29.07.2013 Views

Trykmåling - Endress+Hauser

Trykmåling - Endress+Hauser

Trykmåling - Endress+Hauser

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

<strong>Trykmåling</strong><br />

<strong>Trykmåling</strong> anvendes alle steder i industrien<br />

Et kompendiemateriale udarbejdet af Morten B. Jensen, <strong>Endress+Hauser</strong> A/S


<strong>Trykmåling</strong> er en af de mest udbredte parametre til styring og regulering i dagens procesindustri. Der findes mange forskellige typer af transmittere<br />

til måling af tryk - alle har de fordele og ulemper, som bør vurderes inden de vælges til, installeres og tages i brug i den aktuelle applikation.<br />

Udviklingen gør endvidere at det ikke nødvendigvis er “den samme som sidst” der er det bedste valg næste gang.<br />

At opstille kriterier for et endelig valg af trykmålere til konkrete opgaver kan være vanskeligt, da man skal tage forbehold for en lang række<br />

procestekniske parametre - disse kan være:<br />

• Mediet der skal måles på<br />

• Procestemperatur<br />

• Procestryk<br />

• Mediets viskositet<br />

• Mediet densitet (vægtfylde)<br />

• Min. og maks. tryk (ønsket måleområde).<br />

Udover disse parametre, der er relateret til produktet, skal der også kigges nærmere på omgivelserne, det være sig:<br />

• Indbygningsforhold<br />

• Krav til nøjagtighed / godkendelser<br />

• Krav til vedligehold<br />

• Udgangssignaler<br />

• Ønsket prisniveau<br />

I dette lille kompendie materiale gennemgås teorien bag trykmåling af væske, damp og gas. Formålet er, med lidt baggrundsviden om de<br />

grundlæggende principper, at gøre det lettere at vælge netop det princip, den transmitter, som skal anvendes næste gang.


Indhold<br />

<strong>Trykmåling</strong><br />

Målenøjagtigheder og egenskaber<br />

Montage af tryktransmitter<br />

Måling af tryk<br />

Halvleder målecellen<br />

Den kapacitive, keramiske sensor<br />

Gode grunde taler for det kapacitive princip...<br />

Een-komponentsystem<br />

Overbelastningssikkerhed<br />

Høj / lav temperatur<br />

Sanitær anvendelse<br />

Aggressive, viskose og urene medier<br />

Differenstrykmåling<br />

Pumpe- og filterovervågning<br />

Niveaumåling<br />

Flowmåling<br />

Den rigtige transmitter til Deres opgave<br />

Applicator - den tekniske assistent på internettet


<strong>Trykmåling</strong><br />

Tryk er en af de mest målte parametre i dagens proces industri,<br />

hvilket samtidig har resulteret i et meget stort udbud af forskellige<br />

transmittertyper. Principielt opdeles de alle i 3 grupper,<br />

nemlig :<br />

• Transmittere til måling af absolut tryk (måler i forhold til<br />

absolut 0-punkt/vakum).<br />

• Transmittere til måling af relativt tryk (måler i forhold til<br />

atmosfæretryk).<br />

• Transmittere til måling af differenstryk.<br />

Tryk defineres som den kraft der påvirker et givet areal<br />

Grundenheden er således N/m 2 ,men i daglig tale benyttes enheden<br />

Pascal (Pa) eller:<br />

Enhed Tryk<br />

bar 0,0100000<br />

Psi = pound pr. Sq. inch 0,1450379<br />

Kg/cm 2 0,0101972<br />

KPa = kiloPascal 1,0000000<br />

mbar = millibar 10,000000<br />

N/m2 = Newton pr. m 2 1000,0000<br />

mm H2O = mm vand 101,97000<br />

Inches H2O = tommer vand 4,0145300<br />

mm Hg = mm kviksølv 7,5006200<br />

Inches Hg = tommer kviksølv 0,2953000<br />

Tryk defineres enten som relativt eller absolut tryk afhængig af<br />

hvilket 0-punkt der relateres til.<br />

Tryk måles i alle tilfælde som en deformation af et kendt<br />

legeme - deformationen kan, afhængig af legemets udformning,<br />

omsættes til en skala.<br />

Selve skaleringen omfatter en række punkter som er nyttige at<br />

kende i forbindelse med valg af transmitter:<br />

Måleområdet definerer det område hvori trykmåleren fungerer,<br />

der angives en nedre- og en øvre værdi (LRL og URL)<br />

Span er det område transmitteren måler i - altså URL-LRL.<br />

Turn down angiver forholdet mellem det mindste og det største<br />

område transmitteren kan indstilles til.<br />

0-punkt er den værdi transmitteren giver sit minimum output. I<br />

moderne transmittere er der mulighed for at hæve og sænke<br />

0-punktet så transmitteren kan tilpasses optimalt til processen.<br />

Målenøjagtigheder og egenskaber<br />

I forbindelse med angvelsen af målenøjagtigheden for en<br />

tryktransmitter er det vigtigt at man læser databladet korrekt,<br />

selve angivelsen kan være lidt “kryptisk” ligesom flere ydre parametre,<br />

som f.eks. Temperaturen, kan påvirke målingen.<br />

Grundlæggende taler man om 3 angivelser:<br />

Nøjagtigheden - er defineret som den grænse fejlen ikke vil<br />

overskride såfremt måleren arbejder under referencebetingelser.<br />

Linearitet - angiver hvor tæt enheden er på et sandt lineært<br />

response.


