Przepływomierze i Regulatory Przepływu Gazów MASS-STREAM

Transkrypt

1 Przepływomierze i Regulatory Przepływu Gazów MASS-STREAM

2 M + W Instruments Twoim partnerem Informacje o Firmie Firma M+W Instruments, założona w roku 1988, specjalizuje się w przepływomierzach i regulatorach masowych. W roku 1995, firma M+W Instruments jako pierwsza wprowadziła do produkcji przepływomierz termiczny masowy oparty na zasadzie czujnika anemometrycznego o stałej temperaturze. W roku 1997, M+W Instruments stała się częścią Grupy Bronkhorst. Obecnie posiadamy ponad 20 dystrybutorów na całym świecie. Adres naszego przedstawiciela w Polsce znajduje się na ostatniej stronie niniejszego katalogu i na stronie Spis Treści Informacje o Firmie, Zasada Działania Str. 2 Spadek Ciśnienia Str. 7 Mass-Stream Str. 3 Kody Identyfikacji Wersji Str. 8 Przepływomierze (MFM) Str. 4 Parametry Techniczne Str. 9 Regulatory Przepływu Str. 5 Przetworniki o Krótkim Czasie Odpowiedzi, Wersja Cyfrowa Str. 10 Współczynniki Korekcyjne, Wpływ Profilu Przepływu Str. 6 Systemy Sterujące i Zasilające Str. 11 Zasada Działania Przyrząd wykonany jest w postaci metalowego bloku z prostym otworem o przekroju kołowym. Do wnętrza otworu wprowadzone są dwie stalowe sondy; sonda grzejąca i sonda temperaturowa. Układ elektroniczny utrzymuje stałą różnicę temperatury ( T) między tymi sondami, a energia niezbędna do utrzymania tej różnicy ( T) jest zależna od przepływu masowego medium. Budowa przetwornika przepływu MASS-STREAM Ogólnie rzecz biorąc, im większy jest przepływ masowy, tym więcej energii należy doprowadzić do utrzymania określonej T, która wynosi zazwyczaj 38 C. Zależność tę można wyrazić następującym równaniem. P = całkowita moc grzejnika P0 = moc grzejnika przy zerowym przepływie C = stała przyrządu m = przepływ masowy n = liczba bezwymiarowa ( typowo 0,5 ) 2 ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl

3 Mass-Stream Cechy i Zastosowania Najważniejsze Cechy Mass-Stream jest nazwą metody pomiarowej, którą charakteryzują następujące parametry: Najniższy zakres pomiarowy 0,005..0,1 ln/min (Powietrze) Najwyższy zakres pomiarowy: 100, ln/min (Powietrze) Na zamówienie dostępne również niższe i wyższe zakresy. Zalety Niska strata ciśnienia Mocna konstrukcja Niewielka wrażliwość na pyły i wilgoć w gazie Pomiar niezależny od zmian ciśnienia i temperatur Możliwość montażu w dowolnej pozycji Brak części ruchomych Korpus ze stali kwasoodpornej lub aluminium w wersji ekonomicznej Zastosowania Pomiar zużycia gazu Pomiar ilości spalin Przemysł półprzewodnikowy Przyrządy analityczne Generatory N2/O2 Ogniwa paliwowe Przemysł maszynowy Przemysł metalurgiczny I wiele innych Opcje Wersja Niskie P Wbudowany licznik przepływu Wbudowany wyświetlacz wartości chwilowej Wbudowany potencjometr nastawy (regulator) Systemy odczytowe ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl 3

