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智能傳感器幫助化工廠提高效率 傳感器技術(shù)指標(biāo)

時(shí)間:2020-07-30    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
盡管化工行業(yè)具有著工藝繁多的特點(diǎn),但是這些工藝很少完全相同,而一些典型操作單元具有許多共同之處。其中一點(diǎn)便是均需要進(jìn)行準(zhǔn)確的過(guò)程分析,從而最大限度提高產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量以及降低成本。盡管 pH、ORP、電導(dǎo)率、溶解氧或濁度測(cè)量似乎是整個(gè)工業(yè)過(guò)程中微不足道的組成部分,但是如果對(duì)這些參數(shù)理解有誤、控制不足,則會(huì)造成混亂、停產(chǎn)與巨大開(kāi)支。

廠長(zhǎng)與工程師如何能夠確保測(cè)量參數(shù)會(huì)幫助順利并且高效地進(jìn)行生產(chǎn)以及有效發(fā)揮工藝設(shè)備的功能呢?所幸的是存在著先進(jìn)的過(guò)程分析解決方案,這些解決方案不僅在最惡劣的過(guò)程條件下具有準(zhǔn)確與可靠的特點(diǎn),而且可通過(guò)預(yù)測(cè)需要維護(hù)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間最大限度減少維護(hù)工作量。

本白皮書(shū)將圍繞當(dāng)上述部分參數(shù)未保持在所需范圍內(nèi)時(shí)化工廠可能出現(xiàn)的問(wèn)題,以及尖端過(guò)程分析如何能夠幫助避免問(wèn)題與提高工廠效率進(jìn)行解讀。


多參數(shù)變送器 M700

水制備

鍋爐管故障依然是工業(yè)用蒸汽發(fā)生器因事故停電的最大根源。在大多數(shù)情況下,積聚在鍋爐管上的沉淀物與污垢下方會(huì)產(chǎn)生腐蝕。鍋爐管上的結(jié)垢不僅會(huì)造成腐蝕,而且本身會(huì)減少熱傳遞,從而導(dǎo)致產(chǎn)生一定流量所需的總體燃料成本上升。可通過(guò)保持正確的水質(zhì)化學(xué)參數(shù)控制腐蝕與結(jié)垢現(xiàn)象。

準(zhǔn)確控制反滲透裝置進(jìn)水的 pH 值可防止膜受損。在離子交換裝置運(yùn)轉(zhuǎn)期間,需要通過(guò)監(jiān)測(cè) pH 值確保過(guò)量再生酸或堿不會(huì)對(duì)鍋爐水造成污染。測(cè)量鍋爐給水的 pH 值盡管具有很大難度,但對(duì)于防止腐蝕卻不可或缺。

連續(xù)在線測(cè)量 pH、溶解氧與電導(dǎo)率對(duì)于控制腐蝕與結(jié)垢以及最大限度提高能源效率至關(guān)重要。主要過(guò)程

產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)率是各個(gè)過(guò)程中較為重要的兩個(gè)因素。因此公司要想保持全球競(jìng)爭(zhēng)力,必須采用專業(yè)手段對(duì)各個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析。在各個(gè)過(guò)程階段通過(guò)在線分析,可使質(zhì)量與產(chǎn)率得到很大程度的提升。

例如,pH 值是包括酯化、聚合與鹽份形成在內(nèi)的不同合成過(guò)程中關(guān)鍵的工藝參數(shù)。控制 pH 值不僅可減少化學(xué)物質(zhì)使用量,而且可提高產(chǎn)品純度以及節(jié)省大量總體成本。準(zhǔn)確控制 pH 值可確定出晶點(diǎn)并決定晶形。H2S、CO2 與 NH3 等溶解在工藝用水或廢水中的物質(zhì)可能具有腐蝕性與危害性。準(zhǔn)確控制汽提塔中的 pH 值可確保這些組份以氣態(tài)存在,這樣可將其高效率地從水中除去。

保持洗氣塔中洗滌劑的正確濃度是必不可少的。根據(jù)所使用的洗滌劑種類,控制 pH 值可非常有效地優(yōu)化洗滌塔性能。

冷卻水

冷卻水系統(tǒng)易受腐蝕、積垢與生物污染,雜質(zhì)的濃度會(huì)隨著蒸發(fā)而增加。在冷卻水中加入抗腐劑可使 pH值有效地保持在一定范圍內(nèi)。在冷卻塔中以及循環(huán)系統(tǒng)的不同位置準(zhǔn)確控制 pH 值是非常重要的。此外,典型污垢雜質(zhì)易在高 pH 值條件下沉淀,這是嚴(yán)格控制 pH 值的另一理由。在溫暖氣溫條件以及相對(duì)高的氧氣濃度條件下時(shí),生物雜質(zhì)易于生長(zhǎng)。如果進(jìn)行可靠的氧化還原電位 (ORP) 測(cè)量,則可適量添加諸如氯與次氯酸鹽化合物之類的滅菌劑。

