Rheonics Sensorinstallation: Grundprinzipien
Rheonics Ausgeglichene Torsionsresonatoren ermöglichen den Einbau des Sensors in beliebiger Ausrichtung.
Rheonics SR-Sensoren können in jeder Position eingebaut werden, solange das Sensorelement vollständig eingetaucht ist. Ausgeglichene Torsionsresonatoren werden von der Außenwelt nicht beeinflusst und übertragen keine Vibrationen auf die Umgebung.
Mit dieser Aussage stellen wir jedoch fest, dass Benutzer nach mehr Anleitung zur Installation fragen. Erfahrungen in verschiedenen Anwendungen haben es uns auch ermöglicht, genügend Daten zu sammeln, um Montageentscheidungen für bestimmte Situationen zu empfehlen. Auf dieser Seite soll erklärt werden, wie das geht Rheonics SR-Sensoren verhalten sich mit den gängigsten Flüssigkeitstypen und geben für jeden Fall Installationsempfehlungen.
Rheonics bietet zwei Arten von SR-Sonden an, die SRV Inline-Viskosimeter und SRD Inline-Dichte- und Viskositätsmessgerät. Erfahren Sie mehr über jeden Sensor auf der Rheonics zur Produktseite und Support-Artikel hier.
Bevor die Leistung des SRV und des SRD in verschiedenen Flüssigkeitstypen beschrieben wird, müssen zwei Kategorien von Flüssigkeiten erwähnt werden, die immer dann anzutreffen sind, wenn Viskositätsmessungen ins Spiel kommen: Newtonsche und nOn-Newtonsche Flüssigkeiten. Rheonics hat viele Informationen, die jeden dieser Flüssigkeitstypen im Internet definieren, wie zum Beispiel diese Blog.
Bei einer Newtonschen Flüssigkeit ändert sich die Viskosität nicht, wenn eine Kraft ausgeübt wirdDaher zeigen statische und bewegte Bedingungen die gleichen Viskositätswerte. Andere Bedingungen wie Temperaturunterschiede können die Viskosität dieser Flüssigkeiten verändern.
Bei einer nicht-Newtonschen Flüssigkeit hängt die gemessene Viskosität von der Scherrate ab, mit der die Messung durchgeführt wird. Es gibt viele Arten von nicht-Newtonschen Flüssigkeiten. Gemeinsam ist ihnen jedoch, dass ihre Viskositäten nicht einem bestimmten Wert für verschiedene Messgeräte zugeordnet werden können, da die Schergeschwindigkeit, bei der die Messung durchgeführt wird, häufig zwischen verschiedenen Messtechnologien unterschiedlich ist .
Dichtemessungen sollten dagegen nicht beeinträchtigt werden durch Newtonsches oder nicht-Newtonsches Verhalten von Flüssigkeiten.
Die meisten in industriellen Prozessen vorkommenden Flüssigkeiten sind nicht-Newtonsche Flüssigkeiten. Daher sollten bei der Verwendung eines Inline-Viskosimeters die Betriebsbedingungen berücksichtigt werden. Rheonics gewährleistet die Wiederholbarkeit der Messwerte unter den gleichen Bedingungen, was letztendlich der wichtigste Faktor bei der Prozesskontrolle ist.
Jetzt können wir verschiedene Arten von Flüssigkeiten und Bedingungen untersuchen und einige Überlegungen und Empfehlungen dazu geben Sie. Die in diesem Artikel behandelten Szenarien sind:
- Statische Bedingungen
- Flüssigkeiten bewegen
- Sprudelnde Ströme
- Feste Partikel
- Einlagen
- Flüssigkeiten mit einer Fließspannung
Wir definieren statische Bedingungen als keine Strömung in der Flüssigkeit. Normalerweise funktionieren die meisten Laborgeräte so.
Bei Newtonschen Flüssigkeiten ist die Viskosität gleich, wenn sie in einem Becherglas gemessen wird, in dem die Flüssigkeit statisch ist, oder in einem Prozess, in dem sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen kann.
