Czujnik zaciskowy nieinwazyjny

Temperatura jest jedną z najczęściej mierzonych zmiennych w przemyśle przetwórczym. W przemyśle przetwórczym, w którym występuje przepływ cieczy wewnątrz rury, dokładny pomiar temperatury jest kluczowy dla kontroli procesu, automatyzacji przemysłu i bezpieczeństwa. Najczęściej stosowaną metodą pomiaru temperatury w przemyśle przetwórczym jest technika inwazyjna, która jest popularna ze względu na dokładny pomiar temperatury, ale wiąże się z wieloma wyzwaniami w zakresie wdrażania.

Konwencjonalne czujniki i związane z nimi problemy

Istnieją dwa popularne konwencjonalne czujniki do pomiaru temperatury medium procesowego wewnątrz rury/rury. Jednym z nich są konwencjonalne inwazyjne czujniki (które są czujnikami RTD lub termoparami z lub bez studzienek termometrycznych); drugim są konwencjonalne nieinwazyjne czujniki montowane powierzchniowo. Chociaż inwazyjny czujnik temperatury zapewnia wysoką dokładność pomiaru temperatury, to jednak ma wiele wad, takich jak:-

• Zakłóć ciągłość rury/przewodu – ponieważ instalacja wymagała wiercenia przewodu procesowego i istnieje ryzyko wycieku przy wysokim ciśnieniu
• Trudności w instalacji i długi czas przestoju – W zależności od płynu obecnego w medium procesowym, wymagane jest zastosowanie odpowiedniego materiału Thermo-well, aby chronić czujnik temperatury przed zanieczyszczeniem. Instalacja Thermo-well wymaga złożonych rozważań projektowych, a jeśli nie zostanie to rozważone, może mieć poważne konsekwencje. Niezależnie od tego, czy zastosowano Thermo-well, czy nie, instalacja czujnika temperatury zajmuje bardzo dużo czasu.

Mimo że Thermo-well chroni czujnik temperatury przed zewnętrznym medium procesowym, może powodować problemy w normalnym przepływie płynu.

• Istnieje ryzyko uszkodzenia elementu termometrycznego/czujnika w przypadku nagłego wzrostu natężenia przepływu medium procesowego w rurze/przewodzie.
• W czasie konserwacji inwazyjne czujniki mogą również powodować problemy z czyszczeniem rur/przewodów.

Wiele z wyżej wymienionych problemów czujników inwazyjnych można wyeliminować, stosując konwencjonalne, nieinwazyjne czujniki temperatury montowane powierzchniowo. Wiąże się to jednak z problemem braku możliwości przedstawienia dokładnej temperatury medium procesowego wewnątrz rury/rury.

Przyjrzyjmy się przyczynom problemów:

Konwencjonalny czujnik nieinwazyjny eliminuje wszystkie główne problemy inwazyjnych czujników temperatury, ale kosztem braku możliwości odzwierciedlenia rzeczywistej temperatury płynu wewnątrz rury/rury. Rozwiązanie tego problemu można znaleźć, zagłębiając się w jego przyczynę. Rozważ następujące dwie koncepcje, aby lepiej zrozumieć przyczynę tego problemu.

• Zasada termodynamiki mówi, że gdy powierzchnia styka się z ośrodkiem o innej temperaturze, wówczas w stanie ustalonym powierzchnia ustabilizuje się w temperaturze, której wartość będzie zawierać się pomiędzy dwoma różnymi temperaturami ośrodka, na skutek przepływu ciepła między tym ośrodkiem z wyższego poziomu energetycznego do niższego poziomu energetycznego.
• Czujniki temperatury zawsze mierzą swoją własną temperaturę.

Mając na uwadze te dwie koncepcje i biorąc pod uwagę różne temperatury mediów, rzeczywisty płyn przepływa wewnątrz rury w temperaturze Tin i otoczenia w temperaturze Tamb. Powierzchnia pomiędzy tymi mediami jest warstwą materiału rury/rury, która będzie miała temperaturę powiedzmy Tm (Tamb <Tm Tamb) w stanie ustalonym, a ponieważ konwencjonalny czujnik temperatury powierzchni styka się z materiałem rury, odczyta temperaturę Tm, która nie jest rzeczywistą temperaturą ośrodka płynnego. Nawet gdy próbuje się zmodyfikować odczyt temperatury, aby reprezentował rzeczywistą temperaturę płynu, używając pewnego jednolitego współczynnika korekcji, traci on swoją wiarygodność w przypadku zmiany różnicy temperatur otoczenia i płynu.

Konwencjonalne, nieinwazyjne czujniki temperatury powierzchni mierzą temperaturę powierzchni rury i nie kompensują różnicy temperatur między cieczą w rurze a otoczeniem, co powoduje nieprawidłowe odczyty temperatury przez ten typ czujnika.

Rozwiązanie dostarczone przez Tempsens (tn Clamp Sensor):

Przepływ ciepła między płynem a otoczeniem przez powierzchnię rury/rury jest proporcjonalny do różnicy temperatur między tymi dwoma mediami i zależy również od rodzaju oraz grubości materiału użytej rury/rury. Zespół badawczo-rozwojowy Tempsens Instruments wykorzystuje tę koncepcję do opracowania pierwszego w Indiach nieinwazyjnego czujnika zaciskowego do dokładnego pomiaru temperatury płynu wewnątrz rury poprzez proste zaciśnięcie czujnika na rurze/rurze. Nasz czujnik zaciskowy TN wykorzystuje czujnik strumienia ciepła, RTD i algorytm do pomiaru temperatury płynu wewnątrz rury. Jest wyposażony w prosty układ zaciskowy, dzięki czemu jest czujnikiem typu plug and play, który wymaga niemal zerowego czasu instalacji. Standardowy czujnik zaciskowy TN jest wyposażony w wyjście analogowe 4-20 mA, inne dostępne opcje wyjścia analogowego to 0-20 mA i 0-10 V. Zapewnia stabilny i dokładny pomiar temperatury do 100 °C, w zakresie temperatur otoczenia od 0 do 40 °C.

Zastosowania: Czujnik TN Clamp można zainstalować bez wyłączania procesu. W przypadku surowego medium procesowego, w którym nie jest pożądane przenikanie przez rurę procesową/rurę w celu zainstalowania czujnika temperatury, czujnik TN Clamp daje naszym klientom doskonałą alternatywę. Może być również używany do weryfikacji wstępnie zainstalowanego czujnika inwazyjnego lub instalowany w miejscu, w którym w Twojej branży wymagany jest nowy punkt pomiaru temperatury. Inne zastosowania obejmują małe (średnica zewnętrzna rury) rurociągi, płyn o dużej lepkości, przepływ płynu o dużej prędkości lub płyn o dużym rozmiarze cząstek.

Oto niektóre branże, w których nasz czujnik TN Clamp znalazł zastosowanie:

• Ropa i gaz
• Żywność i napoje
• Przemysł chemiczny i petrochemiczny
• Rafineria