Per esigenze specifiche non coperte dalle apparecchiature convenzionali, progettiamo sensori di separazione personalizzati in grado di resistere a condizioni estreme in settori come quello chimico, petrolifero e del gas, cartario e alimentare.
Una tecnologia per la produzione di sensori di pressione con separatori "su misura
Industrie all'avanguardia come quella chimica, petrolifera e del gas, cartaria e alimentare stanno mettendo alla prova le loro apparecchiature di misura.
I processi produttivi richiedono sensori di pressione con elevata precisione e affidabilità.
Ridurre i costi di produzione significa evitare scarti e interruzioni della produzione.
L'obsolescenza di alcuni dispositivi di misura comporta la necessità di trovare strumenti sostitutivi che si adattino al loro posto.
Quando le vostre esigenze sono specifiche e nessuna apparecchiatura convenzionale si adatta alle particolarità della vostra installazione, costruiamo un sensore di separazione personalizzato.
Costruzione
I separatori vengono utilizzati con sensori di pressione differenziale, relativa o assoluta.
Possono essere montati rigidamente, direttamente sul sensore, o con un tubo capillare che collega il separatore al trasmettitore.
Il separatore e il sensore sono saldati insieme senza giunzioni e poi riempiti con un olio adatto all'applicazione.
Principio di misura dei sensori di pressione con separatori
In alcune applicazioni chimiche o igieniche, è necessario isolare lo strumento di misura dalla pressione del fluido di processo.
Il diaframma di separazione funge da interfaccia protettiva tra la cella di misura e il fluido da misurare.
Il diaframma e le parti a contatto sono realizzati in un materiale resistente al fluido di processo e saldati alla base della cella di misura.
Un tubo capillare o un manicotto di collegamento costituisce la giunzione tra la membrana separatrice e la cella di misura del sensore.
Questo spazio deve essere degassato sotto vuoto, quindi riempito con un olio adatto e sigillato.
La pressione misurata esercita una forza sulla superficie esterna della membrana.
Quando il diaframma si flette verso l'interno, tenta di comprimere il fluido di riempimento all'interno dello strumento. Questo fluido di riempimento è progettato per resistere alla compressione, quindi la forza viene convogliata direttamente alla cella di misura. L'intero funzionamento del trasduttore di pressione a diaframma si basa sul principio di Pascal. Questo principio afferma che una pressione esercitata su un fluido viene trasmessa senza perdite attraverso il fluido e in tutte le direzioni.
Affinché questo processo funzioni, la forza necessaria per muovere la membrana deve essere maggiore della forza necessaria per muovere l'elemento sensibile nella cella di misura. In pratica, ciò significa che quanto minore è la forza necessaria per muovere l'elemento sensibile, tanto più facile è costruire un sistema di tenuta preciso.
Quali sono le applicazioni dei sensori di pressione con separatori?
Per garantire l'integrità del processo di produzione, è necessario sapere quando installare un sensore di pressione del separatore.
I sensori di pressione con separatori possono essere utilizzati per misurare fluidi ad alte temperature.
I sensori di separazione hanno un'ampia gamma di applicazioni: misurazione del flusso di liquidi, gas, vapori, misurazione del livello di un fluido in un serbatoio, misurazione della densità di un fluido o misurazione della pressione.
Per le applicazioni alimentari, igieniche e farmaceutiche, i separatori sono disponibili con connessioni igieniche e diaframmi a filo per soddisfare le normative e i requisiti sanitari.
I sensori con separatori vengono utilizzati nei seguenti casi:
la temperatura del fluido è molto alta o molto bassa,
il fluido è corrosivo e può attaccare i materiali a contatto con esso,
il fluido è carico e rischia di bloccare il tubo di collegamento al sensore, impedendo alla pressione di raggiungere la cella di misura di un sensore di pressione convenzionale,
il fluido è viscoso o rischia di solidificarsi (essiccazione o polimerizzazione) nel tubo di collegamento al sensore, impedendo alla pressione di raggiungere la cella di misura o rendendo immobile la membrana di un sensore di pressione convenzionale,
il fluido può congelare quando la temperatura scende,
per applicazioni igieniche e sanitarie che richiedono finiture superficiali specifiche per prevenire la formazione di batteri,
per applicazioni di permeazione di idrogeno: quando gli ioni idrogeno (H+) possono permeare la membrana,
per connessioni specifiche al processo o per la visualizzazione delle misure a distanza
per sostituire la colonna di liquido durante la misurazione del livello su un serbatoio
per facilitare l'assistenza e la manutenzione.
