Hva er en membrantetning?
En membrantetning er en tynn, korrugert skive som brukes til å isolere det målte mediet fra trykkmåleinstrumentet. Rommet mellom membranen og trykkmåleren, prosesstransmitteren eller trykkbryteren er fylt med systemvæske, som hydraulisk overfører trykk fra den fleksible membranen. På grunn av den korrugerte strukturen til membranen er kontaktområdet mellom mediet og membranen relativt stort, noe som sikrer mer nøyaktige trykkmålinger, spesielt ved ekstremt lave trykk (mindre enn eller lik 8,7 bar / 600 mbar).
Ved å forhindre direkte kontakt mellom mediet og trykkmåleelementet, tetter membrantetningen også:
Eliminerer tilstopping og krystallisering i måleinstrumentet
Minimerer korrosjon
Beskytter sensorelementet mot ekstreme temperaturer
Når det brukes med en membrantetning, kan måleinstrumentet brukes i et temperaturområde på -130 til +750 grader F (-90 til +399 grader ) og med etsende, høyviskøse eller giftige medier. For krevende industrielle applikasjoner som bioetanolproduksjon, gjødselproduksjon og avløpsvannfiltrering er en rekke membrantetningsdesign, materialer og overføringsvæsker tilgjengelige.
Hvorfor bruke membranpakninger?
En godt-designet membrantetning kan gi effektiv beskyttelse samtidig som den minimerer innvirkningen på nøyaktigheten. Derfor kan membranpakninger forlenge levetiden til trykkmåleinstrumenter, og spare brukere for betydelig tid og kostnader i det lange løp.
Membrantetninger støtter også ekstern installasjon fra trykkporten via et spesialdesignet-kapillærrør, skreddersydd for spesifikke bruksområder. På grunn av sitt brede utvalg av prosessforbindelser, materialer og tilbehør, oppfyller membrantetninger en rekke industristandarder.
Diafragma-forseglede trykktransmittere er trykktransmittere av flenstype-. Disse trykktransmitterne måler trykk, differensialtrykk, nivå og strømningshastighet ved å installere en membrantetning.
Måleprinsipp for diafragmatrykktransmittere
I noen kjemiske eller sanitære applikasjoner er det nødvendig å isolere måleinstrumentet fra trykket i prosessvæsken.
Membrantetningen fungerer som et beskyttende grensesnitt mellom måleenheten og prosessmediet.
Membranen og kontaktdelene er laget av et prosessvæske-bestandig materiale og er sveiset til bunnen av måleenheten.
Et kapillarrør eller koblingshylse brukes til å koble membrantetningen og sensoren i måleenheten.
Denne spalten må avgasses under vakuum, deretter fylles med passende olje og forsegles.
Det målte trykket utøver en kraft på den ytre overflaten av membranen.
Når membranen bøyer seg innover, prøver den å komprimere påfyllingsvæsken inne i instrumentet.
Denne påfyllingsvæsken er inkompressibel, så kraften overføres direkte til måleenheten.
Hele driftsprinsippet til en diafragmatrykktransmitter er basert på Pascals prinsipp.
Dette prinsippet sier at trykk som virker på en væske overføres i alle retninger uten tap.
For at denne prosessen skal fungere riktig, må kraften som kreves for å bevege membranen være større enn kraften som kreves for å bevege følerelementet inne i måleenheten.
I praksis betyr dette at jo mindre kraft som kreves for å flytte måleelementet, desto lettere er det å bygge et presist tetningssystem.
Hvordan velge en diafragmatrykksender?
Pålitelig og robust design
Pålitelig monteringsstruktur
Alt-sveiset design, gjengeløse tilkoblinger
100 % heliumtestet, sikrer ingen lekkasjer
Den buede designen på membranen beskytter integriteten til membrantetningen.
