Що таке роздільник діафрагми?
Розділювач діафрагми — це тонкий гофрований диск, який використовується для ізоляції вимірюваного середовища від приладу для вимірювання тиску. Простір між діафрагмою та манометром, датчиком процесу або реле тиску заповнений системною рідиною, яка гідравлічно передає тиск від гнучкої діафрагми. Завдяки гофрованій структурі діафрагми площа контакту між середовищем і діафрагмою є відносно великою, що забезпечує точніші вимірювання тиску, особливо при надзвичайно низькому тиску (менше або дорівнює 8,7 бар / 600 мбар).
Запобігаючи прямому контакту між середовищем і елементом вимірювання тиску, роздільна діафрагма також:
Усуває засмічення і кристалізацію в вимірювальному приладі
Мінімізує корозію
Захищає чутливий елемент від екстремальних температур
При використанні з роздільною діафрагмою вимірювальний прилад можна використовувати в діапазоні температур від -130 до +750 градусів F (від -90 до +399 градусів ) і з корозійними, високов’язкими або токсичними середовищами. Для вимогливих промислових застосувань, таких як виробництво біоетанолу, виробництво добрив і фільтрація стічних вод, доступні різноманітні конструкції роздільної діафрагми, матеріали та рідини для передачі.
Навіщо використовувати діафрагмові ущільнювачі?
Добре-продумана діафрагма може забезпечити ефективний захист, мінімізуючи вплив на точність. Таким чином, діафрагмові ущільнювачі можуть подовжити термін служби вимірювальних приладів тиску, заощаджуючи користувачам значний час і кошти в довгостроковій перспективі.
Мембранні розділювачі також підтримують дистанційне встановлення з напірного порту за допомогою-капілярної трубки спеціального дизайну, адаптованої до конкретних застосувань. Крім того, завдяки широкому асортименту технологічних з’єднань, матеріалів і аксесуарів мембранні розділювачі відповідають численним промисловим стандартам.
Перетворювачі тиску-з ущільненим мембраною є датчиками тиску-фланцевого типу. Ці перетворювачі тиску вимірюють тиск, перепад тиску, рівень і швидкість потоку шляхом встановлення розділювача діафрагми.
Принцип вимірювання мембранних перетворювачів тиску
У деяких хімічних або санітарних застосуваннях необхідно ізолювати вимірювальний прилад від тиску технологічної рідини.
Розділювач діафрагми діє як захисний інтерфейс між вимірювальним блоком і технологічним середовищем.
Діафрагма та контактні частини виготовлені зі стійкого до технологічної рідини -матеріалу та приварені до нижньої частини вимірювального блоку.
Капілярна трубка або з’єднувальна втулка використовується для з’єднання діафрагми та датчика в вимірювальному блоці.
Цей зазор необхідно дегазувати під вакуумом, потім заповнити відповідним маслом і загерметизувати.
Виміряний тиск діє на зовнішню поверхню діафрагми.
Коли діафрагма згинається всередину, вона намагається стиснути рідину, що наповнює інструмент.
Ця наповнювальна рідина нестислива, тому зусилля передається безпосередньо на вимірювальний блок.
Весь принцип роботи мембранного перетворювача тиску заснований на принципі Паскаля.
Цей принцип стверджує, що тиск, який діє на рідину, передається в усіх напрямках без втрат.
Щоб цей процес працював належним чином, сила, необхідна для переміщення діафрагми, має бути більшою, ніж сила, необхідна для переміщення чутливого елемента всередині вимірювального блоку.
На практиці це означає, що чим менше зусилля потрібно для переміщення вимірювального елемента, тим легше побудувати точну систему ущільнення.
Як вибрати мембранний перетворювач тиску?
Надійна та міцна конструкція
Надійна складальна конструкція
Усі-зварні конструкції, безрізьбові з’єднання
100% тестування на гелій, що гарантує відсутність витоків
Вигнута конструкція на діафрагмі захищає цілісність ущільнення діафрагми.
