ВЫНОСНАЯ МЕМБРАНА ДЛЯ ДАТЧИКОВ SITRANS P320/P420

Во многих случаях датчик давления и измеряемая среда должны быть физически разделены. В таком случае необходимо использовать выносную мембрану.

Выносные мембраны могут использоваться со следующими сериями датчиков давления SITRANS P320/420:

  • Манометрическое давление
  • Абсолютное давление
  • Перепад давления и расход

Примечание:

При настройке выносной мембраны, обязательно прочитайте информацию об отклике передачи, температурной ошибке и времени отклика, приведенную в разделах «Function» и «Technical specification». Только тогда выносная мембрана будет работать с оптимальным эффектом.

Особенности

  • Нет прямого контакта между датчиком давления и средой
  • Индивидуальная конфигурация датчика давления для идеальной адаптации к условиям эксплуатации
  • Доступно во многих версиях
  • Специально разработан для сложных условий эксплуатации
  • Быстрые версии доступны для пищевой промышленности

Область применения

Системы выносных мембран должны использоваться, если разделение между измеряемой средой и измерительным прибором является существенным или целесообразным.

Примеры таких случаев:

  • Температура среды выходит за пределы, указанные для датчика давления.
  • Среда является коррозийной и требует таких материалов диафрагмы, которые не применимы для датчика давления.
  • Среда является очень вязкой или содержит твердые вещества, которые могут блокировать измерительные камеры датчика давления.
  • Среда может замерзнуть в измерительных камерах или импульсной линии.
  • Среда является неоднородной или волокнистой.
  • Среда имеет тенденцию к полимеризации или кристаллизации.
  • Процесс требует быстрого снятия выносных мембран, например, например, в пищевой промышленности для быстрой очистки.
  • Процесс требует очистки точки измерения, например, при обработке порциями.

Дизайн

Система выносной мембраны состоит из следующих компонентов:

  • Датчик давления
  • Одна или две выносные мембраны
  • Заполняющая жидкость
  • Соединение между датчиком давления и выносной мембраной (прямой монтаж или через капилляр)

Пространство для измеряемой среды закрыто плоской встроенной эластичной диафрагмой. Между диафрагмой и датчиком давления находится заполняющая жидкость.

Во многих случаях капилляр должен быть подключен между выносной мембраной и датчиком давления, чтобы, например, уменьшить влияние температуры на датчик давления, если измеряемая среда горячая.

Однако капилляр влияет на время активации и температурный отклик всей системы выносной мембраны. Когда капилляры используются для подключения выносной мембраны к датчику перепада давления, всегда должны использоваться два капилляра одинаковой длины.

Опционально можно заказать выносную мембрану с удлинением диафрагмы (трубкой).

Выносные мембраны в сэндвич-дизайне закреплены заглушкой.

Конструкции

Выносная диафрагма

При использовании выносной диафрагмы давление измеряется плоской встроенной мембраной.

Выносные диафрагмы дифференцируются следующим образом:

Выносная диафрагма в сэндвич-конструкции без (слева) и с удлинением мембраны (трубка)
  • Сэндвич дизайн
  • Сэндвич-конструкция с удлинением мембраны (трубка) в соответствии с EN или ASME, закреплена заглушкой
Выносная диафрагма в исполнении с фланцем без (слева) и с удлинением мембраны (трубка)
  • Конструкция с фланцем
  • Конструкция с фланцем с удлинением мембраны (трубка) в соответствии с EN или ASME, закреплена с помощью отверстий на фланце
Быстросъемная выносная диафрагма
  • Выносная мембрана с быстрым снятием, например, в соответствии с DIN 11851, стандартом SMS, стандартом IDF, стандартом APV-RJF, зажимным соединением и т. д.
  • Миниатюрная выносная мембрана с наружной резьбой для ввинчивания в резьбовые отверстия
  • Выносная мембрана с индивидуальными технологическими соединениями
Миниатюрная выносная мембрана с утопленной диафрагмой
  • Миниатюрная выносная мембрана

Выносные быстросъёмные мембраны используются в основном в пищевой промышленности. Они предназначены для предотвращения осаждения измеряемой среды в зонах нечувствительности. Механизм выносной быстросъёмной мембраны обеспечивает быструю разборку для очистки.

