Endüstriyel prosesler için vakum ölçer seçimi 19 Ocak 2021
9 MIN READ
Vakum pompanızı veya sisteminizi tamamlayacak yeni bir vakum ölçer seçme zamanı geldiğinde, dikkatli bir yaklaşım benimsemek önemlidir. Bu, özellikle görevin normalden daha zorlu olabileceği bir endüstriyel prosese entegre edildiğinde geçerlidir.
Bunu göz önünde bulundurarak, endüstriyel proseslerde kullanılan ana gösterge türlerine, artılarına ve eksilerine ve en iyi nasıl kullanıldıklarına bakacağız.
Vakum göstergesi seçenekleri
Vakum göstergelerinin iki genel kategorisi vardır: Doğrudan Göstergeler ve Dolaylı Göstergeler.
Doğrudan göstergeler
Doğrudan gösterge, gaz türünden bağımsız olarak vakum sisteminin basıncını verir (bu nedenle gazdan bağımsız göstergeler olarak da bilinir). Bunlar yalnızca 1e-4mbar üzerindeki basınçlarda etkili şekilde çalışacaktır. Bunun nedeni, sistemdeki fiziksel etkiye sahip moleküllere bağlı olmaları ve daha düşük basınçlarda ölçülebilir bir etki yaratmak için yeterli olmamalarıdır. Buna şunlar dahildir
CTRN (Kapasitans) - Inconel diyaframı sayesinde doğruluk ve güvenilirlikte altın standarttır. Bu gösterge, dünya çapında ve en zorlu uygulamalarda referans gösterge olarak kullanılır. Kapasitif göstergeler, basınç patlamalarına/çevrimlerine, korozif gazlara ve ısıtılmış seçeneklere karşı son derece dirençlidir ve 1e-4mbar'a kadar atmosferik ölçüm aralığında çeşitli yoğuşabilir maddelerle başa çıkabilir. Bu sınıfının en iyisi performansın tabii ki bir maliyeti vardır, ancak bu göstergenin servis veya değiştirme gerektirmeyeceği düşünüldüğünde, genellikle bir sistemin kullanım ömrü boyunca kendini amorti edebilir.
DI/DU (Piezo/Kapasitif) - CTRN serisinden bir adım aşağıda, benzer teknolojiyi kullanan ancak yoğunlaştırılmış, IP54 sınıfı bir pakette DI/DU serisine sahipsiniz. CTRN serisi geniş bir pazar aralığını hedeflerken, DI/DU göstergesi kesinlikle endüstriyel pazara yöneliktir ve bu nedenle hem standart 0-10v çıkışlarda hem de 4-20mA'da sunulur ve aralıkları 2000 ila 0,1 mbar arasındadır.
DIAVAC/Kapsül/BOURDONVAC (Mekanik Kadran) - çoğu insan bir göstergeyi düşündüğünde bunu hayal eder. Basit bir mekanizma bir kadranı fiziksel olarak arka plana doğru hareket ettirerek ayrı bir ekrana ihtiyaç duymadan basıncın net bir şekilde gösterilmesini sağlar. Bu nedenle, genellikle bir sistemin kullanıcılarının neler olduğunu görebilmesi için yedek olarak kullanılırlar.
Dolaylı göstergeler
Dolaylı göstergeler genellikle termal transfer veya iyonizasyon olmak üzere iki yönteme dayanır. Isı transferi genellikle atmosferden orta vakuma, iyonizasyon ise genellikle orta ve yüksek veya ultra yüksek vakumu kapsar. Genellikle bu iki teknoloji, tam aralık ölçümü sunan tek bir sensörde birleştirilir.
TTRN/TTRR (Pirani - Termal) - genellikle doğruluğun daha az önemli olduğu Piezo/Kapasitans ölçerlere ucuz bir alternatif olarak sert ila orta vakumda kullanılır. Bunların iki ana türü vardır: MEMS (TTRN) ve Filament (TTRR). MEMS teknolojisi aralığı ve doğruluğu artırsa da sensörün kendisi partikül ve diğer kontaminasyonlarla daha az başa çıkabilir ve bu nedenle kullanılıyorsa koruma gerektirir. Filaman teknolojisi uzun yıllardır endüstriyel proseslerde kullanılmaktadır ve yüksek sıcaklıklı filamanı sayesinde yalnızca proses gereksinimlerinin %99'unu karşılayabilmekle kalmaz, aynı zamanda daha uygun maliyetlidir ve bu nedenle endüstriyel uygulamalarda daha yaygın olarak tercih edilir.
