Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Manufacturing Technology >> Industriële technologie

Een regelaar gebruiken om tijdvertragingen in een analytisch instrumentatiesysteem te verminderen

Hoe een regelaar te gebruiken om tijdvertragingen in een analytisch systeem te verminderen

Mike Strobel, Supervisor Field Engineering

Procesmetingen zijn onmiddellijk, maar de reacties van de analysator zijn dat nooit. Van de kraan tot de analysator is er altijd een vertraging. Helaas wordt deze vertraging vaak onderschat of verkeerd begrepen.

In analytische bemonsteringssystemen wordt tijdvertraging gedefinieerd als de tijd die het duurt voordat een nieuw monster de analysator bereikt. Een apart blogartikel legt uit hoe tijdvertraging werkt en tips om het op een hoog niveau te minimaliseren, maar in dit stuk zullen we ons concentreren op het beheersen van tijdvertraging met een drukregelaar. Regelgevers regelen de druk, en de druk in een analytisch systeem hangt nauw samen met de tijd. Bij gassystemen met een gecontroleerd debiet geldt:hoe lager de druk, hoe korter de vertragingstijd.

Er kan tijdsvertraging optreden in elk van de belangrijkste onderdelen van een analytisch instrumentatiesysteem, inclusief de proceslijn, aftakking en sonde, veldstation, transportlijn, monsterconditioneringssysteem, stroomschakelsysteem en analysator. Het onderstaande diagram is een voorbeeld van een typisch bemonsteringssysteem van een procesanalysator.

Vertraging is cumulatief. Het bestaat uit de totale hoeveelheid tijd die vloeistof nodig heeft om van het proces dat wordt bewaakt naar de analysator te reizen. Meer informatie over het meten van tijdvertragingen vindt u hier. Voor nu richten we ons op het veldstation en de belangrijke rol die een toezichthouder speelt om de vertraging daar te verminderen.

Voor het veldstation

Het minimaliseren van de vertraging begint bij de locatie van de kraan. Het is het beste om de kraan zo dicht mogelijk bij de procesanalysator te plaatsen, maar ook stroomopwaarts van bronnen van vertraging van het proces, zoals vaten, tanks, deadlegs, stilstaande leidingen en overtollige of verouderde apparatuur.

Bij het bemonsteren van een vloeistof moet de druk bij de kraan voldoende zijn om het monster zonder pomp door de transportleidingen of snelle lus te voeren - een duur onderdeel dat extra prestatievariabelen introduceert.

In veel gevallen kunt u de locatie van de kraan mogelijk niet dicteren. Mogelijk moet u het doen met een bestaande taplocatie, en vaak ook een bestaande locatie van een analysatorschuur. Als de kraan zich op grote afstand van de analysator bevindt, wordt een snelle lus aanbevolen om snel vloeistof aan de analysator te leveren en het ongebruikte deel terug te voeren naar het proces.

In de meeste analytische instrumentatiesystemen is een andere bron van tijdvertraging de sonde. Hoe groter het volume van de sonde, hoe groter de vertraging. Het volume wordt beïnvloed door zowel de lengte als de breedte van de sonde. Kies een sonde met een laag volume wanneer u probeert de tijdvertraging te minimaliseren.

Op het veldstation

In gevallen waarin de procesanalysator een vloeibaar monster nodig heeft, wordt geen regelaar in het veldstation gebruikt. Het is beter om vloeistoffen onder hoge druk te houden om de vorming van bellen te voorkomen. In het geval van een gasmonster wordt een veldstation gebruikt als middel om de druk in de transportleidingen te verminderen.

De tijdvertraging neemt af in directe verhouding tot de absolute druk. Bij de helft van de druk krijgt u de helft van de vertraging. Het veldstation bevindt zich zo dicht mogelijk bij de kraan. Hoe eerder de druk wegvalt, hoe beter. Laten we eens kijken naar drie mogelijke toepassingen voor een regelaar in een veldstation. Bij elk is de regelaar iets anders geconfigureerd.