4 Przepływomierze (MFM) Wprowadzenie Przepływomierze produkowane przez M+W Instruments można stosować w przemyśle, chemii, medycynie i badaniach naukowych. Nadają się do wszystkich gazów Brak części ruchomych Bardzo mały spadek ciśnienia Unikalny czujnik ze stali kwasoodpornej Pomiar niezależny od ciśnienia i temperatury Zasada działania serii 62xx opisana jest na stronie 2. Najważniejsze zalety tych przyrządów podano niżej: Instalacja w dowolnym położeniu Zbędne są odcinki wlotowe (seria 62xx) Opcjonalny zintegrowany wyświetlacz Opcjonalny zintegrowany licznik Nie wymaga konserwacji Dwa wykonania materiałowe Dla najmniejszych przepływów stosuje się pomiar bocznikowy Standardowe Zakresy Model przepływomierza Zakres przepływu (powietrze) Dostępne również pośrednie zakresy Na zamówienie wyższe i niższe zakresy 4 ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl

5 Regulatory Przepływu (MFC) Wprowadzenie Regulatory przepływu oparte są na konstrukcji przepływomierzy masowych, rozbudowanej o zawór regulacyjny. Dostępne są zawory o następujących wartościach Kv : 6.6E-2; 0,35; 1,0. Dla przepływów do 500 ln/min N2, elektrozawór zainstalowany jest na wspólnym korpusie. Cechy Do niemal wszystkich gazów i ich mieszanek Brak części ruchomych w przetworniku Krótki czas odpowiedzi Regulator PI Zbędny odcinek dolotowy (dla serii D- 62xx) Opcja: wbudowany wyświetlacz wartości chwilowej Opcja: wbudowany licznik przepływu Nie wymaga konserwacji Praktycznie niewrażliwy na kąt nachylenia Standardowe Zakresy Regulacji Model Regulatora Zakres dla powietrza ( dostępne pośrednie zakresy ) Na zamówienie wyższe i niższe zakresy Przy wyższych zakresach, stosuje się oddzielny zawór ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl 5

6 Współczynniki Korekcyjne Przepływomierze serii Mass-Stream są standardowo kalibrowane na powietrzu. Stosując je do innych gazów, należy stosować współczynniki korekcyjne. Są one obliczane wg złożonego równania i uwzględniają parametry fizyczne gazu. Współczynniki Korekcyjne (CF) (w warunkach : 1013 mbar i 0 C, w stosunku do powietrza) Seria / Gaz D-62xx D-51xx Seria / Gaz D-62xx D-51xx Powietrze 1,00 1,00 H2 0,15 1,01 Ar 2,01 1,40 He 0,24 1,41 CH4 0,67 0,76 HCl 1,58 0,99 C2H2 0,75 0,61 N2 1,00 1,00 C2H4 0,89 0,60 NH3 0,80 0,77 C2H6 0,89 0,60 NO 1,02 0,97 C3H8 0,63 0,34 N2O 1,15 0,71 C4H10 0,42 0,25 N2O2 1,00 1,00 C5H12 0,25 0,21 O2 0,98 0,98 CO 1,04 1,00 Xe 6,08 1,38 CO2 1,20 0,74 Współczynniki dla innych gazów dostępne na życzenie Największą dokładność uzyskuje się, kalibrując przepływomierz w rzeczywistych warunkach. Stosując współczynnik korekcji, musimy się liczyć z dodatkowym błędem, który można obliczyć z następujących wzorów: CF 1; błąd = 2 x CF w % zakresu CF 1; błąd = 2 / CF w % zakresu Przy stosowaniu przepływomierzy serii D-62xx do gazów balonowych, takich jak hel lub wodór, zaleca się stosowanie opcjonalnej kalibracji dla rzeczywistego gazu. Wpływ Profilu Przepływu Metoda termiczna masowa pomiaru przepływu jest czuła na zmiany charakteru przepływu. Przepływomierze serii Mass-Stream są skonstruowane w taki sposób, żeby w części pomiarowej występował zawsze przepływ laminarny i dlatego są one mało wrażliwe na zmiany konfiguracji rurociągów na wejściu. 6 ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl

