Print

Chytrá dvojka

-- 01.09.08

Proměna limitního spínače na provozní měření hustoty

 

Limitní spínač hladiny kapalin Liquiphant od Endress+Hauser se proměnil v plnohodnotný hustoměr. Osvědčený přístroj tak uživateli podává informace přímo z jeho procesu a je cenově příznivou variantou k zaběhnutým postupům nebo i manuálnímu odběru vzorků. Univerzální vibrační limitní spínač má šanci v budoucnu převzít až 70 % všech aplikací měření hustoty.

 

Spolehlivě vnímat hustotu kapalin.

 

Před několika desítkami let si zakladatel firmy G. H. Endress položil otázku: „Je možné hlídat hladinu tak jednoduše jako plovákem ve splachovadle?“ Jako odpověď vynalezl vibrační limitní spínač Liquiphant – dodnes nejúspěšnější produkt společnosti Endress+Hauser. Každý rok si nachází nespočetné množství těchto přístrojů svoji cestu k zákazníkům a konec jejich vítězného tažení je v nedohlednu. Nejnovější verze této všestranné řady přístrojů může pomocí přídavné elektroniky měřit hustotu kapaliny přímo v procesu, a to úsporně, velmi přesně a ve všech průmyslových odvětvích i všech médiích.

Jednoduché řešení umožnilo široké spek-trum výrobků Endress+Hauser. Geniální nápad byl stávající přepočítávací jednotku pro měření tepla přizpůsobit pro měření hustoty. Software upravili vývojáři tak, že může vyhodnocovat souvislost mezi hustotou a rezonanční frekvencí vidličky vibračního spínače v závislosti na teplotě. Na jednu tuto vyhodnocovací jednotku hustoty lze připojit až pět vibračních spínačů. Čím více, tím je jeden okruh měření hustoty levnější. Na tuto jednotku bude možné připojit i každý nový spínač z produktové řady Liquiphant M.

 

Kompletní měřicí okruh se skládá z Liquiphantu M, teploměru a vyhodnocovací jednotky FML621.

 

Optimalizace zvyšuje bezpečnost a kvalitu

 

V porovnání s běžnými metodami měření hustoty je řešení od Endress+Hauser výhodnou koupí. Oproti osvědčenému principu s vibrujícím systémem jsou pořizovací náklady i při použití vyhodnocovací jednotky pouze s jedním připojeným senzorem asi o 75 % nižší. Díky průběžné diagnostice nabízí tato chytrá dvojka možnost současného zvýšení bezpečnosti a kvality výroby.

Manuální odběry vzorku dávají vždy jen momentální hodnotu. Oproti tomu vyhodnocovací jednotka hustoměru zaznamená ihned i sebemenší změnu. Mimo samotných úspor času a nákladů dává provozní měření obsluze stoprocentní jistotu, že v technologii je opravdu vyráběný produkt a ne třeba čisticí roztok. Následky takového omylu jsou třeba v potravinářském průmyslu nepředstavitelné. Kromě toho umožňuje měření hustoty optimalizovat průběh výrobního procesu a šetřit tak suroviny, minimalizovat vedlejší náklady a snižovat náklady na energie. Jako vedlejší funkci lze systém měření hustoty využít současně jako spínač minimální hladiny (ochrana čerpadla proti chodu nasucho). Odpadá tak další procesní připojení a spínač.

 

Směrem k novým technologiím

 

Volání po in-line měřicích přístrojích je ve farmaceutickém, chemickém a potravinářském průmyslu stále silnější.

Jednu z vizí budoucnosti společně zveřejnily ve svém dokumentu Technologie Roadmap Prozesssensoren 2005–2015 (Směr v technologiích procesních snímačů 2005–2015) organizace NAMUR, GMA a VDI/VDE: „Nové požadavky na procesní snímače již nezahrnují pouze získávání provozních hodnot, ale i zajištění dílčích informací a trendů vzhledem k vlastnostem produktu, jako např. jeho složení, pro účely regulace.“

Díky důmyslné kombinaci osvědčeného vibračního spínače a chytré vyhodnocovací jednotky pro hustotu se Endress+Hauser tomuto cíli o velký kus přiblížil.

V této souvislosti se nabízí otázka: „Co dělá vibrační spínač Liquiphant M tak spolehlivým?“

 

Princip vibrující vidličky

 

Ve všech vibračních limitních spínačích se všeobecně používají mechanicky kmitající systémy, které jsou buzeny na své rezonanční frekvenci. U Liquiphantu je tímto systémem vidlička, která společně s piezokrystalem a elektronikou tvoří elektromechanický rezonátor. Snížení frekvence, které vznikne zaplavením vidličky kapalinou, je měřítkem úrovně zaplavení vidličky. Při dosažení určité dolní hodnoty frekvence hlásí senzor stav zaplavení a elektronika pak tento signál pomocí vhodného výstupu pošle dále na řídicí systém.