Кілька варіантів підключення до процесу
Ми пропонуємо різноманітні діафрагмові ущільнювачі, які відповідають різним вимогам встановлення та застосування:
Фланцеві мембранні ущільнювачі від DN40 до DN100 з діафрагмою врівень, придатні для загального застосування
Мембранні розділювачі з подовжувачами (від 50 до 200 мм), придатні для засмічення-схильних в’язких рідин або для-встановлення врівень зі стінками бака для запобігання блокуванню процесу
Мембранні ущільнювачі з фланцевими адаптерами, зварними чи різьбовими з’єднаннями, придатні для технологічних з’єднань малого-діаметра з підвищеною продуктивністю
Мембранні ущільнювачі зі з’єднаннями типу DIN, SMS або затискач- для безпеки харчових продуктів, придатні для санітарних застосувань
Варіанти монтажу адаптера дозволяють адаптувати діафрагми до спеціальних з’єднань, особливо покращуючи чутливість датчика за особливих умов.
Будь ласка, зв'яжіться з нами для отримання конкретної інформації про діафрагму.
Жорстке кріплення
Якщо температура не перевищує 150 градусів, перетворювачі тиску з діафрагмовими ущільненнями можуть бути жорстко встановлені або безпосередньо встановлені.
Капілярна збірка
Використання капіляра може обмежити вплив температури процесу на точність приладу.
Капіляр довжиною 500 мм може знизити температуру приладу до кімнатної.
Довжина капіляра повинна бути якомога меншою, оскільки це впливає на точність вимірювання та час відгуку.
Капіляри мають довжину від 0,5 м до 15 м і оснащені захисними рукавами з ПВХ (від -10 до +80 градусів) або нержавіючої сталі (від -40 до 350 градусів).
Внутрішній діаметр становить 1 мм для стандартних застосувань і 2 мм для спеціальних застосувань.
Зміни температури по довжині капіляра впливатимуть на точність приладу.
Довжина капіляра підходить як для сторін низького-тиску, так і для-високого{1}}тиску системи балансування.
Для жорсткого кріплення капіляр можна встановити лише на стороні низького-тиску; для дистанційно встановлених одно-диафрагмових систем капіляр можна встановити лише на стороні високого{2}}тиску. Для забезпечення точності температурна компенсація повинна бути виконана на заводі.
Матеріали діафрагми
Для застосування, пов’язаного з корозійними рідинами, мембранні ущільнювачі доступні з різноманітних корозійно-{0}}стійких матеріалів (нержавіюча сталь, Hastelloy C, Monel, тантал, титан, цирконій, нікель тощо).
Оздоблення поверхні
Для гігієнічних додатків і очищення (-очищення на місці) якість поверхні діафрагми та компонентів,-що контактують із рідиною, має вирішальне значення.
Щоб запобігти забрудненню залишками продукту або мікроорганізмами, необхідно перевірити обробку поверхні.
Доступні різні середні значення шорсткості для ущільнювачів діафрагми: Ra менше 0,4-0,8 мкм для гладких поверхонь і Ra менше 1,6 мкм біля зварних швів.
Товщина діафрагми та матеріали
Діафрагма — це гнучкий металевий вимірювальний елемент.
Для оптимальної гнучкості та чутливості товщина діафрагми має бути якомога більшою.
Він доступний із різних матеріалів (нержавіюча сталь, Hastelloy C, Monel, тантал тощо) і може мати покриття (PFA, PVDF, золото тощо), щоб протистояти хімічному впливу вимірюваної рідини.
Товщина варіюється в залежності від матеріалу. Мембрана приварюється до роздільника діафрагми, і ми використовуємо випробування гелієм для перевірки ущільнення.
Пакувальна рідина
Використовувана наповнювальна рідина повинна відповідати діапазону температур застосування.
Необхідно враховувати мінімальну та максимальну температури рідини, що перевіряється, а також температуру навколишнього середовища.
Крім того, наповнювальна рідина повинна бути сумісною з рідиною, що перевіряється, особливо для таких рідин, як кисень.
У харчовій промисловості можна використовувати мінеральне наповнювальне масло для запобігання забрудненню рідини, що перевіряється, у разі розриву діафрагми.