石化過(guò)程

酸水對(duì)于石化工廠設(shè)備有害。金屬管、加熱器、冷卻器與塔體內(nèi)的大多數(shù)腐蝕因它而起,因此必須加以處理與中和。調(diào)節(jié) pH 值可用于控制酸水與中和處理,此外還可防止管道與設(shè)備腐蝕。然而,介質(zhì)中所存在的石油會(huì)損壞 pH 電極,從而使在線分析產(chǎn)生一定難度。

先進(jìn)的過(guò)程分析

高質(zhì)量分析設(shè)備通過(guò)提供有關(guān)工藝參數(shù)的一致數(shù)據(jù)可幫助廠長(zhǎng)最大程度解決上述問(wèn)題。使用適當(dāng)?shù)?span href=http://cn.newmaker.com/cat_1980006.html target=_blank>傳感器與變送器可提供有助于最大限度提高產(chǎn)量的重要信息,同時(shí)可幫助減輕工藝設(shè)備與測(cè)量點(diǎn)本身的維護(hù)負(fù)擔(dān)。

梅特勒-托利多在生產(chǎn)高效可靠的分析儀方面世界聞名。多種傳感器、變送器與護(hù)套可確保存在一種可解決最苛刻測(cè)量難題的解決方案。

但是,梅特勒-托利多意識(shí)到過(guò)程準(zhǔn)確測(cè)量并非化工行業(yè)的唯一需求。維護(hù)測(cè)量點(diǎn)所耗費(fèi)的時(shí)間以及因傳感器故障所致的過(guò)程中斷所浪費(fèi)的時(shí)間,可使首先使用分析設(shè)備取得的大部分收益付之東流?;ば袠I(yè)所需的是一種可預(yù)測(cè)測(cè)量點(diǎn)何時(shí)需要維護(hù),甚至是傳感器何時(shí)會(huì)發(fā)生故障的方法。而這正是梅特勒-托利多的開(kāi)發(fā)方向。

智能傳感器管理

智能傳感器管理 (ISM) 是一種基于采用內(nèi)嵌數(shù)字技術(shù)電極的全新平臺(tái)。在傳感器的前端,一個(gè)集成芯片存儲(chǔ)所有相關(guān)參數(shù)以及提高傳感器診斷功能的算法。

通過(guò)將這些數(shù)據(jù)直接發(fā)送至 PROFIBUS® 或 FOUNDATION fieldbus™ 網(wǎng)絡(luò),可實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)上的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行全面預(yù)防性維護(hù)。這不僅可在出現(xiàn)測(cè)量問(wèn)題時(shí)簡(jiǎn)化診斷操作,而且可提供有關(guān)進(jìn)行后續(xù)必要校準(zhǔn)或調(diào)節(jié)的時(shí)間以及傳感器剩余使用壽命的信息??呻S時(shí)隨地進(jìn)行校準(zhǔn)與維護(hù)操作。由此,可減少過(guò)程意外停機(jī)時(shí)間,從而提高效率以及更有效地使用資源。

iSense® — 資產(chǎn)管理軟件

梅特勒-托利多的 iSense 軟件采用 ISM 技術(shù)開(kāi)發(fā)而成,可有助于調(diào)試期間快速簡(jiǎn)單配置 ISM 傳感器,并且通過(guò)提供對(duì)診斷信息、日常校準(zhǔn)與文檔自動(dòng)化的訪問(wèn)功能實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)。

ISM 技術(shù)的重要特點(diǎn)為:

增強(qiáng)的診斷功能

• 通過(guò)及早識(shí)別傳感器的維護(hù)需求提供真正意義上的預(yù)防性維護(hù)功能,從而減少停機(jī)時(shí)間以及最大限度降低工廠運(yùn)營(yíng)成本。
• 參比系統(tǒng)在 pH 監(jiān)測(cè)過(guò)程中至關(guān)重要,ISM 具有可監(jiān)測(cè)其行為的內(nèi)置結(jié)構(gòu)。

即插即測(cè)