Flere prosesstilkoblingsalternativer
Vi tilbyr en rekke membrantetninger for å passe ulike installasjons- og brukskrav:
DN40 til DN100 flensede membranpakninger med flensmembran, egnet for generelle bruksområder
Membrantetninger med forlengelser (50 til 200 mm), egnet for tilstopping-tilbøyelige til viskøse væsker, eller flush-montert til tankvegger for å forhindre blokkering av prosessen
Membrantetninger med flensadaptere, sveisede eller gjengeforbindelser, egnet for prosessforbindelser med liten-diameter med forbedret ytelse
Membrantetninger med DIN, SMS eller klemme-Type matsikkerhetskoblinger, egnet for sanitærapplikasjoner
Adaptermonteringsalternativer gjør at membrantetninger kan tilpasses spesielle koblinger, spesielt forbedrer sensorfølsomheten under spesielle forhold.
Vennligst kontakt oss for spesifikk informasjon om membranforsegling.
Stiv montering
Hvis temperaturen ikke overstiger 150 grader, kan trykktransmittere med membrantetninger monteres stivt eller direkte montert.
Kapillærsamling
Bruk av en kapillær kan begrense effekten av prosesstemperatur på instrumentets nøyaktighet.
En kapillærlengde på 500 mm kan redusere instrumenttemperaturen til romtemperatur.
Kapillærlengden bør være så kort som mulig, da det påvirker målenøyaktighet og responstid.
Kapillærlengder varierer fra 0,5 m til 15 m og er utstyrt med PVC (-10 til +80 grader) eller rustfritt stål (-40 til 350 grader) beskyttelseshylser.
Den indre diameteren er 1 mm for standardapplikasjoner og 2 mm for spesielle applikasjoner.
Temperaturvariasjoner langs kapillæren vil påvirke instrumentets nøyaktighet.
Kapillærlengden er egnet for både lav--- og høytrykkssidene av balansesystemet.
For stiv montering kan kapillæren bare installeres på lavtrykkssiden.- for fjernmonterte enkelt-membrantetningssystemer kan kapillaren bare installeres på-høytrykkssiden. Temperaturkompensering må utføres på fabrikken for å sikre nøyaktighet.
Membranmaterialer
For bruksområder som involverer etsende væsker, er membrantetninger tilgjengelig i en rekke korrosjonsbestandige-materialer (rustfritt stål, Hastelloy C, Monel, tantal, titan, zirkonium, nikkel, etc.).
Overflatefinish
For hygieniske og rengjøringsapplikasjoner (-rengjøring på stedet) er overflatekvaliteten til membranen og komponentene som kommer i kontakt med væske- avgjørende.
For å hindre forurensning fra produktrester eller mikroorganismer, må overflatefinish kontrolleres.
En rekke gjennomsnittlige ruhetsverdier er tilgjengelige for membrantetninger: Ra mindre enn 0,4 til 0,8 µm for glatte overflater, og Ra mindre enn 1,6 µm nær sveiser.
Diafragmatykkelse og materialer
En diafragma er et fleksibelt metallisk måleelement.
For optimal fleksibilitet og følsomhet bør membrantykkelsen være så stor som mulig.
Den er tilgjengelig i en rekke materialer (rustfritt stål, Hastelloy C, Monel, tantal, etc.) og kan belegges (PFA, PVDF, gull, etc.) for å motstå det kjemiske angrepet av den målte væsken.
Tykkelsen varierer avhengig av materialet. Membranen er sveiset til membrantetningen, og vi bruker heliumtesting for å sjekke tetningen.
Pakkevæske
Fyllevæsken som brukes må være egnet for brukstemperaturområdet.
Minimums- og maksimumstemperaturene til væsken som testes, samt omgivelsestemperaturen, må vurderes.
Videre må fyllevæsken være kompatibel med væsken som testes, spesielt for væsker som oksygen.
For bruk i næringsmiddelindustrien kan mineralfyllingsolje brukes for å forhindre forurensning av væsken som testes i tilfelle membranbrudd.
Flush Ring
Spyleringer er tilgjengelig som ekstrautstyr for membrantetningssystemer og tilbys i en rekke materialer.