Come scegliere i trasmettitori di pressione a membrana?
Design affidabile e robusto
Struttura di montaggio affidabile
Design interamente saldato senza connessioni filettate
100% elio testato per controllare le perdite
Le convoluzioni della membrana proteggono l'integrità del separatore.
Ampia scelta di connessioni al processo
Sono disponibili diversi tipi di separatori, a seconda dei vincoli di installazione e di utilizzo:
Separatori flangiati da DN40 a DN100 con membrana a filo per applicazioni generali
Separatori con estensione (da 50 a 200 mm) per applicazioni con fluidi viscosi in cui vi è il rischio di intasamento, o per applicazioni installate a filo della parete interna del serbatoio per evitare l'intasamento del processo.
Separatori con adattatori flangiati, con estremità saldate o avvitate per migliorare le prestazioni su connessioni al processo di piccolo diametro.
Separatori con attacco DIN, SMS o Clamp per applicazioni igieniche
Il montaggio con un adattatore consente di adattare l'isolatore a connessioni specifiche e, soprattutto, di migliorare la sensibilità del sensore in condizioni particolari. Consultateci per i separatori specifici.
Montaggio rigido
I trasduttori di pressione con separatori possono essere montati direttamente in modo rigido se la temperatura non supera i 150°C.
Gruppo capillare
L'uso di un capillare limita gli effetti della temperatura di processo sulla precisione dello strumento.
Una lunghezza del capillare di 500 mm riduce la temperatura dello strumento a temperatura ambiente.
La lunghezza del capillare deve essere la più ridotta possibile, poiché influisce sull'accuratezza della misura e sul tempo di risposta.
I capillari sono disponibili da 0,5 m a 15 m con guaine protettive in PVC (da -10 a +80° C) o acciaio inox (da -40 a 350° C).
Il diametro interno è di 1 mm per le applicazioni standard e di 2 mm per le applicazioni speciali.
Le variazioni di temperatura lungo la lunghezza del capillare possono influire sulla precisione dello strumento.
La lunghezza del capillare si applica a entrambi i lati di bassa e alta pressione per i sistemi bilanciati.
Può essere montato solo sul lato di bassa pressione per il montaggio rigido e sul lato di alta pressione per i sistemi monoseparatori montati a distanza con tubo capillare.
La compensazione della temperatura deve essere effettuata in fabbrica per garantire la precisione.
Materiali del separatore
Per le applicazioni con fluidi corrosivi, i separatori sono disponibili in una gamma di materiali resistenti alla corrosione (acciaio inossidabile, Hastelloy C, Monel, Tantalio, Titanio, Zirconio, Nichel, ecc.)
Contattateci per sapere qual è il materiale più adatto alla vostra applicazione.
Finitura superficiale
La qualità della superficie della membrana e delle parti a contatto con il fluido è molto importante per le applicazioni igieniche e sanitarie (pulizia in loco).
Per evitare il rischio di contaminazione da parte di sostanze come residui di prodotto o microrganismi, è necessario controllare la finitura della superficie.
Sono disponibili diversi valori di rugosità media per le membrane separatrici: Ra inferiore a 0,4-0,8 µm per le superfici lisce, Ra inferiore a 1,6 µm in prossimità delle saldature.
Spessore e materiale della membrana
Il diaframma è un elemento di misura metallico elastico.
Deve essere il più grande possibile per essere il più flessibile e sensibile possibile.
È disponibile in vari materiali (acciaio inox, Hastelloy C, Monel, Tantalio, ecc.) e può essere dotato di rivestimenti (PFA, PVDF, Oro, ecc.) per resistere all'aggressione chimica dei fluidi da misurare.
Il suo spessore varia a seconda dei materiali utilizzati. La membrana viene saldata al separatore e ne controlliamo la tenuta con un test all'elio.
Fluidi di riempimento
Il fluido di riempimento utilizzato deve essere adatto all'intervallo di temperatura dell'applicazione.