Regulatortoepassing #1

In de eerste toepassing is het doel de gasdruk te verlagen. De drukval zal naar verwachting geen condensatie veroorzaken. Daarom kan een eenvoudige drukverlagende regelaar worden gebruikt. Een drukverlagende regelaar handhaaft een constante druk aan de uitlaat. Een meetelement, typisch een diafragma of zuiger, beweegt in reactie op stroomafwaartse druk, waardoor het regelelement, meestal een kegelvormige schotel, het stroomgebied van de opening waar het gas doorheen stroomt kan veranderen. Naarmate het sensorelement omhoog wordt geduwd als reactie op hogere druk, komt het bedieningselement dichter bij de zitting van de regelaar en wordt het openinggebied kleiner. Naarmate het sensorelement met lagere druk naar beneden beweegt, wordt de opening groter. Bij de meeste analytische regelaars kan de operator met een hendel op de regelaar de uitlaatdruk instellen door een instelveer samen te drukken of te ontspannen die de bewegingen van het sensorelement tegen de uitlaatdruk in drijft.

Een metalen membraan is ideaal in toepassingen waar de inlaatdruk niet sterk varieert of waar chemische compatibiliteit belangrijk is. In toepassingen waar de druk inconsistent kan zijn of kan pieken, kan een regelaar in zuigerstijl echter geschikter zijn.

Regulatortoepassing #2

In onze tweede regelaartoepassing wordt verwacht dat de drukval condensatie veroorzaakt. Met een drukdaling verliezen bijna alle gassen energie, het zogenaamde Joule-Thomson-effect, wat resulteert in afkoeling. Als het gas zich dicht bij het dauwpunt bevindt, kan deze afkoeling condensatie veroorzaken. In sommige gevallen kan het warmteverlies groot genoeg zijn om condensatie te veroorzaken, waardoor de regelaar mogelijk bevriest. Vanwege het Joule-Thomson-effect kan een verwarmde regelaar nodig zijn om de temperatuur van het gas boven het dauwpunt te houden. Een verwarmde regelaar is een drukverlagende regelaar waarbij de systeemvloeistof over een verwarmd element stroomt. Een verwarmingspatroon is vereist.

U kunt de benodigde hoeveelheid energie (of wattage) van het verwarmingspatroon berekenen, zodat u er een kunt specificeren in het juiste vermogensbereik. Elk gas heeft een Joule-Thomson-coëfficiënt, die samen met de drukval en de stroomsnelheid in een formule is gestoken om het benodigde aantal watt te produceren.

Regulatortoepassing #3

In onze derde regeltoepassing moet een vloeistof een gas worden voordat deze kan worden geanalyseerd door een gaschromatograaf of een andere analysator. In dit geval wordt een verdampingsregelaar gebruikt. Verdampingsregelaars kunnen een uitdaging zijn om te selecteren, maar kunnen een betrouwbaar middel zijn om een ​​vloeibaar monster voor te bereiden als ze de juiste maat hebben en geïnstalleerd zijn. Het doel van een verdampingsregelaar is om het hele monster onmiddellijk in een gas te flashen om ervoor te zorgen dat het verdampte monster representatief is voor het vloeistofproces.

Bij verdampingsregelaars moet men goed letten op temperatuur en dampstroom. Als de stroom te groot is, zal het monster slechts gedeeltelijk verdampen en zullen vloeistoffen door de regelaar naar de analysator stromen. Als de verdampertemperatuur te hoog is, zal het vloeistofmonster stroomopwaarts verdampen. U kunt hier meer leren over het beheren van verdamping in bemonsteringssystemen.

Zorg er ten slotte voor dat je je verdampingsregelaar correct instelt om aanzienlijke vertragingen te voorkomen. Naarmate de vloeistof verandert van vloeistof naar gas, zal het volume dramatisch toenemen. De mate van toename hangt af van het molecuulgewicht van de vloeistof. Gewoonlijk zal de gemeten dampstroom na de regelaar>300 keer de vloeistofstroom vóór de verdampingsregelaar zijn.