Spyleringen er installert mellom membrantetningen og prosessflensforbindelsen.
Det er komponenten i kontakt med væsken.
Ringen har ett eller to hull for spyling og rengjøring av membranoverflaten.
Den kan også brukes som en kalibreringsring ved å påføre trykk gjennom disse hullene.
Tekniske data
Nøyaktighet: ±0,1 ved 20 grader
Disse verdiene må legges til nøyaktighetsklassen til trykktransmitteren: ±0,065 % for differensial- og relativtrykk, og 0,2 % for absolutt trykk.
Vakuumnøyaktigheten til standardmodeller kan imidlertid ikke garanteres å overstige 20 Torr (27 mbar abs).
Dette er fordi de fleste pakkevæsker inneholder spormengder av innestengt luft eller gass, som ekspanderer betydelig nær absolutt null.
Denne utvidelsen påvirker instrumentets måleenhet.
Prosessvæsketemperatur: Minimum -90 grader , maksimalt +400 grader , avhengig av typen pakkevæske og membranmateriale som brukes.
Effekten av temperatur
Membran-forseglede trykktransmittere består av en membrantetning (med eller uten kapillær) og en trykkmåleenhet.
Instrumentet er fylt med en pakkevæske ved en bestemt temperatur (vanligvis +20 ±2 grader), kalt referansetemperaturen.
Endringer i omgivelsestemperaturen eller temperaturen til det målte fluidet vil forårsake en proporsjonal endring i volumet av pakningsvæsken. Dette vil påvirke det indre trykket i målesystemet, og dermed introdusere feil.
For å minimere denne feilen, må volumendringer forårsaket av temperatur kompenseres for.
Små-diafragmaer kan bare kompensere for små volumendringer.
Derfor anbefaler vi å bruke membrantetning med størst mulig diameter, avhengig av prosessforholdene.
Når prosesstemperaturen er mellom +150 grader og +250 grader, må det brukes en kjøleribbe mellom membranpakningen og målecellen for å forhindre temperaturdiffusjon.
Når temperaturen er over 250 grader, må en kapillarmembranforsegling brukes for å beskytte instrumentet mot virkningene av høye-temperaturprosesser.
Dette vil redusere temperaturen på målecellen til nær omgivelsestemperatur.
For å minimere effekten av temperatur:
Bruk en egnet påfyllingsvæske;
Velg størst mulig diafragmadiameter;
Minimer det interne volumet av instrumentet så mye som mulig;
Bruk kapillærenheter eller varmeavledere for å redusere temperatureffekten på sensoren;
Isoler sensoren og kapillæren fra omgivelsestemperaturen og/eller bruk en tracer-kapillær;
Be om fabrikktrykk- og temperaturkompensasjon.
Hva er fordelene med membranforseglede-trykktransmittere?
Funksjonen til en membrantetning er å isolere et trykkmåleinstrument fra prosessmediet. Det brukes ofte i de mest komplekse måleoppgavene. Følgende er noen av hovedfordelene med diafragma-forseglede trykktransmittere:
(a) Minimal innvirkning på nøyaktigheten: En godt-designet membrantetning kan gi effektiv beskyttelse samtidig som den minimerer innvirkningen på nøyaktigheten. Derfor kan membranpakninger forlenge levetiden til trykkmåleinstrumenter, noe som sparer brukerne betydelig tid og penger i det lange løp.
(b) Flere prosesstilkoblingsalternativer: Membrantetninger støtter også ekstern installasjon fra trykkporten via et tilpasset kapillarrør, som kan tilpasses din spesifikke applikasjon. Videre, på grunn av tilgjengeligheten av flere prosesstilkoblingsalternativer (flens, gjenger, etc.), kan den oppfylle mange industristandarder.