• 在啟動(dòng)階段可將狀態(tài)信息從傳感器自動(dòng)傳送至變送器,從而取消高難度的配置過(guò)程。

傳感器耗損度監(jiān)測(cè)與使用壽命指示器

• 溶液接地的 ISM 電極結(jié)合變送器可提供一種獨(dú)特的使用壽命指示器,該指示器采用用于動(dòng)態(tài)與預(yù)防性維護(hù)信息的專屬智能算法。
• 最大限度減少因傳感器故障引起的意外過(guò)程中斷次數(shù)。

離線校準(zhǔn)資產(chǎn)管理

• ISM 采用 iSense 軟件可對(duì)工廠內(nèi)所有已安裝的傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)與維護(hù)協(xié)議管理。
• 通過(guò)廣泛的診斷功能與關(guān)鍵性能指示監(jiān)測(cè)功能,以及方便的輸出功能,可對(duì)已安裝的傳感器進(jìn)行獨(dú)特的維護(hù)管理。
• 即使是未經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員也可在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對(duì)傳感器進(jìn)行預(yù)先校準(zhǔn)。

常規(guī)功能

• 重要的電極信息存儲(chǔ)在電極內(nèi)部。
• 傳感器提供可靠的數(shù)字輸出信號(hào)。

ISM 技術(shù)對(duì)于先前所述過(guò)程的具體幫助有多大?

ISM 用于水制備

梅特勒-托利多 ISM 解決方案中包括 M700 等高性能變送器以及 InPro 3250 i、InPro 7000 與 7001 等耐用型電極。電導(dǎo)率電極與溶氧電極 InPro 6900 i 可實(shí)現(xiàn)低成本
預(yù)防性維護(hù)。

ISM 用于主要過(guò)程

采用 ISM 技術(shù)的電極可提供高度可靠并且長(zhǎng)期耐用的 pH 解決方案,這些解決方案經(jīng)過(guò)優(yōu)化量身定制,可滿足幾乎所有的苛刻過(guò)程應(yīng)用。數(shù)字 pH 傳感器可完全消除進(jìn)水、泄漏與腐蝕問(wèn)題,不僅存儲(chǔ)校準(zhǔn)數(shù)據(jù),而且存儲(chǔ)可用作預(yù)防性維護(hù)依據(jù)的其他重要運(yùn)行值。

ISM 用于冷卻水

采用 ISM 技術(shù),可對(duì)水質(zhì)的化學(xué)參數(shù)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)并與正常條件進(jìn)行比較。具有鉑金溶液接地的 InPro 3250 i/3250 SG 電極可用于 pH 與 ORP 測(cè)量應(yīng)用。ISM 不僅可發(fā)現(xiàn)潛在的損壞可能,而且可采取適當(dāng)?shù)募m正措施。冷卻水系統(tǒng)中的測(cè)量點(diǎn)總數(shù)可能會(huì)相當(dāng)繁多;ISM 可大幅減少維護(hù)工作量與成本。

ISM 用于石化過(guò)程

ISM 解決方案包括一種雙參數(shù)測(cè)量系統(tǒng) — 與電導(dǎo)率結(jié)合的 pH 測(cè)量,這可確保在不損壞 pH 電極的情況下在線控制酸水。InPro 7250 電導(dǎo)率電極用于驗(yàn)證水或石油是否正在通過(guò)管道。當(dāng)電導(dǎo)率很低時(shí),表明存在石油,在這種情況下必須縮回 pH 電極(可使用梅特勒-托利多伸縮式護(hù)套自動(dòng)完成),確保其不受損壞。InPro 4260i ISM pH 電極具有預(yù)先校準(zhǔn)與在線診斷功能,可便于維護(hù)。M700 變送器接受電導(dǎo)率與 pH信號(hào)。

通過(guò)使用受電導(dǎo)率電極保護(hù)的 pH 電極進(jìn)行在線測(cè)量,可在 pH 出現(xiàn)突變時(shí)自動(dòng)作出及時(shí)反應(yīng),從而使ISM 成為了一種功能強(qiáng)大的預(yù)防性維護(hù)平臺(tái)。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于過(guò)程分析測(cè)量而言,化工業(yè)經(jīng)常是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境。但是,要想最大限度地提高工廠效率,就必須掃清這些障礙。梅特勒-托利多提供多種傳感器、變送器與護(hù)套,無(wú)論過(guò)程條件有多惡劣,這些裝置均適用于在線測(cè)量。此外,梅特勒-托利多的 ISM 專有技術(shù)可為實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)提供極為有用的信息。ISM 是一種真正的一體化平臺(tái),可提高生產(chǎn)效率、減少停產(chǎn)次數(shù)、降低運(yùn)營(yíng)成本以及提高贏利收益。這是向?qū)崿F(xiàn)工廠效率最大化目標(biāo)邁出的重要一步。