Bijvoorbeeld met een dampstroom van 600 cm 3 /min., vloeistofstroom kan minder zijn dan 2 cm 3 /min. In dit geval duurt het 25 minuten voordat de vloeistof door een buis van 3 meter (ongeveer 10 voet) van 6 mm (1/4 inch) is gestroomd. Om deze tijd te verkorten, moeten we het volume van de slang voorafgaand aan de regelaar verkleinen. Met een slang van slechts 30,5 cm (1 ft.) van 3,2 mm (1/8 in.) zou het bijvoorbeeld slechts 30 seconden duren voordat de vloeistof de regelaar bereikt. Aan deze tijd moeten we echter tijdvertraging in de sonde toevoegen. Hoe smaller de sonde, hoe sneller de reactie.


Een andere manier om sneller te reageren is door de verdamper dichter bij de analysator te brengen met behulp van een vloeibare snelle lus. In het onderstaande diagram bevindt de regelaar zich achter het snelle filter met een tweede vloeistof-langzame bypass-lus die zorgt voor een goede vloeistofstroom tot aan de verdampingsregelaar. Het doel is om het langzaam bewegende vloeistofvolume dat naar een verdampingsregelaar gaat, te minimaliseren.

Maak de juiste keuzes voor de regelgever om vertraging te verminderen

Een regelaar is een cruciaal hulpmiddel bij het aanpakken van tijdsvertragingen in een analytisch systeem. Hoe lager de druk in een gasinstallatie, hoe sneller de reactietijd. Over het algemeen geldt:hoe eerder de druk in een gassysteem kan worden verlaagd, hoe beter. In gevallen waar een vloeistof wordt verdampt, overweeg dan een vloeistofsnelle lus om de vloeistof tot aan de verdampingsregelaar te laten bewegen. Het veldstation is een plaats in een complex analytisch instrumentatiesysteem waar de tijdvertraging aanzienlijk kan worden verminderd, maar de benadering van tijdvertraging moet altijd alomvattend zijn. Om tijdvertragingen te verminderen, moeten alle mogelijke oorzaken van vertraging in het systeem onder de loep worden genomen.

Als u worstelt met vertragingen in uw analytische systemen, zijn er naast het volgen van het bovenstaande advies met betrekking tot de selectie van ademautomaten, verschillende andere plaatsen waar u terecht kunt voor hulp. We bieden verschillende cursussen voor bemonsteringssysteem aan die worden gegeven door bemonsteringsexperts, we bieden vooraf ontworpen analytische subsystemen die zijn ontworpen volgens de beste werkwijzen, en ons field engineering-team kan ook ter plaatse komen om u te helpen bij het identificeren en oplossen van problemen met uw analytische systemen. Klik op de onderstaande knop om meer te weten te komen of een gesprek te beginnen over het verminderen van vertraging in uw analysesysteem.


Industriële technologie

  1. Hoe de tijd in VHDL te vertragen:Wacht op
  2. Inactieve tijd - definitie, oorzaken en hoe deze te verminderen
  3. Hoe het energieverbruik in de productie te verminderen?
  4. Palletwisselaars verkorten de insteltijd
  5. Smart Tooling:hoe het contactloze beheersysteem van Haimer de productiekosten helpt verlagen
  6. Partijtracking gebruiken in de productie?
  7. Hoe u de omsteltijd kunt verkorten met SMED en standaardwerk?
  8. Hoe productiefouten te verminderen?
  9. Hoe het aantal fouten te verminderen en het productiekwaliteitssysteem te verbeteren?
  10. Hoe u de trainingstijd voor robotlassen kunt verkorten?
  11. Hoe weet ik wanneer het tijd is om mijn hydraulische pomp te repareren?