Rheonics sensorinstallatie: basisprincipes
Rheonics gebalanceerde torsieresonatoren zorgen ervoor dat de sensor in elke richting kan worden geïnstalleerd.
Rheonics SR-sensoren kunnen in elke positie worden geïnstalleerd, zolang het sensorelement van de sensor volledig ondergedompeld is. Gebalanceerde torsieresonatoren worden niet beïnvloed door de buitenwereld en brengen geen trillingen over naar de omgeving.
Met die verklaring merken we echter dat gebruikers vragen om meer begeleiding bij de installatie. Ervaringen met verschillende toepassingen hebben ons ook in staat gesteld voldoende gegevens te verzamelen om montagebeslissingen voor specifieke situaties te kunnen aanbevelen. Deze pagina is bedoeld om uit te leggen hoe Rheonics SR-sensoren gedragen zich met de meest voorkomende vloeistoftypen en geven installatie-aanbevelingen voor elk geval.
Rheonics biedt twee soorten SR-sondes, de SRV inline viscometer en SRD inline dichtheids- en viscositeitsmeter. Lees meer over elke sensor op de Rheonics product pagina en ondersteunende artikelen hier.
Alvorens de prestaties van de SRV en SRD in verschillende soorten vloeistoffen te beschrijven, moeten twee categorieën vloeistoffen worden genoemd die worden aangetroffen wanneer viscositeitsmetingen een rol gaan spelen - dit zijn Newtoniaans en non-Newtonse vloeistoffen. Rheonics heeft veel informatie die elk van deze vloeistoftypen op internet definieert, zoals deze Blog.
Voor een Newtonse vloeistof verandert de viscositeit niet wanneer er een kracht op wordt uitgeoefend, dus statische en bewegende omstandigheden laten dezelfde viscositeitswaarden zien. Andere omstandigheden kunnen de viscositeit van deze vloeistoffen veranderen, zoals temperatuurverschillen.
Voor een niet-Newtonse vloeistof hangt de gemeten viscositeit af van de afschuifsnelheid waarmee de meting wordt uitgevoerd. Er zijn veel soorten niet-Newtoniaanse vloeistoffen, maar wat ze gemeen hebben, is dat hun viscositeit niet kan worden geassocieerd met een bepaalde waarde voor verschillende meetinstrumenten, omdat de afschuifsnelheid waarmee de meting wordt uitgevoerd vaak verschilt tussen verschillende meettechnologieën. .
Dichtheidsmetingen mogen daarentegen niet worden beïnvloed door Newtoniaans of niet-Newtoniaans gedrag van vloeistoffen.
De meerderheid van de vloeistoffen die in industriële processen worden aangetroffen, zijn niet-Newtoniaans, dus bij gebruik van een inline-viscositeitsmeter moet rekening worden gehouden met de operationele omstandigheden. Rheonics garandeert de herhaalbaarheid van metingen onder dezelfde omstandigheden, wat uiteindelijk de belangrijkste factor is bij procescontrole.
Nu kunnen we verschillende soorten vloeistoffen en omstandigheden bekijken en enkele overwegingen en aanbevelingen geven voor aan hen. De scenario's die in dit artikel worden behandeld, zijn:
- Statische omstandigheden
- Bewegende vloeistoffen
- Bruisende stromen
- Vaste deeltjes
- Deposito
- Vloeistoffen met een vloeispanning
We zullen statische omstandigheden definiëren als geen stroming in de vloeistof. Dit is meestal hoe de meeste laboratoriuminstrumenten werken.
Voor Newtonse vloeistoffen zal de viscositeit hetzelfde zijn als gemeten in een bekerglas, waar vloeistof statisch is, of inline in een proces, waar het met verschillende snelheden kan bewegen.
Voor niet-Newtoniaanse vloeistoffen zullen viscositeitsmetingen van statische vloeistof anders zijn dan metingen van dezelfde vloeistof onder verschillende stroomsnelheden. Dit komt door verschillende opgelegde afschuifsnelheden van stroming. evenals structuurverstoring als gevolg van stroming van een gestructureerde vloeistof.
Als een statische test vereist is, moet de gebruiker:
- Dompel de sensor voldoende onder zodat het sensorelement in contact komt met de vloeistof (zie afbeelding 1).
- Houd rekening met een speling van 5 mm vanaf de punt tot obstakels voor de SRV en 12 mm voor de SRD.
- Klem de sensor zo vast dat hij stevig vastzit en vermijd elke beweging van de sonde in de vloeistof.
- Als watermeting vereist is, moet het vat onder druk worden gezet om luchtbellen in de vloeistof te voorkomen. Bellen die zich op het meetelement nestelen, moeten altijd worden vermeden, omdat dit de meting zal verstoren.
- Aanbevolen test-/referentievloeistoffen zijn alcoholen, oplosmiddelen of oliën.
