pengukur dengan elektronik dipindahkan ke pengontrol yang dapat diposisikan jauh dari area radiasi. Ini adalah rentang TR (pirani), PR (katoda dingin) dan IE (katoda panas) kami.
Tingkat vakum
Jadi sekarang Anda tahu sedikit tentang berbagai jenis pengukur dan kekuatan dan kelemahannya, sekarang saatnya mempersempit pilihan. Tingkat vakum adalah tempat yang baik untuk memulai, karena sensor harus dapat mengukur pada tekanan proses Anda. Klasifikasi dan rentang umum mencakup:
Vakum kasar: dari DI atas atmosfer hingga 1 mbar - jika hanya ini yang perlu Anda ukur, maka biasanya pengukur DI/DU akan digunakan, meskipun jika Anda membutuhkan tingkat akurasi yang lebih tinggi, maka peningkatan ke CTRN akan memastikan pelacakan proses yang akurat.
Vakum sedang: 1 mbar hingga 10 -3 mbar - setelah Anda mengukur hingga tingkat ini, pilihannya adalah menggunakan beberapa pengukur CTRN untuk mencakup seluruh kisaran pemompaan, atau TTRN yang akan mencakup kisaran dengan satu pengukur, tetapi dengan akurasi yang lebih rendah.
Vakum Tinggi: 10 -3 mbar hingga 10 -9 mbar - Pilihan untuk vakum tinggi adalah pengukuran PTRN dan ITRN. Untuk kemudahan penggunaan, biaya siklus hidup, dan fleksibilitas instilasi, sebagian besar aplikasi akan sesuai dengan PTRN, dengan hanya beberapa kasus khusus yang memerlukan peningkatan akurasi ITRN.
Vakum ultra tinggi: 10 -9 mbar hingga 10 -12 mbar - saat mengukur ke dalam UHV, satu-satunya pilihan adalah pengukuran katode panas, jadi jalur ITRN aktif atau jalur IE pasif kami. Keduanya sangat akurat, tetapi akan mendapatkan manfaat jika tidak langsung berada di garis pandang proses.
Dampak proses pada pengukur
Cara proses dapat memengaruhi pengukur memainkan peran penting dalam pemilihan. Dampak aplikasi pada teknologi pengukur yang dipilih harus dievaluasi dengan cermat, serta potensi dampak dari:
Debu atau serpihan dari proses - jika Anda menangani hal ini secara teratur, maka jenis pengukur terbaik adalah CTRN dan DI/DU. Jika perlu mengukur tingkat vakum yang lebih rendah, maka TTR91R dengan filamen panas dan filter terintegrasinya juga akan menawarkan kinerja yang baik.
Gas korosif - sekali lagi, rangkaian CTRN dan DI/DU sangat cocok karena bahan yang bersentuhan dengan vakum sangat tahan terhadap korosi. Saat mengukur ke tingkat yang lebih rendah, Anda perlu menilai gas spesifik dengan bahan konstruksi kami untuk memastikan masa pakai yang lama, yang dapat membantu tim aplikasi khusus kami.
Ventilasi sering - Di sini, CTRN sangat cocok karena dirancang untuk aplikasi gaya pengunci beban cepat. Selain itu, TTR101 menggabungkan sel kapasitif kecil dengan filamen pirani, sehingga jika bekerja pada rentang yang luas, sensor ini dapat melacak ledakan tekanan secara akurat dan mengembalikan angka yang andal. Sekali lagi, jika mengukur ke tingkat vakum yang lebih rendah, PTRN adalah pilihan yang cocok karena anoda/katodenya yang kokoh tahan terhadap tiba-tiba kejutan udara.
Getaran - getaran dapat memengaruhi stabilitas pembacaan di mana pengukur menggunakan teknologi filamen (seperti TTR91R) atau katoda panas (ITR). Jadi, dalam kedua kasus, pengukur harus diisolasi jika memungkinkan, atau gunakan katoda dingin (PTRN) yang tidak terpengaruh.
Radiasi partikel atau sinar X - Di sini Anda dibatasi untuk pengukuran pasif karena radiasi akan mengganggu elektronik pengukuran aktif.