Зажимная мембрана

Зажимная мембрана с быстрым снятием (слева) и для фланцевого монтажа

В случае зажимных мембран, давление измеряется с помощью цилиндрической мембраны внутри трубы, а затем передается с наполняющей жидкостью на датчик давления.

Зажимная мембрана — это специальная конструкция для текучих сред. Она состоит из цилиндрической трубы, в которую встроена цилиндрическая диафрагма. Поскольку она полностью интегрирована в технологическую линию, в направлении потока нет турбулентностей, зон нечувствительности или других препятствий. Зажимная мембрана также пригодна к применению СОД.

Зажимные мембраны дифференцируются следующим образом:

  • Зажимная мембрана с быстрым снятием, например, в соответствии с DIN 11851, стандартом SMS, стандартом IDF, стандартом APV/RJF, зажимным соединением и т. д. Механизм выносной быстросъёмной мембраны обеспечивает быструю разборку для очистки.
  • Зажимная мембрана для фланцевого монтажа в соответствии с EN или ASME
  • Зажимная мембрана с индивидуальными технологическими соединениями

Примечание:

Информация о давлении на датчике и выносной мембране должна соблюдаться в соответствии с соотношением давления и температуры.

Функции

Измеренное давление передается в заполняющую жидкость через диафрагму и поступает в измерительную камеру датчика давления через капилляр. Заполняющая жидкость полностью заполняет внутреннюю часть выносной диафрагмы, капилляр и измерительную камеру датчика давления, так что в ней нет газа.

Реакция передачи

Реакция передачи выносной мембраны характеризуется следующими переменными:

  • Температурная погрешность
  • Время корректировки

Температурная погрешность

Температурные погрешности вызваны изменениями объема наполняющей жидкости в результате колебаний температуры. Чтобы выбрать правильную выносную мембрану, необходимо рассчитать погрешность температуры.

Ниже приведен обзор факторов, влияющих на степень температурной погрешности, и информация о том, как её рассчитать.

Температурная погрешность зависит от следующих переменных:

  • Жесткость используемой диафрагмы
  • Используемая наполняющая жидкость
  • Влияние заполняющей жидкости под технологическими фланцами или в соединительном хвостовике датчика давления
  • Внутренний диаметр капилляра: чем больше внутренний диаметр, тем больше температурная погрешность
  • Длина капилляра: чем длиннее капилляр, тем больше температурная погрешность

Жесткость диафрагмы

Жесткость диафрагмы чрезвычайно важна. Чем больше диаметр диафрагмы, тем мягче мембрана и тем чувствительнее она к температурным изменениям объема заполняющей жидкости.

Поэтому для небольших измерительных диапазонов всегда требуются мембраны большого диаметра.

Помимо жесткости диафрагмы, важны также следующие факторы:

  • Толщина диафрагмы
  • Материал диафрагмы
  • Любые покрытия

Заполняющая жидкость

Колебания температуры вызывают изменения объема во всех заполняющих жидкостях. Выбор правильной заполняющей жидкости может минимизировать температурную погрешность; однако заполняющая жидкость должна соответствовать температурным пределам и рабочему давлению. Заполняющая жидкость также должна быть безвредной для здоровья.

Под мембраной, в капилляре и под технологическим фланцем датчика давления (или в соединительном хвостовике) находится заполняющая жидкость. Поэтому погрешность температуры должна рассчитываться отдельно для каждой комбинации.

Примечание:

Вакуумостойкая выносная мембрана рекомендуется для непрерывной работы при низком давлении при 500 мбар или ниже, в том числе при вводе в эксплуатацию (см. данные для заказа).

Пример того, как рассчитать погрешность температуры, можно найти в разделе «Технические характеристики».

Время корректировки

Время корректировки зависит от следующих факторов:

  • Внутренний диаметр капилляра: чем больше внутренний диаметр, тем короче время корректировки.
  • Вязкость заполняющей жидкости: чем больше вязкость, тем дольше время корректировки.
  • Длина капилляра: чем длиннее капилляр, тем дольше время корректировки.
  • Давление в системе измерения давления: чем выше давление, тем короче время корректировки.