Промивне кільце
Промивні кільця доступні як опція для систем ущільнення діафрагми та пропонуються з різних матеріалів.
Промивне кільце встановлюється між роздільною діафрагмою та фланцевим з’єднанням.
Це компонент, який контактує з рідиною.
Кільце має один або два отвори для промивання та очищення поверхні мембрани.
Його також можна використовувати як калібрувальне кільце, застосовуючи тиск через ці отвори.
Технічні дані
Точність: ±0,1 при 20 градусах
Ці значення необхідно додати до класу точності датчика тиску: ±0,065% для перепаду та відносного тиску та 0,2% для абсолютного тиску.
Однак не можна гарантувати, що точність вакууму стандартних моделей перевищує 20 торр (27 мбар абс.).
Це пояснюється тим, що більшість ущільнювальних рідин містять незначні кількості повітря або газу, які значно розширюються поблизу абсолютного нуля.
Це розширення впливає на одиницю вимірювання приладу.
Температура технологічної рідини: мінімум -90 градусів, максимум +400 градусів, залежно від типу ущільнювальної рідини та матеріалу діафрагми, що використовується.
Вплив температури
Перетворювачі тиску- з мембранним роздільником складаються з мембранного розділювача (з капіляром або без нього) та блоку вимірювання тиску.
Прилад заповнюється наповнювальною рідиною при певній температурі (зазвичай +20 ±2 градуси), яка називається контрольною температурою.
Зміни температури навколишнього середовища або температури вимірюваної рідини спричинять пропорційну зміну об’єму рідини ущільнення. Це вплине на внутрішній тиск вимірювальної системи, що призведе до похибок.
Щоб мінімізувати цю помилку, необхідно компенсувати зміни об’єму, спричинені температурою.
Діафрагми малого-діаметра можуть компенсувати лише невеликі зміни об’єму.
Тому ми рекомендуємо використовувати діафрагму максимального діаметра залежно від умов процесу.
Коли температура процесу становить від +150 градусів до +250 градусів, необхідно використовувати радіатор між роздільною діафрагмою та вимірювальною коміркою, щоб запобігти дифузії температури.
Коли температура перевищує 250 градусів, слід використовувати капілярну діафрагму, щоб захистити прилад від впливу високотемпературних-процесів.
Це знизить температуру вимірювальної комірки до температури навколишнього середовища.
Щоб мінімізувати вплив температури:
Використовуйте відповідну рідину для наповнення;
Виберіть найбільший можливий діаметр діафрагми;
Максимально зменшити внутрішній об’єм інструменту;
Використовуйте капілярні вузли або радіатори, щоб зменшити вплив температури на датчик;
Ізолюйте датчик і капіляр від температури навколишнього середовища та/або використовуйте індикаторний капіляр;
Запит на заводську компенсацію тиску та температури.
Які переваги датчиків тиску-з мембраною?
Функція розділювача діафрагми полягає в тому, щоб ізолювати прилад для вимірювання тиску від технологічного середовища. Він зазвичай використовується в найскладніших вимірювальних задачах. Нижче наведено деякі з основних переваг датчиків тиску-з діафрагмою:
(a) Мінімальний вплив на точність: добре-продумана діафрагма може забезпечити ефективний захист, мінімізуючи вплив на точність. Таким чином, мембранні ущільнювачі можуть подовжити термін служби вимірювальних приладів тиску, заощаджуючи користувачам значний час і гроші в довгостроковій перспективі.
(b) Кілька варіантів підключення до процесу: мембранні ущільнювачі також підтримують дистанційне встановлення з напірного порту через спеціальну капілярну трубку, яку можна налаштувати відповідно до конкретного застосування. Крім того, завдяки наявності кількох варіантів підключення до процесу (фланець, різьба тощо) він може відповідати багатьом промисловим стандартам.
(c) Підходить для широкого діапазону агресивних вимірювальних середовищ: у разі використання діафрагмових ущільнювачів вимірювальні прилади можна використовувати в діапазоні температур від -130 до +750 градусів F (-90 до +399 градусів ) і можна використовувати з корозійними, високов’язкими або токсичними середовищами. У певних ситуаціях для високотемпературних вимірювань датчикам тиску може знадобитися конденсатор.