Bei nicht-Newtonschen Flüssigkeiten unterscheiden sich die Viskositätsmessungen statischer Flüssigkeiten von Messungen derselben Flüssigkeit bei unterschiedlichen Durchflussraten. Dies ist auf unterschiedliche auferlegte Schergeschwindigkeiten durch die Strömung zurückzuführen. sowie Strukturstörungen aufgrund des Flusses einer strukturierten Flüssigkeit.
Wenn ein statischer Test erforderlich ist, sollte der Benutzer:
- Tauchen Sie den Sensor so weit ein, dass das Sensorelement Kontakt mit der Flüssigkeit hat (siehe Abbildung 1).
- Berücksichtigen Sie einen Abstand von 5 mm von der Spitze zu Hindernissen beim SRV und 12 mm beim SRD.
- Klemmen Sie den Sensor so fest, dass er fest sitzt, und vermeiden Sie jegliche Bewegung der Sonde in der Flüssigkeit.
- Wenn eine Wassermessung erforderlich ist, sollte das Gefäß unter Druck stehen, um Blasen in der Flüssigkeit zu vermeiden. Es sollte stets vermieden werden, dass sich Blasen auf dem Sensorelement bilden, da dies die Messung stören würde.
- Empfohlene Test-/Referenzflüssigkeiten sind Alkohole, Lösungsmittel oder Öle.
- Bedenken Sie, dass Hochtemperaturtests eine Temperaturkontrollkammer erfordern.
In diesem Fall wird der Sensor in einer Prozessleitung oder einem Mischtank installiert. SRV und SRD bleiben von möglichen Vibrationen in der Anlage unbeeinflusst, die Durchflussrate spielt jedoch bei Viskositätsmessungen für die meisten Flüssigkeiten eine Rolle.
| Allgemeine Punkte | Installationsanleitung | |
|---|---|---|
| Newtonsche Flüssigkeiten | Die Messwerte bleiben davon unberührt und bleiben bei jeder Durchflussrate und jedem Flüssigkeitszustand (laminar oder turbulent) gleich. | Vermeiden Sie Stagnationszonen. |
| Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten | - Die Messwerte variieren je nach Durchflussrate und stimmen möglicherweise nicht mit anderen Messtechnologien (z. B. Zhan-Bechern) überein. Rheonics SR-Sensoren gewährleisten die Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit der Messwerte, daher sollte der Kunde die historischen Daten verwenden, um eine Prozess-/Chargen-/Rezeptidentität zu untersuchen und zu erstellen. - Die Dichte wird nicht beeinflusst. | - Der Sensor muss einer guten, gleichmäßigen Durchflussrate ausgesetzt werden. Wenn ein kurzer Sensor dies nicht gewährleisten kann, sollten Sie einen langen Einstecksensor in Betracht ziehen. - Stagnationszonen sind zu vermeiden. - Erwarten Sie beim Austausch eines Viskositätssensors (Inline- oder Laborsensor) nicht die gleichen Viskositäten wie bei SR-Sensoren. Die Sensortechnologien sind unterschiedlich und die Viskositätswerte variieren. |
Flüssigkeiten mit Lufteinschlüssen oder Blasen kommen häufig vor. SRV und SRD verhalten sich gegenüber Blasen unterschiedlich, also untersuchen wir sie getrennt.