    壓力傳感器構(gòu)造自動(dòng)化控制在稱量配料、管道壓力測(cè)試等方面得到應(yīng)用。因此極大地提高了工作效率。

 


    壓力傳感器的常見(jiàn)故障


    1、壓力傳感器密封圈的問(wèn)題


    加壓變送器輸出不變化,再加壓變送器輸出突然變化,泄壓變送器零位回不去,很有可能是壓力傳感器密封圈的問(wèn)題。常見(jiàn)的是由于密封圈規(guī)格原因,傳感器擰緊之后密封圈被壓縮到傳感器引壓口里面堵塞傳感器,加壓時(shí)壓力介質(zhì)進(jìn)不去,但在壓力大時(shí)突然沖開(kāi)密封圈,壓力傳感器受到壓力而變化。排除這種故障的方法是將傳感器卸下,直接察看零位是否正常,若零位正??筛鼡Q密封圈再試;


    2、變送器與指針式壓力表對(duì)照偏差大


    出現(xiàn)偏差是正常的現(xiàn)象,確認(rèn)正常的偏差范圍即可;最后一種易出現(xiàn)的故障是微差壓變送器安裝位置對(duì)零位輸出的影響。微差壓變送器由于其測(cè)量范圍很小,變送器中傳感元件會(huì)影響到微差壓變送器的輸出。安裝時(shí)應(yīng)使變送器的壓力敏感件軸向垂直于重力方向,安裝固定后調(diào)整變送器零位到標(biāo)準(zhǔn)值。


    3、壓力上去,變送器輸出上不去


    此種情況,先應(yīng)檢查壓力接口是否漏氣或者被堵住,如果確認(rèn)不是,檢查接線方式和檢查電源,如電源正常則進(jìn)行簡(jiǎn)單加壓看輸出是否變化,或者察看傳感器零位是否有輸出,若無(wú)變化則傳感器已損壞,可能是儀表?yè)p壞或者整個(gè)系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)的問(wèn)題;


    4、變送器輸出信號(hào)不穩(wěn)


    這種故障有肯是壓力源的問(wèn)題。壓力源本身是一個(gè)不穩(wěn)定的壓力,很有可能是儀表或壓力傳感器抗干擾能力不強(qiáng)、傳感器本身振動(dòng)很厲害和傳感器故障。


    壓力變送器的維護(hù)。對(duì)壓力變送器要求每周檢查一次,每個(gè)月檢驗(yàn)一次,主要是清除儀器內(nèi)的灰塵,對(duì)電器元件認(rèn)真檢查,對(duì)輸出的電流值要經(jīng)常校對(duì),壓力變送器內(nèi)部是弱電,一定要同外界強(qiáng)電隔開(kāi)。





如何選擇壓力傳感器?
  壓力是工業(yè)實(shí)踐中較為常用的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè),下面就簡(jiǎn)單介紹一下如何選擇壓力傳感器。

  1、壓力變送器要測(cè)量什么樣的壓力

  先確定系統(tǒng)中測(cè)量壓力的最大值,一般而言需要選擇一個(gè)具有比最大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在許多系統(tǒng)中,尤其是水壓測(cè)量和加工處理中,有峰值和持續(xù)不規(guī)則的上下波動(dòng),這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器。持續(xù)的高壓力值或稍微超出變送器的標(biāo)定最大值會(huì)縮短傳感器的壽命,這樣做還會(huì)使精度下降。于是可以用一個(gè)緩沖器來(lái)降低壓力毛刺,但這樣會(huì)降低傳感器的響應(yīng)速度。所以在選擇變送器時(shí)要充分考慮壓力范圍、精度與其穩(wěn)定性。

  2、什么樣的壓力介質(zhì)

  黏性液體、泥漿會(huì)堵上壓力接口,溶劑或有腐蝕性的物質(zhì)會(huì)不會(huì)破壞變送器中與這些介質(zhì)直接接觸的材料。以上這些因素將決定是否選擇直接的隔離膜及直接與介質(zhì)接觸的材料。