7 Spadek Ciśnienia Spadek ciśnienia na przyrządach serii D-62xx jest praktycznie równy spadkowi na prostym odcinku rury i jako taki, jest pomijalny. siatkowych na wejściu. Filtry te generują określony spadek ciśnienia, przedstawiony w tablicach poniżej. W celu poprawienia profilu przepływu i uniezależnienia wskazań od konfiguracji rurociągu na wlocie, wymagane jest dodanie filtrów W niektórych zastosowaniach wymagany jest bardzo mały spadek ciśnienia. Na zamówienie możemy wykonać specjalną wersję o bardzo małym spadku ciśnienia. Patrz tablica niżej. ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl 7

8 Kod Identyfikacji Wersji Wersje i ich Oznaczenia Kodowe Informacje Konieczne dla Selekcji i Zamówienia W celu dostarczenia przyrządu optymalnego dla danej aplikacji, potrzebujemy następujących informacji: nazwa gazu, temperatura pracy, ciśnienie pracy (dla regulatorów ciśnienie na wlocie i na wylocie), zasilanie elektryczne, sygnały, przyłącza, uszczelnienia, opis procesu. Na podstawie tych informacji, dokonujemy następujących obliczeń / sprawdzeń: Konwersja przepływu gazu na ekwiwalentny przepływ powietrza; w tym celu dzieli się wartość przepływu gazu przez współczynnik korekcji. Dla regulatorów sprawdzenie, czy spadek ciśnienia ( P) mieści się w wymaganym zakresie. Dla regulatorów oblicza się współczynnik Kv i sprawdza, czy mieści się dopuszczalnym zakresie. 8 ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl

9 Parametry Techniczne Parametry Metrologiczne Dokładność (kalibracja dla powietrza) ± 3% zakresu, w tym błąd nieliniowości (na życzenie podwyższona dokładność) Powtarzalność ± 0,5% zakresu Stała czasowa (63,2%) τ = 0,7 s (standardowo, patrz również str. 10) Wrażliwość na zmiany ciśnienia 0,2% / 1bar (typowa dla powietrza) Wrażliwość na zmianę temperatury ± 0,1% / C Szczelność < 2 x 10E-9 mbar l/s He RFI kompatybilność elektromagnetyczna Zgodna z CE Dopuszczalne Warunki Pracy Zakres % Rodzaj gazu Każdy gaz dopuszczalny ze względu na odporność materiałów Temperatura C Ciśnienie 10 bar (na zamówienie wyższe) Czas wstępnego nagrzewania 30 sek. (dokładność ±4%) Wymagania instalacyjne Seria D-5100 Seria D-6200 odcinek uspokajający o długości 10 D na wlocie bez ograniczeń Budowa Mechanicza Czujnik AISI 316L Korpus AISI 316L lub aluminium anodowane (wg specyfikacji klienta) Siatki / uszczelnienia Stal kwasoodporna / teflon Stopień ochrony IP 40 (za zamówienie IP 65) Parametry Elektryczne Napięcie zasilania 24 V dc ±10% albo 15 V dc ±10% Maksymalny pobór prądu Seria D ma Seria D prąd chwilowy maks. 250 ma bez przepływu maks. 75 ma 100% przepływu maks. 175 ma Pobór prądu z zaworem regulacyjnym dodatkowo maks. 250 ma Sygnał wyjściowy 0..5 Vdc albo ma Złącze 6 stykowe DIN, albo 15 stykowe szufladowe ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl 9