| Allgemeine Punkte | Installationsanleitung | |
|---|---|---|
| SRV-Viskosimeter | - Der SRV misst, was mit seiner benetzten Oberfläche in Kontakt kommt. Unter statischen Bedingungen konzentrieren sich Blasen auf der Sensoroberfläche und beeinflussen so die Messwerte, normalerweise mit einem Anstieg der Viskosität, obwohl sich die Flüssigkeit nicht verändert. Dies liegt daran, dass die Blasen eine zusätzliche Dämpfung auf der Resonatoroberfläche erzeugen. Unter bewegten Bedingungen werden Blasen abgeschert. SRV erkennt hauptsächlich die Flüssigkeit und die Messungen werden dadurch nicht beeinträchtigt. Blasenprozentsatz und -größe haben im Allgemeinen keinen Einfluss auf Messungen in einer sich bewegenden Flüssigkeit. | - Vermeiden Sie Stagnationszonen, um die Möglichkeit einer Blasenansammlung um das Sensorelement auszuschließen. Sensor. - Halten Sie das Sensorelement vollständig eingetaucht. - An hoch gelegenen Stellen in der Rohrleitung kann sich Luft angesammelt haben. Vermeiden Sie die Installation in diesen Bereichen. |
| SRD-Dichte- und Viskositätsmessgerät | SRD induziert eine Strömung, während es torsional vibriert. Dies wird zur Messung der Dichte benötigt. Blasen beeinflussen dann die Dichte- und Viskositätswerte des SRD. In den meisten Fällen steigt die Viskosität und die Dichte nimmt mit Blasen ab. Die Variation hängt vom Blasenanteil, der Größe und der Bewegung ab | - Versuchen Sie, das SRD dort zu installieren, wo keine oder nur minimale Blasen vorhanden sind. Es ist nützlich, die Leitung unter Druck zu setzen, um Blasen zu entfernen. - Filter können in der Sensorelektronik verwendet werden, um das Rauschen bei der Messung aufgrund von Blasen in den SRD-Messwerten zu reduzieren. - SRD wurde erfolgreich in sprudelnden Flüssigkeiten eingesetzt, daher lohnen sich Tests immer. |
Das Verhalten von SR-Sensoren in Flüssigkeiten mit Feststoffpartikeln hängt von der Größe dieser Partikel ab.
| Allgemeiner Punkt | Installationsanleitung | |
|---|---|---|
| Partikel im Mikrometermaßstab Beispiel: Tinten und Schlämme | Dies liegt unterhalb der Flüssigkeitslängenskala, die der Sensor messen kann. Der SRV oder SRD betrachtet eine solche Suspension als homogene Flüssigkeit, die eine Viskosität und eine Dichte aufweist. Bei Tinten ist vor allem die Viskosität von Interesse, daher wird typischerweise der SRV verwendet. Bei Schlämmen können sowohl die Viskosität als auch die Dichte wichtig sein, daher kann der SRD verwendet werden. | - Aus der Sicht der Installation sind sie den nicht-Newtonschen Flüssigkeiten sehr ähnlich. - Stagnationszonen sind unbedingt zu vermeiden. |
| Große Partikel (Reismaisgröße) | - Diese Partikel sind viel größer als die Messlänge des Sensors und interagieren daher unterschiedlich mit dem Sensor. - Wenn ein Partikel auf das Sensorelement trifft, erzeugt es eine große Störung, die eine Messung unterbricht. Diese Unterbrechung kann zu großen Fehlern und damit zu Ausreißern in der Messung führen. Diese Fehler treten sporadisch auf und hängen davon ab, wie oft der Sensor von den Partikeln getroffen wird. - Der SRD reagiert tendenziell stärker auf diese Auswirkungen als der SRV. - Wenn die Partikel zu groß sind und eine beträchtliche Masse haben und die Treffer in der Sensorsonde konstant sind, sind möglicherweise keine konstanten Messwerte möglich und der Sensor kann auf lange Sicht beeinträchtigt werden. | - Platzieren Sie den Sensor an einem Ort, an dem keine oder nur selten große Partikel vorhanden sind. - Erwägen Sie die Installation des Sensors so, dass er axial von der Strömung getroffen wird. Lange Einstecksensoren können praktisch sein. - Berücksichtigen Sie die Dichte der Partikel und ermitteln Sie, wo sie sich am Boden oder an der Oberseite des Rohrs, an Rohrbögen usw. konzentrieren oder Ablagerungen bilden können. Platzieren Sie das Sensorelement nicht in diesen identifizierten Bereichen. - Die Verwendung von Schutzhülsenzubehör wird nicht empfohlen, außer in Situationen, in denen die Partikel groß sind und das Sensorelement beschädigen könnten. Es ist darauf zu achten, dass die Schutzhülle nicht zu einer Verstopfung des Sensorelements führt. Vermeiden Sie nach Möglichkeit Schutzhüllen. In den Fällen, in denen dies erforderlich ist, besuchen Sie die Zubehörseite, um das Passende auszuwählen: Zubehör " rheonics. |
Bei biologischen oder chemischen Prozessen können sich an der Innenwand von Rohren oder Reaktoren Ablagerungen bilden, dabei handelt es sich um Schichten oder Beschichtungen auf Oberflächen. Wenn dies der Fall ist, besteht eine gute Chance, dass dasselbe am Sensorelement auftritt. Ablagerungen auf dem Sensorelement können unter Umständen die Messwerte beeinflussen.