Meskipun pengukur CTRN dan DI/DU sering disebut-sebut cocok untuk aplikasi yang sulit, tumit Achilles mereka akan selalu menjadi jarak dan biayanya. Dengan demikian, jenis pengukur yang paling umum digunakan adalah pengukur pirani, khususnya jenis filamen karena menawarkan biaya yang sangat seimbang terhadap kinerja.
Antarmuka ke sistem Anda
Sebagian besar aplikasi menggunakan sinyal 0-10v sederhana yang dapat dikonversi menjadi tekanan menggunakan persamaan sederhana. Ini tersedia pada semua pengukur aktif kami. Namun, beberapa industri masih menyukai output 4-20mA, sehingga pengukur DI/DU, yang secara tegas ditujukan untuk aplikasi industri berat, memiliki varian 4-20mA.
Namun, seiring meningkatnya pengumpulan data, protokol komunikasi digital menjadi lebih umum secara langsung pada head pengukur itu sendiri, bukan melalui konverter hub. Ini mencakup RS232/RS485, EtherCAT, Profibus, Ethernet IP, dan daftarnya terus berlanjut.
Biaya dan pemeliharaan
Seperti disebutkan sebelumnya, mengetahui apa yang ingin Anda ukur itu penting, tetapi semua orang memiliki anggaran. Anda mungkin menginginkan keakuratan 0,1%, tetapi jika Anda dapat memperoleh keakuratan 1% dengan setengah biaya, penting untuk mempertimbangkan apa yang sebenarnya Anda butuhkan untuk mengoperasikan dan memantau sistem Anda.
Poin utama yang memengaruhi biaya adalah akurasi dan kisaran tekanan:
Keakuratan - seperti yang Anda harapkan, keakuratan tinggi biasanya mengakibatkan biaya yang lebih tinggi. Hal ini terutama berlaku dalam vakum kasar/menengah dengan pengukur kapasitansi yang jauh lebih mahal daripada pengukur Piezo.
Kisaran tekanan - sering kali untuk mengukur kisaran tekanan yang lebih luas, dua jenis pengukur diintegrasikan ke dalam satu, sehingga biaya pengukur terintegrasi lebih tinggi, tetapi Anda dapat menghemat dengan hanya memiliki satu flensa pada sistem Anda.
Pemeliharaan juga penting untuk dipertimbangkan saat melihat siklus hidup produk.
- Seperti halnya pompa, jadwal pemeliharaan yang tepat dapat meningkatkan masa pakai pengukur secara signifikan dan memastikan kinerja sesuai spesifikasi saat beroperasi di lingkungan yang sulit.
- Pada beberapa pengukur, pemeliharaan sekadar mengganti sel pengukuran (seperti pada TTR91R) atau dapat melepas sel pengukuran dan membersihkannya secara manual (seperti pada seri PTRN). Kemudian pada ujung yang lebih tinggi, pengukur seperti CTRN diklasifikasikan sebagai "bebas pemeliharaan" karena dapat mengatasi lingkungan yang paling keras. Satu-satunya input yang dibutuhkan oleh pelanggan adalah nolkan pengukur, tetapi bahkan ini hanya diperlukan dalam proses yang paling sulit.
Kesimpulan
Memilih Gauge yang tepat untuk produksi vakum yang efektif memerlukan pemahaman tentang tingkat vakum dan kebutuhan proses Anda. Meskipun mungkin terlihat seperti pilihan yang menakutkan, dengan melihat persyaratan sistem Anda secara cermat, opsi dapat dengan mudah dipersempit sehingga Anda dapat menerapkan pengukur yang sempurna untuk sistem Anda.
Poin terakhir yang perlu dipertimbangkan adalah apakah Anda memerlukan layar/pengontrol lokal khusus untuk pengukur Anda.
Hal ini jelas memungkinkan Anda melihat tekanan sistem Anda jauh dari HMI khusus, tetapi juga menawarkan kemampuan untuk memiliki satu titik integrasi untuk sistem pengukur Anda, bukan beberapa, sehingga memudahkan integrasi tersebut. Kami memiliki dua jajaran utama, model DISPLAY dasar, yang berfokus pada menyediakan layar lokal, dan model GRAPHIX yang lebih canggih yang menawarkan pilihan konektivitas yang lebih besar.