(d) Точне вимірювання при над-низьких тисках: перевага діафрагмових ущільнювачів полягає у відносно великій «контактній поверхні» між середовищем під тиском і діафрагмою. Таким чином, забезпечується точне вимірювання тиску, особливо при надзвичайно низькому тиску (< 600 mbar). Furthermore, low-pressure transmitters are easy to disassemble, for example, for cleaning or calibration. More importantly, the relatively large contact area between the medium and the diaphragm ensures even more accurate pressure measurements.
Яке промислове застосування роздільників діафрагми?
Мембранні розділювачі зазвичай використовуються для захисту перетворювачів тиску від одного або кількох шкідливих факторів у технологічному середовищі. Системи з діафрагмою підходять для вимірювання рівня, щільності, швидкості потоку та тиску та використовуються в таких сценаріях:
Надзвичайно високі або низькі температури рідини;
Корозійні рідини, які можуть роз’їдати матеріали, з якими вони контактують;
Рідини під тиском, які можуть закупорити з’єднання з датчиком, не даючи тиску досягти вимірювального блоку звичайного датчика тиску;
В’язкі рідини або рідини, які піддаються затвердінню (висихання або полімеризація) у з’єднанні з датчиком, що перешкоджає досягненню тиску до вимірювального блоку або робить діафрагму звичайного датчика тиску нерухомою;
Рідини, які можуть замерзнути при зниженні температури;
Використовується у сферах застосування з високими гігієнічними вимогами, які вимагають спеціальних умов поверхні для запобігання росту бактерій;
Використовується у системах проникнення водню: коли іони водню (H+) присутні та можуть проникнути через діафрагму;
Для вакуумного застосування датчики вакуумного тиску-з ущільненням діафрагми встановлюються під портом високого{1}}тиску, щоб зменшити вплив вакууму на рідину, що наповнює датчик. Мінімальна довжина капіляра залежить від відстані між місцем встановлення трансмітера та портом низького-тиску. Усі порожнини всередині вузла заповнені маслом, включаючи діафрагму, капіляр і герметичний-корпус датчика тиску. Незважаючи на те, що виробничий процес допомагає забезпечити високо-якісне заповнення оливою, помилки,-спричинені температурою, залишаються невід’ємним обмеженням систем із-ущільненням діафрагми.
Для вимірювання рівня можна використовувати датчик перепаду тиску капілярного типу. Визначте мінімальну та максимальну різницю тиску, що підлягає вимірюванню
Найнижчий рівень рідини:
PMin=(SGp xa) – (SGf xd)
Тобто: мінімальний вимірюваний тиск (LRV), коли тиск у нижній частині бака високий
Тобто: максимальний вимірний тиск (-URV), коли нижній тиск резервуара низький
PMax=(SGp xb) – (SGf xd)
Тобто: максимальний вимірний тиск (URV), коли нижній тиск резервуара високий
Тобто: максимальний вимірний тиск (-LRV), коли нижній тиск резервуара низький
Де:
Найнижчий рівень рідини 4 мА
Найвищий рівень рідини при 20 мА
a=Відстань між нижньою точкою вимірювання та найнижчим рівнем рідини
b=Відстань між нижньою точкою вимірювання та найвищим рівнем рідини
d=Відстань між двома точками вимірювання
SGf=Питома вага рідини, що наповнює капіляри
SGp=Питома вага технологічної рідини
Вимірювання густини або межі розділу
Обчисліть мінімальну та максимальну різницю тиску, яку необхідно виміряти
Pmin=(SGmin – SGf) x (d);
Мінімальна щільність, вихід 4 мА
Pmax=(SGmax – SGf) x (d);
Максимальна щільність, вихід 20 мА
Де: d=Відстань між двома зондами
SGmax=Максимальна питома вага
SGmin=Мінімальна питома вага
SGf=Питома вага рідини, що наповнює капіляри