È necessario tenere conto delle temperature minime e massime del fluido misurato e della temperatura ambiente.
Inoltre, il fluido di riempimento deve essere compatibile con il fluido da misurare, in particolare per fluidi come l'ossigeno.
Per le applicazioni nell'industria alimentare, sono disponibili oli di riempimento minerali per evitare la contaminazione del fluido misurato in caso di rottura della membrana.
Designazione
Temperatura di esercizio (°C)
Densità (25°C)
P abs > 1 bar
P abs < 1 bar
Olio di silicone
-40 à 180
-40 à 120
0,95
Olio fluorurato
-20 à 200
-20 à 120
1,84
Olio alimentare
-10 à 250
-10 à 120
0,94
Olio di silicone
20 à 200
1,07
Olio di silicone
0 à 300
20 à 200
1,07
Olio di silicone
10 à 350
20 à 200
1,09
I valori indicati si riferiscono alle applicazioni più comuni. Per applicazioni speciali, vi preghiamo di consultarci, indicando la temperatura ambiente e di processo, la pressione da misurare, la pressione statica e i valori di vuoto. A seconda delle condizioni operative specifiche, possiamo utilizzare altri fluidi di riempimento.
Anello di risciacquo
Gli anelli di risciacquo sono disponibili come opzione per i sistemi di separazione a membrana con un'ampia scelta di materiali.
L'anello di lavaggio viene montato tra il separatore a membrana e l'attacco della flangia di processo.
È una parte a contatto con il fluido.
L'anello presenta uno o due fori che possono essere utilizzati per sciacquare e pulire la superficie della membrana.
Può essere utilizzato anche come anello di calibrazione applicando una pressione attraverso i fori.
Specifiche tecniche
Precisione: a 20°C ±0,1
Questi valori devono essere aggiunti alla classe di precisione del sensore di pressione ±0,065% per il campo di pressione differenziale e relativa, e 0,2% per il campo di pressione assoluta.
Tuttavia, la precisione del vuoto non può essere garantita oltre i 20 Torr (27mbar abs) nelle versioni standard.
Questo perché la maggior parte dei fluidi di riempimento contiene quantità microscopiche di aria o gas intrappolati, che tendono a espandersi in modo significativo quando si avvicinano alla pressione dello zero assoluto.
Questa espansione influisce sulla cella di misura dello strumento.
Temperatura del fluido di processo: minimo -90°C, massimo +400°C, a seconda del tipo di fluido di riempimento utilizzato e del materiale della membrana.
Influenza della temperatura
Il sensore di pressione a separatore è costituito da un separatore a membrana (con o senza capillare) e da una cella di misura della pressione.
Lo strumento viene riempito con un fluido di riempimento a una temperatura specifica (generalmente +20 ±2°C) chiamata temperatura di riferimento.
Una variazione della temperatura ambiente o del fluido misurato provoca una variazione proporzionale del volume del fluido di riempimento.
Questo ha un effetto sulla pressione interna del sistema di misura e aggiunge un errore.
Per ridurre al minimo questo errore, è necessario compensare la variazione di volume causata dalla temperatura.
I diaframmi di piccolo diametro possono compensare solo una leggera variazione di volume.
A seconda delle condizioni di processo, si consiglia quindi di utilizzare separatori con membrane del diametro più grande possibile.
Quando la temperatura di processo è compresa tra +150°C e +250°C, è necessario utilizzare un dissipatore di calore tra il separatore e la cella di misura per evitare la diffusione della temperatura.
Oltre i 250°C, è necessario utilizzare separatori capillari per proteggere lo strumento dalle alte temperature di processo.
In questo modo si riduce la temperatura della cella di misura a un valore prossimo alla temperatura ambiente.
Per ridurre al minimo l'influenza della temperatura :
Utilizzare un liquido di riempimento appropriato,
Scegliere il diametro del diaframma più grande possibile,
Ridurre il volume all'interno dello strumento al minimo possibile,
Ridurre l'effetto della temperatura sulla cella utilizzando gruppi capillari o dissipatori di calore.
Isolare il sensore e i capillari dalle sollecitazioni della temperatura ambiente e/o tracciare i capillari.
Richiedono la compensazione della pressione e della temperatura in fabbrica
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