  3、壓力變送器需要多大的精度

  決定精度的有,非線性,遲滯性,非重復(fù)性,溫度、零點(diǎn)偏置刻度,溫度的影響。但主要由非線性,遲滯性,非重復(fù)性,精度越高,價(jià)格也就越高。

  4、壓力變送器的溫度范圍

  通常一個(gè)變送器會(huì)標(biāo)定兩個(gè)溫確段,其中一個(gè)溫度段是正常工作溫度,另外一個(gè)是溫度補(bǔ)償范圍,正常工作溫度范圍是指變送器在工作狀態(tài)下不被破壞的時(shí)候的溫度范圍,在超出溫度補(bǔ)償范圍時(shí)可能會(huì)達(dá)不到其應(yīng)用的性能指標(biāo)。

  溫度補(bǔ)償范圍是一個(gè)比工作溫度范圍小的典型范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)工作變送器肯定會(huì)達(dá)到其應(yīng)有的性能指標(biāo)。溫度變從兩方面影響著其輸出,一是零點(diǎn)漂移,二是影響滿量程輸出。如:滿量程的+/-X%/℃,讀數(shù)的+/-X%/℃,在超出溫度范圍時(shí)滿量程的+/-X%,在溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)時(shí)讀數(shù)的+/-X%,如果沒(méi)有這些參數(shù),會(huì)導(dǎo)至在使用中的不確定性。變送器輸出的變化到度是由壓力變化引起的,還是由溫度變化引起的。溫度影響是了解如何使用變送器時(shí)最復(fù)雜的一部分。

  5、需要得到怎樣的輸出信號(hào)

  mV、V、mA及頻率輸出數(shù)字輸出,選擇怎樣的輸出取決于多種因素,包括變送器與系統(tǒng)控制器或顯示器間的距離,是否存在“噪聲”或其他干擾信號(hào),是否需要放大器,放大器的位置等。對(duì)于許多變送器和控制器間距離較短的OEM設(shè)備采用mA輸出的變送器較為經(jīng)濟(jì)而有效的解決方法。

  如果需要將輸出信號(hào)放大,可以采用具有內(nèi)置放大的變送器。對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸或存在較強(qiáng)的電子干擾信號(hào)可以采用mA級(jí)輸出或頻率輸出。

  如果在RFI或EMI指標(biāo)很高的環(huán)境中除了要注意到要選擇mA或頻率輸出外還要考慮到特殊的保護(hù)或過(guò)濾器。

  6、選擇怎樣的勵(lì)磁電壓

  輸出信號(hào)的類型決定選擇怎么樣的勵(lì)磁電壓。許多壓力變送器有內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)裝置,因此其電壓范圍較大。有些變送器是定量配置,需要一個(gè)穩(wěn)定的工作電壓,因此,工作電壓決定是否采用帶有調(diào)節(jié)器的傳感器,選擇傳送器時(shí)要綜合考慮工作電壓與系統(tǒng)造價(jià)。

  7、是否需要具備互換性的變送器

  確定所需的變送器是否能夠適應(yīng)多個(gè)使用系統(tǒng)。一般來(lái)講這一點(diǎn)很重要,尤其是對(duì)于OEM產(chǎn)品。一旦將產(chǎn)品送到客戶手中那么客戶用來(lái)校準(zhǔn)的花銷是相當(dāng)大的。如果產(chǎn)品具有良好的互換性,那么即使改變所用的變送器也不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的效果。

  8、壓力變送器超時(shí)工作后需要保持穩(wěn)定度

  大部分變送器在經(jīng)過(guò)超額工作后會(huì)產(chǎn)生“漂移”,因此很有必要在購(gòu)買(mǎi)前了解變送器的穩(wěn)定性,這種預(yù)先的工作能減少將來(lái)使用中會(huì)出現(xiàn)的種種麻煩。

  9、壓力變送器的封裝

  變送器的封裝,往往容易忽略是它的機(jī)架,然而這一點(diǎn)在以后使用中會(huì)逐漸暴露出其缺點(diǎn)。在選購(gòu)變送器時(shí)一定要考慮到將來(lái)變送器的工作環(huán)境,濕度如何,怎樣安裝變送器,會(huì)不會(huì)有強(qiáng)烈的撞擊或振動(dòng)等。

  10、在變送器與其它電子設(shè)備間采用怎樣的連接

  是否需要采用短距離連接?若是采用長(zhǎng)距離連接,是否需要采用一個(gè)連接器?

標(biāo)簽: 壓力傳感器
壓力傳感器標(biāo)簽: 如何選擇壓力傳感器?_壓力傳感器組合標(biāo)題:

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