Рекомендации

Для обеспечения наилучшего сочетания датчика давления и выносной мембраны обратите внимание на следующее:

  • Используйте как можно больший диаметр для выносной мембраны. Это увеличивает эффективный диаметр диафрагмы выносной мембраны и снижает погрешность температуры.
  • Используйте как можно более короткий капилляр. Это уменьшает время корректировки и температурную погрешность.
  • Используйте наполнитель с наименьшей вязкостью и наименьшими коэффициентами расширения. Тем не менее, убедитесь, что наполняющая жидкость соответствует технологическим требованиям высокого и низкого давления и температуры. Заполняющая жидкость и среда также должны быть совместимы.
  • Обратите внимание на следующие моменты для работы в диапазоне отрицательного давления:
    • Датчик давления всегда должен быть расположен под самым нижним хвостовиком.
    • Рабочий диапазон некоторых заполняющих жидкостей может быть чрезвычайно ограничен с точки зрения допустимой температуры среды.
    • Для непрерывной работы в диапазоне низкого давления требуется вакуумостойкая выносная мембрана .
  • Вы можете найти рекомендации по минимальному интервалу в разделе «Технические характеристики».

Примечание

Перечисленные здесь выносные мембраны являются просто подборкой наиболее распространенных выносных мембран. Поскольку существует широкий диапазон технологических соединений, этот список не может включать в себя все имеющиеся выносные мембраны.

Другие версии могут включать в себя:

  • Различные технологические соединения и стандарты
  • Асептические или стерильные резьбовые сальники
  • Разные размеры
  • Различные номинальные давления
  • Специальные мембранные материалы и покрытия
  • Различные мембранные поверхности
  • Разные заполняющие жидкости
  • Различные длины капилляров
  • Капилляр, защищённый изоляцией
  • Калибрование при более высоких/более низких температурах, и т.д.

Пожалуйста, свяжитесь с вашим местным офисом Siemens для получения дополнительной информации.

Обслуживание при отрицательном давлении

Жидкости, такие как силиконовые масла, инертные или пригодные для пищевых продуктов, используются в системах выносных мембран для передачи технологического давления на датчик давления.

Частицы любой жидкости имеют тенденцию выходить из жидкого соединения по мере повышения температуры (переход из жидкого в газообразное агрегатное состояние). Это означает, что давление пара увеличивается по мере повышения температуры и зависит от присутствующего вещества или смеси.

Чем выше температура и чем ниже соответствующее технологическое давление в жидкости, тем сложнее становится гарантировать требуемые характеристики пропускания заполняющей жидкости и, следовательно, измерительного процесса.

Кроме того, уплотнительные элементы на датчике должны быть спроектированы таким образом, чтобы предотвращать диффузию молекул из атмосферы в систему выносной мембраны из-за постоянно возникающего отрицательного давления.

Помимо оказывающих влияние переменных значений, таких как технологическое давление и технологическая температура, кривая давления пара заполняющей жидкости на конце выносной диафрагмы и жесткость мембраны выносной диафрагмы влияют на её функциональность в диапазоне отрицательного давления.

Это означает, что вы должны уделять особое внимание физическим свойствам заполняющих жидкостей при использовании в диапазоне отрицательного давления.

Есть три этапа сопротивления отрицательному давлению:

  • Стандартная конструкция выносной мембраны без дополнительных мер защиты, подходит для диапазона избыточного давления и диапазона низкого отрицательного давления. Эта конструкция обозначена (1) на диаграммах ниже.
  • Обслуживание при отрицательном давлении с подходящими мембранами и обработанной заполняющей жидкостью, эта конструкция обозначена (2) на диаграммах ниже. Здесь вы выбираете коды заказа D81 или D83, в зависимости от типа монтажа.
  • Длительное обслуживание при отрицательном давлении с более продолжительной обработкой заполняющей жидкости и выносных мембран, — эти конструкции обозначены (3) на диаграммах ниже. Здесь вы выбираете коды заказа D85 или D88, в зависимости от типа монтажа.

На диаграммах есть еще две области. Область (4) обозначает область, которая должна быть уточнена технической поддержкой до размещения заказа. Область (5) описывает область, в которой жидкость для заполнения выносной мембраны окончательно разрушена, и, следовательно, вся выносная мембрана не работает.

Подробнее…

2019-09-02T12:17:17+03:00