(c) Egnet for et bredt spekter av harde målemedier: Ved bruk av membranforseglinger kan måleinstrumenter brukes i et temperaturområde på -130 til +750 grader F (-90 til +399 grader ) og kan brukes med etsende, høyviskositets- eller giftige medier. For høytemperaturmålinger kan trykktransmittere kreve en kondensator i visse situasjoner.
(d) Nøyaktig måling ved ultra-lave trykk: Fordelen med membrantetninger ligger i den relativt store "kontaktflaten" mellom trykkmediet og membranen. Derfor sikres nøyaktige trykkmålinger, spesielt ved ekstremt lave trykk (< 600 mbar). Furthermore, low-pressure transmitters are easy to disassemble, for example, for cleaning or calibration. More importantly, the relatively large contact area between the medium and the diaphragm ensures even more accurate pressure measurements.
Hva er de industrielle bruksområdene for membrantetninger?
Membrantetninger brukes vanligvis for å beskytte trykktransmittere mot en eller flere skadelige faktorer i prosessmediet. Membrantetningssystemer er egnet for måling av nivå, tetthet, strømningshastighet og trykk, og brukes i følgende scenarier:
Ekstremt høye eller lave væsketemperaturer;
Etsende væsker som kan korrodere materialer de kommer i kontakt med;
Væsker under trykk som kan tette tilkoblingen til sensoren, og hindrer trykket i å nå måleenheten til en konvensjonell trykktransmitter;
Viskøse væsker eller væsker med risiko for størkning (tørking eller polymerisering) i forbindelsen til sensoren, hindrer trykket i å nå måleenheten eller gjør membranen til en konvensjonell trykktransmitter ubevegelig;
Væsker som kan fryse når temperaturen synker;
Brukes i applikasjoner med høye hygienekrav, som krever spesifikke overflateforhold for å forhindre bakterievekst;
Brukes i hydrogenpermeasjonsapplikasjoner: når hydrogenioner (H+) er tilstede og kan trenge gjennom diafragma;
For vakuumapplikasjoner er membran-forseglede vakuumtrykktransmittere montert under høytrykksporten- for å redusere effekten av vakuum på senderens påfyllingsvæske. Minste kapillærlengde avhenger av avstanden mellom senderens monteringssted og lav-porten. Alle hulrom i enheten er fylt med olje, inkludert membran-, kapillær- og membranforseglet trykktransmitterlegeme-. Selv om produksjonsprosessen bidrar til å sikre oljefylling av høy-kvalitet, forblir temperatur-induserte feil en iboende begrensning for membranforseglede-systemer.
Differansetrykktransmitteren av kapillærtypen kan brukes til nivåmåling. Bestem minimum og maksimum trykkforskjeller som skal måles
Laveste væskenivå:
PMin=(SGp xa) – (SGf xd)
Det vil si: Minimum målbart trykk (LRV) når bunntrykket i tanken er høyt
Det vil si: Maksimalt målbart trykk (-URV) når bunntrykket i tanken er lavt
PMax=(SGp xb) – (SGf xd)
Det vil si: Maksimalt målbart trykk (URV) når bunntrykket i tanken er høyt
Det vil si: Maksimalt målbart trykk (-LRV) når bunntrykket i tanken er lavt
Hvor:
Laveste væskenivå ved 4mA
Høyeste væskenivå ved 20mA
a=Avstand mellom det nederste målepunktet og det laveste væskenivået
b=Avstand mellom bunnmålepunktet og høyeste væskenivå
d=Avstand mellom de to målepunktene
SGf=Egenvekt av kapillærfyllingsvæsken
SGp=Egenvekt av prosessvæsken
Tetthet eller grensesnittmåling
Beregn minimum og maksimum trykkforskjeller som skal måles
Pmin=(SGmin – SGf) x (d);
Minimum tetthet, 4mA utgang
Pmax=(SGmax – SGf) x (d);
Maksimal tetthet, 20mA utgang
Hvor: d=Avstand mellom de to sonder
SGmax=Maksimal egenvekt
SGmin=Minimum egenvekt
SGf=Egenvekt av kapillærfyllingsvæsken