Ein guter Indikator ist die Flüssigkeitslängenskala. Wenn die Ablagerung eine ähnliche oder größere Dicke als die Flüssigkeitslängenskala aufweist, wird die Messung wahrscheinlich beeinträchtigt. Bei deutlichen Unterschreitungen hat dies keinen Einfluss auf die Messwerte. Dies ist abhängig von der Art der Ablagerung, der Dicke der Ablagerung sowie der Viskosität der Flüssigkeit.
Das SRV ist in der Lage, die Menge an Ablagerungen auf dem Sensorelement zu erkennen und sogar zu quantifizieren. So kann überwacht werden, wie sich der Belag im Laufe der Zeit bildet und ob er durch den Reinigungsvorgang entfernt wurde.
Das SRD kann Ablagerungen nicht erkennen. Falls ein solches vorhanden ist, kann es sowohl den Viskositäts- als auch den Dichtewert verfälschen. Ob es sauber ist, lässt sich nur optisch überprüfen oder wenn es an der Luft trocken ist. Anschließend müssen Ablagerungen im SRD durch eine ordnungsgemäße Reinigung entfernt werden. Der Kunde sollte festlegen, wie oft der Sensor gereinigt werden soll, da Verschmutzung oder Ablagerungen von der Flüssigkeit und der Installation abhängen. Folgen Sie diesem Artikel auf So reinigen Sie die Sensorsonde.
Lange Eintauchfühler mit entsprechender Eintauchlänge sind eine Alternative, um Stagnationszonen oder Ablagerungen an Innenwänden zu vermeiden. Dadurch kann das Sensorelement die Stagnationszone verlassen und sich in der Flüssigkeit befinden, die für die Messung von Interesse ist. Rezension SRV langer Einschub und SRD lange Einfügung Artikel.
Eine Flüssigkeit mit Fließspannung ist eine Art nicht-Newtonsche Flüssigkeit. Eine Flüssigkeit mit Fließspannung ist eine Flüssigkeit, die zum Fließen eine gewisse Scherung erfordert. Bekannte Beispiele sind Ketchup und Farbe. Für beide Flüssigkeiten ist die Fließspannung entscheidend für ihre endgültige Anwendung und daher ist dies für einige Flüssigkeiten eine gewünschte Eigenschaft.
| Allgemeine Punkte | Installationsanleitung | |
|---|---|---|
| Flüssigkeiten mit Fließspannung | - Die SRV- und SRD-Torsionsbewegung reicht nicht aus, um eine Flüssigkeit mit Fließspannung abzuscheren. - Die Viskositätswerte einer Flüssigkeit mit Fließspannung können zwischen statischen und bewegten Bedingungen variieren. Der Unterschied kann beträchtlich groß sein und zwischen wenigen Prozent und dem Hundertfachen der Viskosität liegen. - Die Installation ist der Schlüssel für stabile, wiederholbare und reproduzierbare Messungen. | - Es muss ein Regime definiert werden (statische oder bewegliche Bedingungen), Präferenz für bewegliche Bedingungen. - Die Flüssigkeit muss sich im gesamten Erfassungsbereich bewegen. - Vermeiden Sie potenzielle Stagnationszonen, auch kleine, an der Basis des Erfassungsbereichs. - Die bevorzugte Installation ist, wenn das Sensorelement direkt dem Durchfluss ausgesetzt ist, parallel zum Sensorelement, wie in der Abbildung unten gezeigt. Es ist wichtig, den Sensor so weit wie möglich in das Rohr einzuführen, über die Stelle hinaus, an der die Strömung aus dem T-Stück austritt. Daher ist ein langer Einführsensor zu bevorzugen. |
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