- Houd er rekening mee dat voor testen op hoge temperatuur een temperatuurregelkamer vereist is.
In dit geval wordt de sensor in een procesleiding of mengtank geïnstalleerd. De SRV en SRD worden niet beïnvloed door mogelijke trillingen in de installatie, maar het debiet speelt een rol bij viscositeitsmetingen voor de meeste vloeistoffen.
| Algemene punten | Installatie-instructies | |
|---|---|---|
| Newtoniaanse vloeistoffen | De aflezingen worden niet beïnvloed en zijn hetzelfde voor elk debiet of voor elke vloeistoftoestand (laminair of turbulent). | Vermijd stagnatiezones. |
| Niet-Newtoniaanse vloeistoffen | - De meetwaarden variëren afhankelijk van de stroomsnelheid en komen mogelijk niet overeen met andere meettechnologieën (bijv. zhan-bekers). Rheonics SR-sensoren garanderen de herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid van metingen, dus de klant moet de historische gegevens gebruiken om een proces-/batch-/receptidentiteit te bestuderen en te creëren. - Dichtheid wordt niet beïnvloed. | - Blootstelling van de sensor aan een goed uniform debiet is vereist. Als een korte sensor dit niet kan garanderen, overweeg dan een lange insteeksensor. - Stagnatiezones moeten worden vermeden. - Verwacht bij het vervangen van een viscositeitssensor (inline of lab) niet dezelfde viscositeit met SR-sensoren. Detectietechnologieën zijn verschillend en viscositeitsmetingen variëren. |
Vloeistoffen met meegevoerde lucht of bellen komen vaak voor. SRV en SRD gedragen zich anders ten opzichte van bubbels, dus laten we ze apart bestuderen.
| Algemene punten | Installatie instructies | |
|---|---|---|
| SRV-viscositeitsmeter | - De SRV meet wat in contact komt met het bevochtigde oppervlak. Bij statische omstandigheden zullen bellen zich concentreren op het oppervlak van de sensor en zo de meetwaarden beïnvloeden, meestal met toenemende viscositeit, ook al verandert de vloeistof niet. Dit komt doordat de bellen extra demping op het resonatoroppervlak creëren. In bewegende omstandigheden zullen bellen worden afgeschoren. SRV zal meestal de vloeistof detecteren en de metingen worden niet beïnvloed. Bellenpercentage en -grootte hebben over het algemeen geen invloed op metingen in een bewegende vloeistof. | - Vermijd stagnatiezones om te voorkomen dat luchtbellen zich ophopen rond het sensorelement. sensor. - Houd het sensorelement volledig onder water. - Op hoge punten in de pijpleiding kan zich lucht hebben opgehoopt, vermijd installatie in die zones. |
| SRD dichtheid en viscositeit mete | SRD induceert een stroming terwijl het torsie trilt, dit is nodig om de dichtheid te meten. Bellen beïnvloeden vervolgens de dichtheids- en viscositeitsmetingen voor de SRD. In de meeste gevallen neemt de viscositeit toe en neemt de dichtheid af met bellen. De variatie is afhankelijk van het bubbelpercentage, grootte en beweging | - Probeer de SRD te installeren waar er geen of minimale luchtbellen zijn. Het onder druk zetten van de lijn is handig om luchtbellen te verwijderen. - Filters kunnen worden gebruikt in sensorelektronica om de ruis in de meting als gevolg van bellen in de SRD-metingen te verminderen. - SRD is met succes gebruikt in borrelende vloeistoffen, dus testen zijn altijd de moeite waard. |
Het gedrag van SR-sensoren in vloeistoffen met vaste deeltjes hangt af van de grootte van deze deeltjes.