10 Przetworniki o Krótkim Czasie Odpowiedzi Wersja o Krótkim Czasie Odpowiedzi Przepływomierze i regulatory przepływu produkcji M+W Instruments są przeznaczone do szerokiej gamy zastosowań i dlatego standardowy przetwornik został wyposażony w gładką charakterystykę odpowiedzi, bez przesterowań. Istnieją jednak aplikacje, w których czas odpowiedzi powinien być jak najkrótszy. Dla takich zastosowań zostały opracowane przetworniki o następującej dynamice: Czas odpowiedzi (5τ) : < 100 ms Regulator zbudowany w oparciu o ten przetwornik ma następującą dynamikę: Czas odpowiedzi (5τ) : < 1,5 s Jeżeli wymagany jest jeszcze krótszy czas odpowiedzi, zalecamy użycie przyrządu z elektroniką cyfrową. Więcej danych znajduje się w rozdziale Wersja Cyfrowa. Wymiary : standardowe, patrz str. 4/5) Oznaczenie modelu: patrz str. 8 Wersja Cyfrowa Standardowe wersje przyrządów wyposażone są w elektronikę analogową. Oferowane są również wersje wyposażone w cyfrową elektronikę. System modułowy umożliwia oferowanie w jednym przyrządzie wyjścia analogowego napięciowego albo prądowego oraz cyfrowego wyposażonego w protokół komunikacji Profibus DP, Device Net, RS 232 albo Flowbus. Regulatory w wersji cyfrowej charakteryzują się czasem odpowiedzi poniżej 0,5 s i nadają się do aplikacji o wymaganej szybkiej odpowiedzi. 10 ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl

11 Systemy Sterujące i Zasilające Wprowadzenie Typoszereg układów odczytowych, sterujących i zasilających przeznaczonych do przepływomierzy i regulatorów analogowych. Zawierają podstawowe funkcje z jednej zwartej obudowie typu laboratoryjnego, panelu do montażu tablicowego o wymiarach ½ 19 lub 19 albo kasecie do montażu w szafie. Funkcje Zasilanie przepływomierza lub regulatora Wyświetlanie wartości chwilowej przepływu Sumowanie przepływu Potencjometr nastawy przepływu dla regulatorów Parametry Elektryczne Napięcie zasilania 110 lub 230 V ac 50/60 Hz Wejścia sygnałowe 0..5 V dc Złącze szufladowe do podłączenia przyrządu Zasilacze: +24 Vdc, 0,5 A na kanał Kodowanie Wersji Kod Obudowa D 11 ½ 19 laboratoryjna 42 TE D laboratoryjna 84 TE D 13 ½ 19 panelowa 42 TE D panelowa 84 TE D 15 kaseta laboratoryjna 14 TE D 16 kaseta panelowa 14 TE D 19 inne / wg specyfikacji Kod Napięcie zasilania Vac Vac Vac Kod Moduły z maskownicą ślepą (14TE) - 00 Panel tylny, zasilacz, zasilanie + kabel sieciowy - 01 Panel tylny, zasilacz, złącze szufladowe - 02 Panel tylny, złącze szufladowe - 03 Panel tylny ślepy Kod Moduły z wyświetlaniem wartości chwilowej (14TE) - 10 Panel tylny, zasilacz, zasilanie + kabel sieciowy - 11 Panel tylny, zasilacz, złącze szufladowe - 12 Panel tylny, złącze szufladowe - 13 Panel tylny ślepy Kod Moduły z wyświetlaniem sumy przepływu (14TE) - 20 Panel tylny, zasilacz, zasilanie + kabel sieciowy - 21 Panel tylny, zasilacz, złącze szufladowe - 22 Panel tylny, złącze szufladowe - 23 Panel tylny ślepy Kod Moduły z wyświetlaniem wart. chwilowej i regulacją (14TE) - 30 Panel tylny, zasilacz, zasilanie + kabel sieciowy - 31 Panel tylny, zasilacz, złącze szufladowe - 32 Panel tylny, złącze szufladowe - 33 Panel tylny ślepy Kod Moduły z wyświetlaniem sumy i regulacją (14TE) - 40 Panel tylny, zasilacz, zasilanie + kabel sieciowy - 41 Panel tylny, zasilacz, złącze szufladowe - 42 Panel tylny, złącze szufladowe - 43 Panel tylny ślepy ZACH METALCHEM Sp. z o.o. tel biuro@metalchem.pl 11