Gentagelsesnøjagtigheden - er transmitterens evne til at genskabe<br />

samme måleværdi hver gang.<br />

Derudover taler man om de “ydre” påvirkninger, hvoraf de<br />

vigtigste er:<br />

Temperaturkoefficienten - er den ændring som en variation i<br />

omgivelsestemperaturen vil give på trykmålerens udgangssignal.<br />

En opvarmning vil f.eks. få en evt. transmissionsvæske til at<br />

udvide sig, og dermed resulterer i at transmitteren måler et øget<br />

tryk.<br />

Langtids stabiliteten - er en angivelse af drift målecellen vil<br />

have over et givet tidsrum. Effekten skyldes at målingen normalt<br />

baseres på deformation af en membran hvis materiale vil<br />

ændre egenskaber med tiden.<br />

Statisk tryk effekt - benyttes i forbindelse med differenstryktransmittere<br />

for at angive den “forskel” der kan være under<br />

fremstillingen af de to celler.<br />

Effekten optræder når samme tryk påtrykkes begge sider af cellen<br />

og er den forskel der måles i dette tilfælde. Bemærk at fejlen<br />

kan være forskellig i 0-punkt og span.<br />

Vacuum resistens - er cellens evne til at modstå vacuum. Specielt<br />

i celler med transmissionsvæsker kan denne begynde at<br />

koge ved lave tryk (absolut) - er der først kommet luft i transmissionsvæsken<br />

er målecellen ødelagt !<br />

Montage af tryktransmitter<br />

Tryk måles i alle medier, og for at opnå det bedste resultat skal<br />

man ved montage tage hensyn til dette.<br />

Da trykmåling er en “deformationsmåling” er det vigtigt at man<br />

sikrer sig at kraften overføres uhindret til målestedet - og at der<br />

ikke optræder forstyrrelser undervejs. Det anbefales derfor at<br />

montere transmitterens målecelle så tæt på processen som<br />

muligt. Det er ikke altid muligt, hvorfor man ofte ser transmittere<br />

forbundet til processen med tynde rør, også kaldet puls<br />

pipe eller impuls rør.<br />

I væskesystemer kan luftlommer, i forbindelsen mellem proces-<br />

og transmitter virke forstyrrende på målingen, idet luftens kompressibilitet<br />

gør at “luftlommen” først skal presses sammen,<br />

hvorved noget af krafent ikke overføres korrekt til målecellen -<br />

derfor skalman tilstræbe at bruge så korte impuls rør som<br />

muligt.<br />

Som udgangspunkt gælder derfor:<br />

Ved brug til gasmåling bør transmitteren monteres over målestedet,<br />

så eventuel fugt kan løbe væk<br />

Ved brug i væskesystemer bør transmitteren monteres under<br />

målestedet eller på et lodret rør, så eventuel luft ikke samles i<br />

forbindelsen.<br />

I dampsystemer, eller andre steder hvor der er høje temperaturer<br />

kan man komme i et andet dilemma. De færreste transmittere<br />

tåler den høje temperatur direkte på målecellen, hvorfor<br />

man er nødsaget til at benytte et impuls rør til nedkøling af<br />

produktet.<br />

Røret udformes enten som et U eller en “krølle” (den såkaldte<br />

grisehale), og fyldes med vand inden systemet sættes i drift.<br />

Vandlåses sikrer at den varme damp ikke kan komme i direkte<br />

forbindelse med målecellen - og dermed beskadige transmitteren.<br />

Det kan envidere være fornuftigt at montere en asfpærringsventil<br />

mellem proces og transmitter, således at det er nemt at<br />

servicere/udskifte under drift.<br />

Mange trykmålinger benyttes til at bestemme niveauet i en<br />

tank/beholder - det er de såkaldte hydrostatiske målinger.<br />

Væsken tryk på menbranen er et udtryk for væskesøjlens højde<br />

- og dermed niveauet i tanken.<br />

Anvendes transmitteren til bestemmelse af niveau er det vigtigt<br />

at den monteres så hele væskesøjlen “trykker” på membranen.<br />

Samtidig skal man dog tage hensyn til eventuelle aflejringer,<br />

som kan sætte sig på den og dermed hæmme transmitterens<br />

funktion.