| Algemeen punt | Installatie instructies | |
|---|---|---|
| Deeltjes van micrometerschaal Voorbeeld: inkten en slurries | Dit is onder de vloeistoflengteschaal die de sensor kan meten. De SRV of SRD ziet zo'n suspensie als een homogene vloeistof, die een viscositeit en een dichtheid heeft. Voor inkten is de viscositeit in de eerste plaats van belang, dus wordt meestal de SRV gebruikt. Voor slurries kunnen zowel viscositeit als dichtheid belangrijk zijn, dus de SRD kan worden gebruikt. | - Vanuit een installatieperspectief lijken ze erg op niet-Newtonse vloeistoffen. - Het is cruciaal om eventuele stagnatiezones te vermijden. |
| Grote deeltjes (grootte van rijstmaïs) | - Deze deeltjes zijn veel groter dan de meetlengteschaal van de sensor, dus ze zullen anders met de sensor omgaan. - Wanneer een deeltje het sensorelement raakt, ontstaat er een grote verstoring, waardoor een meting wordt onderbroken. Deze onderbreking kan leiden tot grote fouten, waardoor er uitschieters in de meting ontstaan. Deze fouten zijn sporadisch en afhankelijk van hoe vaak de sensor door de deeltjes wordt geraakt. - De SRD reageert doorgaans sterker op die effecten dan de SRV. - Als de deeltjes te groot zijn en een aanzienlijke massa hebben, en de treffers in de sensorsonde constant zijn, is het mogelijk dat constante metingen niet mogelijk zijn en kan de sensor op de lange termijn worden aangetast. | - Plaats de sensor in een ruimte waar geen of minder grote deeltjes aanwezig zijn. - Overweeg om de sensor zo te installeren dat hij axiaal door de stroming wordt geraakt. Lange inbrengsensoren kunnen handig zijn. - Houd rekening met de dichtheid van de deeltjes en stel vast waar ze zich kunnen concentreren of afzettingen kunnen vormen aan de onder- of bovenkant van de pijp, ellebogen, enz. Plaats het sensorelement niet in die geïdentificeerde zones. - Het gebruik van accessoires voor beschermhoezen wordt niet aanbevolen, behalve in situaties waarin de deeltjes groot zijn en het sensorelement kunnen beschadigen. Zorg ervoor dat de beschermhoes het sensorelement niet verstopt. Vermijd waar mogelijk een beschermhoes. Als het moet, ga dan naar de accessoirespagina om een geschikte te kiezen: Accessoires » rheonics. |
Bij biologische of chemische processen kunnen zich afzettingen vormen op de binnenwand van leidingen of reactoren, dit zijn lagen of coatings op oppervlakken. Als dit het geval is, is de kans groot dat hetzelfde zal gebeuren op het sensorelement. Afzettingen op het sensorelement kunnen onder bepaalde omstandigheden de meetwaarden beïnvloeden.
Een goede indicator is de vloeistoflengteschaal. Als de afzetting een vergelijkbare of grotere dikte heeft dan de vloeistoflengteschaal, zal dit de meting waarschijnlijk verstoren. Als het aanzienlijk lager is, worden de metingen niet beïnvloed. Dit is afhankelijk van het type aanslag, de dikte van de aanslag en de viscositeit van de vloeistof.
De SRV is in staat om de hoeveelheid neerslag op het sensorelement te detecteren en zelfs te kwantificeren. Zo kan worden gecontroleerd hoe de aanslag zich in de loop van de tijd opbouwt en of deze tijdens het reinigingsproces is verwijderd.
De SRD kan afzettingen niet detecteren. Als er een aanwezig is, kan dit zowel de viscositeits- als de dichtheidsmeting verstoren. De enige manier om te controleren of het schoon is, is visueel, of wanneer het droog is aan de lucht. Afzettingen in de SRD moeten dan met een goede reiniging worden verwijderd. De klant moet bepalen hoe vaak de sensor moet worden gereinigd, aangezien vervuiling of opbouw afhangt van de vloeistof en de installatie. Volg dit artikel op hoe de sensorsonde te reinigen.
Lange insteeksensoren met passende insteeklengte zijn een alternatief om stagnatiezones of afzettingen op binnenmuren te voorkomen. Hierdoor kan het detectie-element de stagnatiezone vrijmaken en in de vloeistof zijn die van belang is voor meting. Beoordeling SRV lang inbrengen en SRD lang inbrengen artikelen.
Een vloeistof met vloeispanning is een soort niet-Newtonse vloeistof. Een vloeistof met vloeispanning is een vloeistof die een zekere mate van afschuiving nodig heeft om te stromen. Bekende voorbeelden zijn ketchup en verf. Voor beide vloeistoffen is vloeispanning de sleutel voor hun uiteindelijke toepassing en daarom is dit een gewenste eigenschap voor sommige vloeistoffen.
| Algemene punten | Installatie instructies | |
|---|---|---|
| Vloeistoffen met vloeispanning | - De torsiebeweging van SRV en SRD is niet voldoende om een vloeistof met vloeispanning af te breken. - Viscositeitsmetingen voor een vloeistof met vloeispanning kunnen variëren tussen de statische en bewegende omstandigheden. Het verschil kan aanzienlijk groot zijn, het kan variëren van enkele procenten tot enkele honderden keren de viscositeit. - Installatie is essentieel voor stabiele, herhaalbare en reproduceerbare metingen. | - Er moet een regime worden gedefinieerd (statische of bewegende omstandigheden), voorkeur voor bewegende omstandigheden. - De vloeistof moet in het gehele detectiegebied bewegen. - Vermijd mogelijke stagnatiezones, zelfs kleine aan de basis van het detectiegebied. - Installatie bij voorkeur wanneer het sensorelement direct wordt blootgesteld aan de stroming, evenwijdig aan het sensorelement, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Het is belangrijk om de sensor zo ver mogelijk in de leiding te steken, verder dan waar de stroom het T-stuk verlaat, dus een lange insteeksensor heeft de voorkeur. |
Sensortechnologie, werkingsprincipe en toepassingen
Installatieoverzicht
Procesverbindingen