 

 

Liquiphant M vnímá hustotu a kvalitu.

 

Liquiphant M pro použití v potravinářství.

 

 

Srdcem senzoru vibračního spínače je piezokrystal. Pomocí známého piezoelektrického efektu je možné nejen vidličku rozhýbat na její rezonanční frekvenci, ale i měřit posun její rezonanční frekvence. Vlastnosti média, jako např. vodivost, dielektrická konstanta, tlak nebo teplota, nijak funkci senzoru neovlivňují.

Změny rezonanční frekvence jsou přímo ovlivňovány hustotou měřeného média. V látkách s nízkou hustotou, jako např. zkapalněných plynech (0,4 g/cm3), je rezonanční frekvence vyšší než v látkách s vyšší hustotou, např. ve vodě (0,99 g/cm3).

Při zohlednění závislostí rezonanční frekvence, teploty a tlaku lze hustotu jednoznačně matematicky vypočítat.

Pro tento výpočet se využívá právě změna rezonanční frekvence způsobená různými druhy kapalin s různými hustotami. V kombinaci s externím teploměrem pak vyhodnocovací jednotka FML621 vypočítá hustotu média, spolehlivě a s vysokou opakovatelností.

Co vše Liquiphant M ve spojení s vyhodnocovací elektronikou dokáže:

Stanovení koncentrace

Koncentrace látek je dnes jeden z nejdůležitějších kvalitativních ukazatelů v chemii a potravinářství. Vlastnosti kapalin se tam mnohdy stanovují složitými měřeními při odběrech nebo v laboratoři. Nově vyvinutý Liquiphant pro měření hustoty nyní nabízí možnost stanovení koncentrace přímo v procesu bez použití drahých a časově náročných analytických procedur a může být jednoduše přizpůsoben stávající technologii. Koncentrace je vzhledem k hustotě relativní veličina a lze ji vypočítat ve hmotnostních nebo objemových jednotkách: např. °Brix (specifická jednotka pro kapaliny) je speciální jednotka používaná v potravinářském průmyslu a udává obsah cukru v ovocných šťávách či nealkoholických nápojích.

Rozpoznání médií

Při výrobě potravin a nápojů je nutné v potrubí spolehlivě rozlišovat čisticí prostředek, vodu a samotný produkt. Abychom měli jistotu, že se v potrubí nachází pouze čistý produkt, můžeme do něj osadit senzor měření hustoty. Dříve se rozpoznávání nebo dělení médií provádělo opticky. Výhody přímého provozního měření spočívají v průběžném sledování, vyšší přesnosti měření a vyšší opakovatelnosti.

Stanovení obsahu solí

V této aplikaci je nutné při podzemní těžbě ropy zajistit podle hloubky vrtu určitou koncentraci solí. Směs ropy a vody je pomocí vyšší hustoty solného koncentrátu vytlačována na povrch. Liquiphant pro měření hustoty spolehlivě bez zásahu obsluhy zajistí, že v nádrži je vždy namíchána potřebná koncentrace solného roztoku. V porovnání s původními klasickými zkouškami má tato alternativa následující výhody:

  • vysokou přesnost měření (0,002 g/cm3),
  • vysokou opakovatelnost (0,0007 g/cm3).

 

 

Závěrem

 

Po 25 úspěšných letech přišel čas pro zásadní inovaci: pomocí osvědčeného limitního spínače lze od tohoto okamžiku měřit i hustotu.

 

Limitní spínač Liquiphant M pro agresivní kapaliny.

 

 

Nový měřicí systém lze nasadit ve všech kapalinách, které netvoří nánosy. Hustota jako koeficient hmotnosti a objemu je jedním z důležitých parametrů a její hodnota je kromě jiného potřebná pro vyřešení následujících úloh:

  • určení hustoty jako takové,
  • automatické rozpoznání/dělení kapalin,
  • stanovení koncentrace kapalin (kyseliny, obsah cukru, alkoholu atd.),
  • stanovení čistosti kapalin,
  • přepočet na jednotky např. °Brix (obsah cukru), °Baumé (obsah solí), °Plato (obsah základní sladiny).

 

Vývoj známého limitního spínače hladiny do podoby provozního měření hustoty snižuje náklady a je cenově výhodnou alternativou k současným přístrojům měření hustoty, např. rotačním, vibračním nebo ultrazvukovým.

 

Dalibor Prokel

Endress+Hauser Czech s. r. o.

Olbrachtova 2006/9

140 00 Praha 4

e-mail: info@cz.endress.com.

www.endress.cz

www.cz.endress.com

www.e-direct.cz


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Technical Computing Camp 2019
2019-09-05 - 2019-09-06
Místo: Hotel Fontána, Brněnská přehrada
Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno
MSV TOUR 2019
2019-10-07 - 2019-10-10
Místo: MSV, Brno

Katalog

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI