Primārais mērķis, pievienojot kapilārās caurules tālvadības blīvējuma (bieži saukts par dubultatloku) līmeņa devējam, irfiziski izolēt sensoros elementus (atlokus un diafragmas) no procesa vides. Tas nodrošina precīzus un uzticamus mērījumus skarbos vai prasīgos lietojumos, kur tiešs kontakts var izraisīt atteici. Būtībāatloki uztver spiedienu, kapilāri droši pārraida signālu, un kombinācija nodrošina attālinātu mērīšanu.
1. Primārais mērķis: mērīšanas problēmu risināšana skarbos procesa apstākļos
A. Augstas temperatūras{1}}vides mērīšana
· Problēma:Ja procesa šķidrums ir ļoti karsts (piem., virs 120 grādiem/250 grādiem F), siltums var pāriet tieši uz raidītāja iekšējo sensoru (piepildīto šķidrumu un deformācijas mērītāju). Tas izraisa sensora novirzi, bojājumus vai pat uzpildes šķidruma iztvaikošanu, izraisot pilnīgu mērījumu kļūmi.
· Risinājums:Garās kapilārās caurules ļauj uzstādīt karstā procesa atlokus uz tvertnes, savukārt raidītāja elektroniku var uzstādīt vēsākā, attālā vietā. Kapilāri darbojas kā siltuma izlietne un siltuma barjera, aizsargājot kritisko sensoru.
B. Rīkoties ar kodīgām, viskozām vai kristalizējošām vidēm
· Problēma:Spēcīgas skābes, sārmi, viskozas putras vai šķīdumi, kas kristalizējas, var aizsprostot, korozēt vai piesārņot tiešās{0}}kontakta impulsu līnijas, pieslēgvietas un diafragmas.
· Risinājums:Attālinātās atloku diafragmas var izgatavot no īpašiem materiāliem (Hastelloy, Tantalum utt.), kas nodrošina izturību pret koroziju. Būtiski, ka kapilārā sistēma ir pilnībā piepildīta ar stabilu silikonu vai uzpildes šķidrumu, pilnībā izolējot vidi. Process saskaras tikai ar diafragmu, nekad nenonākot mērīšanas sistēmā, nodrošinot ilgtermiņa stabilitāti un drošību.
C. Sanitāro/higiēnas prasību ievērošana (pārtika, farmācija)
· Problēma:Procesiem ir nepieciešami bieži tīrīšanas-novietošanas- (CIP) vai sterilizēšanas-vietā- (SIP) cikli. Mērīšanas iekārtām jābūt bez atmirušām kājām, viegli tīrāmām un jānovērš baktēriju augšana.
· Risinājums:Tiek izmantoti sanitāri skalojamie atloki ar gludām diafragmām. Tālvadības blīvējuma dizains ļauj uzstādīt raidītāja korpusu prom no skarbajām tīrīšanas zonām, pasargājot tā elektroniku no augstspiediena tvaika, ūdens vai tīrīšanas ķimikālijām.
D. Cietināšanas vai sasalšanas vides mērīšana
· Problēma:Vides temperatūra, kas sacietē apkārtējā temperatūrā (piemēram, asfalts, sērs, smagās eļļas), bloķē parastās impulsu līnijas.
· Risinājums:Atloki tiek uzstādīti tieši uz kuģa. Ja vide sacietē, tā veido tikai slāni uz diafragmas virsmas, neaizsprostojot noslēgtās kapilārās caurules. Spiediens joprojām tiek precīzi pārsūtīts caur uzpildes šķidrumu. Atlokus un kapilārus var arī izsekot siltumam-.
2. Kapilāro sistēmu galvenās īpašības un apsvērumi
· Uzpildes šķidrums (silikona eļļa):Kapilārā uzpildes šķidruma īpašības ir kritiskas. Tās blīvums un termiskās izplešanās koeficients tieši ietekmē mērījumu precizitāti. Pareizais šķidruma veids (augsta-temperatūra, zema-temperatūra utt.) ir jāizvēlas, pamatojoties uz procesa temperatūras diapazonu.
· Temperatūras ietekme:Uzpildes šķidrums kapilāros izplešas un saraujas līdz ar apkārtējās temperatūras izmaiņām, kas var radīt spiediena kļūdas. Tāpēc:
· Kapilāru garums jāsamazina līdz minimumam(parasti zem 30 metriem / 100 pēdām).
· Gan augstie-, gan zemie-sānu kapilāri ir jāvirza kopā(komplektā) pa vienu un to pašu ceļu, lai nodrošinātu identiskas temperatūras izmaiņas, ļaujot izzust termiskajiem efektiem.
· Mehāniskā aizsardzība:Kapilāri parasti ir bruņoti (nerūsējošā tērauda pinums vai caurule), lai novērstu sagriešanos, saspiešanu vai bojājumus no vibrācijas vai trieciena, kas varētu izraisīt sistēmas atteici.
Salīdzinājums ar tradicionālo impulsu līnijas uzstādīšanu
|
Funkcija |
Attālināts blīvējums ar kapilāriem |
Standarta atloka vai impulsa līnijas |
|
Uzstādīšana |
Sarežģītāks (kapilāru maršrutēšana/nodrošināšana) |
Vienkāršāk |
|
Apkope |
Zemāks (nav aizsprostotu impulsu līniju) |
Augstāks (var būt nepieciešama bieža tīrīšana, izpūšana) |
|
Augsta{0}}temperatūra |
Lieliski(raidītājs var būt attālināts) |
Slikti (sensors ir tieši pakļauts) |
|
Izturība pret koroziju |
Lieliski(atklāta tikai diafragma) |
Godīgi (impulsu līnijām un sensoram ir nepieciešama aizsardzība) |
|
Izturība pret aizsērēšanu |
Lieliski |
Slikti (impulsu pieslēgvietas viegli aizsērējušas) |
|
Sanitāri/higiēniski |
Lieliski |
Godīgi |
|
Dinamiskā atbilde |
Lēnāks (amortizēts ar uzpildes šķidrumu) |
Ātri |
|
Izmaksas |
Augstāks |
Nolaist |
Secinājums
Kapilāro cauruļu pievienošana tālvadības blīvējuma (divu atloku) līmeņa raidītājam būtībā ir inženiertehnisks dizains, kastirgo vietu drošībai un uzticamībai. Ieviešot kapilāru kā "izolācijas buferis”, tas pieņem nedaudz lēnāku dinamisko reakciju un augstākas sākotnējās izmaksas. Savukārt tas sasniedzstabils, uzticams un ilglaicīgsmērīšanas iespēja iekšāaugsta-temperatūra, kodīga, aizsērējusi vai sanitāralietojumprogrammas. Tas padara to par klasisku un būtisku risinājumu tādās nozarēs kā ķīmija, nafta un gāze, farmācija un pārtikas pārstrāde.