PTRN (Soğuk katot - iyonizasyon göstergesi) - 1e-4'ün altında ölçüm yapmak istiyorsanız, Soğuk katot ölçümü en popüler seçimdir. Basit anot/katot yapısı basınç patlamalarına karşı dayanıklıdır ve küçük boyutu ve düşük manyetik dağınık alanı sayesinde çevresindeki ortam üzerinde çok az etkisi vardır. Basit yapısı sayesinde kullanıcı tarafından kolayca ve ucuza bakım yapılabilir ve toplam sahip olma maliyetini azaltır
ITRN (Sıcak Katot - iyonizasyon göstergesi) - soğuk katot ölçümünün daha sağlam olduğu yerlerde, sıcak katot ölçümü bunun yerine daha yüksek doğruluk seviyeleri ve daha geniş bir ölçüm aralığı sunar. Bu tür bir gösterge, endüstriyel uygulamalar için gerektiğinde kullanılabilir ancak genellikle bir dirseğe takılarak veya bir tür bölme ile prosesten korunması gerekir.
Dolaylı göstergelerde, Aktif ve Pasif'in başka bir alt bölümü vardır. Piyasadaki göstergelerin çoğu, basit bir 0-10v veya başka bir dijital çıkış sağlamak için sinyal işlemeyi yapan elektronik aksamlarla Aktiftir. Ancak radyasyonun yüksek olduğu ortamlarda elektronik aksam kırılacağı için bu mümkün değildir. Bu durumlarda, ışınlanan alandan uzağa yerleştirilebilen bir kontrol ünitesine taşınmış elektronikli gösterge versiyonları elde edebilirsiniz. Bunlar TR (pirani), PR (soğuk katot) ve IE (sıcak katot) serilerimizdir.
Vakum seviyesi
Artık çeşitli gösterge türleri ve güçlü ve zayıf yönleri hakkında biraz bilgi sahibi olduğunuza göre, seçimi daraltma zamanı geldi. Sensörün proses basıncınızda ölçüm yapabilmesi gerektiğinden vakum seviyesi, başlangıç için iyi bir yerdir. Tipik sınıflandırmalar ve aralıklar şunları içerir:
Kaba vakum: Atmosferin üstünden 1 mbar'a kadar - eğer ölçmeniz gereken tek şey buysa, tipik olarak bir DI/DU göstergesi kullanılır, ancak daha yüksek bir doğruluk seviyesine ihtiyacınız varsa CTRN'ye yükseltme işleminin doğru şekilde izlenmesini sağlayacaktır.
Orta vakum: 1 mbar ila 10 -3 mbar - bu seviyeye kadar ölçtüğünüzde, tüm pompalama aralığını kapsayacak birden fazla CTRN göstergesi veya aralığı tek bir göstergeyle ancak daha düşük bir doğrulukla kapsayacak bir TTRN kullanma seçeneği vardır.
Yüksek Vakum: 10 -3 mbar ila 10 -9 mbar - Yüksek vakum için seçenekler PTRN ve ITRN ölçümüdür. Kullanım kolaylığı, kullanım ömrü maliyeti ve damlatma esnekliği açısından, çoğu uygulama PTRN'ye uyacak ve yalnızca birkaç özel durum ITRN'nin daha yüksek doğruluğunu gerektirecektir.
Ultra yüksek vakum: 10 -9 mbar ila 10 -12 mbar - UHV'de ölçüm yaparken tek seçenek sıcak katot ölçümüdür, yani aktif ITRN hattımız veya pasif IE hattımızdır. Her ikisi de son derece doğrudur ancak doğrudan proses görüş hattında olmamanın avantajlarından yararlanır.
Göstergeler üzerindeki proses etkileri
İşlemlerin göstergeleri nasıl etkileyebileceği, seçimde önemli bir rol oynar. Uygulamanın seçilen gösterge teknolojisi üzerindeki etkisinin yanı sıra aşağıdakilerin potansiyel etkisi de dikkatlice değerlendirilmelidir:
Prosesten kaynaklanan toz veya kalıntılar - bunlarla düzenli olarak ilgileniyorsanız, en iyi gösterge türleri CTRN ve DI/DU'dur. Daha düşük bir vakum seviyesinin ölçülmesi gerekiyorsa, sıcak filamanı ve entegre filtresiyle TTR91R de iyi performans sunar.
Aşındırıcı gazlar - CTRN ve DI/DU serileri de vakumla temas eden malzemelerin hepsi yüksek düzeyde korozyona dayanıklı olduğundan mükemmeldir. Daha düşük seviyelerde ölçüm yaparken, özel uygulama ekibimizin size yardımcı olabileceği uzun bir kullanım ömrü sağlamak için yapı malzemelerimizle belirli gazları değerlendirmeniz gerekecektir.
Sık havalandırma - Burada CTRN, hızlı yük kilidi tipi uygulamalar için tasarlandığından mükemmeldir. Buna ek olarak, TTR101 küçük bir kapasitif hücreyi bir filaman pirani ile birleştirir, böylece geniş bir aralıkta çalışırsa basınç patlamalarını doğru bir şekilde izleyebilir ve güvenilir rakamlar döndürebilir. Yine, daha düşük vakum seviyelerinde ölçüm yapıyorsanız PTRN, sağlam anot/katot şok hava girişine karşı dirençli olduğundan uygun bir seçimdir.
Titreşimler - Titreşim, göstergelerin filaman teknolojisi (TTR91R gibi) veya sıcak katot (ITR) kullandığı durumlarda okumaların kararlılığını etkileyebilir. Bu nedenle, her iki durumda da gösterge mümkünse izole edilmeli veya etkilenmeyen soğuk katot (PTRN) kullanılmalıdır.
Partikül veya X-ray radyasyonu - Radyasyon aktif ölçüm elektroniğini etkileyeceğinden burada pasif ölçümle sınırlısınız.
CTRN ve DI/DU göstergeleri zorlu uygulamalar için uygun oldukları için sıkça bahsedilirken, Aşil topukları her zaman aralıkları ve maliyetleri olacaktır. Bu nedenle, en yaygın olarak kullanılan gösterge tipi, özellikle filaman tipi olmak üzere Pirani göstergedir, çünkü performansa karşı çok iyi dengelenmiş bir maliyet sunar.
Sistem Arayüzü
Uygulamaların çoğu, basit bir denklem kullanılarak bir basınca dönüştürülebilen basit bir 0-10v sinyali kullanır. Bu, tüm aktif göstergelerimizde mevcuttur. Bununla birlikte, bazı endüstriyel sektörler hala 4-20mA çıkışı tercih etmektedir, bu nedenle ağır endüstriyel uygulamaları kesinlikle hedefleyen DI/DU göstergesinin 4-20mA modeli vardır.
Ancak veri toplamanın artmasıyla birlikte, daha fazla dijital iletişim protokolü göbek dönüştürücü üzerinden değil, doğrudan gösterge kafasında yaygınlaşmaktadır. Bunlar arasında RS232/RS485, EtherCAT, Profibus, Ethernet IP ve liste devam ediyor.
Maliyet ve bakım
Daha önce de belirtildiği gibi, neyi ölçmek istediğinizi bilmek önemlidir, ancak herkesin bir bütçesi vardır. %0,1 doğruluk isteyebilirsiniz, ancak yarı maliyetle %1 doğruluk elde edebiliyorsanız sisteminizi çalıştırmak ve izlemek için gerçekten neye ihtiyacınız olduğunu düşünmek önemli olabilir.
Maliyeti etkileyen ana noktalar doğruluk ve basınç aralığıdır:
Doğruluk - tahmin ettiğiniz gibi, yüksek doğruluk genellikle daha yüksek maliyete yol açar. Bu durum özellikle, kapasitans ölçerlerin Piezo ölçerlerden önemli ölçüde daha pahalı olduğu kaba/orta vakumda geçerlidir.
Basınç aralığı - Genellikle daha geniş bir basınç aralığında ölçüm yapmak için iki gösterge tipi bir araya getirilir, bu da entegre gösterge için daha yüksek bir maliyete yol açar, ancak sisteminizde yalnızca bir flanşa sahip olarak tasarruf edebilirsiniz.
Ürünün kullanım ömrüne bakarken bakımın da dikkate alınması önemlidir.
- Pompalarda olduğu gibi, uygun bir bakım programı, zorlu ortamlarda çalışırken göstergenin kullanım ömrünü önemli ölçüde uzatabilir ve spesifikasyonlara uygun performansı sağlayabilir.
- Bazı göstergelerde bakım, ölçüm hücresinin değiştirilmesi (TTR91R'de olduğu gibi) veya ölçüm hücresinin çıkarılması ve manuel olarak temizlenmesi (PTRN serisinde olduğu gibi) ile yapılabilir. Daha sonra CTRN gibi göstergeler, en zorlu ortamlarla başa çıkabildikleri için "bakım gerektirmeyen" olarak sınıflandırılır. Müşterinin ihtiyaç duyduğu tek giriş, göstergeyi sıfırlamak olacaktır, ancak bu bile yalnızca en zorlu proseslerde gereklidir.
Sonuç olarak
Etkili vakum üretimi için doğru Göstergeyi seçmek, vakum seviyelerinizi ve proses ihtiyaçlarınızı anlamanızı gerektirir. Bu zor bir seçim gibi görünse de, sistem gereksinimlerinize dikkatlice bakarak seçenekler kolayca daraltılabilir, böylece sisteminiz için mükemmel göstergeyi uygulayabilirsiniz.
Dikkate alınması gereken son nokta, göstergeniz için özel bir yerel ekran/kontrolör gerekip gerekmediğidir.
Bu, elbette sisteminizin basıncını herhangi bir özel HMI'den uzakta görmenizi sağlar, ancak aynı zamanda birden fazla gösterge sistemi için tek bir entegrasyon noktasına sahip olma olanağı da sunarak entegrasyonu kolaylaştırır. İki ana serimiz vardır: basitçe yerel bir ekran sunmaya odaklanan temel DISPLAY modellerive daha fazla bağlantı seçeneği sunan daha gelişmiş GRAPHIX modelleri.