Måling af tryk<br />

Den simpleste form for måling kan etableres ved hjælp af et<br />

væskefyldt U-rør og lade den ene ende af røret tilslutte til processen,<br />

mens den anden peger ud mod den fri luft.<br />

Forskellen i de 2 væskesøjler kan måles - og benyttes der vand i<br />

røret er tale man om en forskel i mm vandsøjle.<br />

Andre væsker kan benyttes - således var kviksølv tidligere meget<br />

udbredt i manometre, grundet den ringe fordampning under<br />

“almindelige” temperaturer (og deraf måleenheden mm<br />

kviksølv/mmHg)<br />

Nu er det ikke særlig hensigstmæssigt at benytte væskefyldte<br />

målesystemer, da de skal behandles yderst varsomt.<br />

De traditionlle manometre blev derfor erstattet af de de såkaldte<br />

barometre der indgår som en del af "vejrstationer". Disse er<br />

baseret på baelge eller rør, hvis deformation bevæger en mekanisk<br />

indikator.<br />

Mest kendt er nok Bourdonrøret, der består af et fladklemt rør<br />

formet som et stort C eller en spiral. Røret er tæt i den ene<br />

ende, hvorfor et tryk i den åbne ende vil få røret til at rette sig<br />

ud.<br />

Den mekaniske bevægelse omsættes til tryk på en skala.<br />

At omsætte denne bevægelse til et stabilt signal som kan<br />

benyttes i forbindelse med procesregulering er dog ikke helt så<br />

enkelt som det lyder, og derfor er de fleste elektriske<br />

transmittertyper er dog bygget op omkring en form for målebro<br />

En målebro er en opstilling til bestemmelse af elektrisk<br />

egenskaber ved komponenter, idet en elektrisk strøm ledes<br />

gennem komponenten og derefter gennem en kendt<br />

komponent; den elektriske strøm fordeler sig over de to<br />

komponenter i en afhængighed af deres egenskaber.<br />

Den mest kendte målebro blev konstrueret af Sir Charles<br />

Wheatstone (1802-75), og har fået hans navn, nemlig<br />

Wheatstone broen.<br />

Det er en elektrisk målebro til bestemmelse af elektrisk<br />

modstand og grundprincippet benyttes i dag for de fleste<br />

målebroer til industriel anvendelse,<br />

R2<br />

+<br />

V<br />

R1<br />

R3 R4<br />

-<br />

dV = dR1+ dR2+ dR3+ dR4<br />

V 4R<br />

Ved at montere Strain Gaug'en på et passende substrat/en<br />

membran kan deformationen omdannes til en<br />

modstandsændring, der igen vil resultere i der løber en strøm<br />

gennem målebroen.<br />

Spændingsændringen der forekommer, når strømmen begynder<br />

at løbe kan måles, og derefter omsættes elektronisk til et tryk,<br />

idet:<br />

Måleceller til måling af relativt tryk har på bagsiden en ventilationsåbning<br />

til atmosfæren, mens absolut trykceller er forseglet<br />

med vacuum på bagsiden af målebroen.<br />

Selve målebroen kommer ikke i direkte berøring med mediet,<br />

og som regel ligger den godt “beskyttet” bag en metalmembran,<br />

som berøres af mediet. Mellem membran og målebro ligger så<br />

en transmissionvæske, som regel et oliebaseret fluidum, hvis<br />

kompressibilitet er negligibelt, samtidig med kogepunktet er<br />

højt.<br />

Transmissionsvæskens egenskaber er vigtige, idet en den helst<br />

ikke må udvide sig ved opvarmning (trykket på målebroen øges),<br />

ligesom den selvfølgelig heller ikke må kunne skade slutproduktet,<br />

såfremt membranen, i en fejlsituation, skulle revne.<br />

Overophedning kan medføre at væsken koger, dvs, der opstår<br />

luftbobler i transmissionsvæsken - disse kan ikke forsvinde og<br />

transmitterens er derfor ødelagt. Det samme fænomen kan optræde<br />

under vacuum.<br />

Er man i tvivl om transmitterens tilstand bør mebranen altid<br />

kontrolleres - er der skader i form af deformationer, ridser ell.<br />

lign. kan transmitteren være defekt.


Hos <strong>Endress+Hauser</strong> arbejder vi med to forskellige måleceller,<br />

nemlig en halvledercelle baseret på broprincippet, og en<br />

keramisk målecelle.<br />

Vi skelner mellem de to typer i modelnummeret idet halvleder<br />

cellen kaldes PMP (står for Pressure Measurement Polysilcone)<br />

og transmitteren med den keramiske celle kaldes således PMC<br />

(Pressure Measurement Ceramic).<br />

Halvleder målecellen<br />

Polysikoncelle fremstilles af et halvleder silicum krystal, på<br />

samme måde som transistorer. Funktionsmæssigt er det cellen<br />

en traditionel målebro, dog sikrer halvleder konstruktionen en<br />

ensartet produktion, og gode tolerancer.<br />

Selve målebroen monteres på et isolationlag, og et substrat for<br />

at give stabiltet i systemet - den komplette celle monters sluttelig<br />

i en “holder” med udluftningshuller, og tilledninger for det<br />

elektriske system.<br />

Polysilikon sensorer er altid forsynet med en frontmebran i metal<br />

og de kan benyttes til såvel relativ, som absolut tryk og differenstryk<br />

måling.<br />

Den største fordel er gode egenskaber ved høje tryk - i dag<br />

fremstilles således transmittere der kan anvendes helt op ´til<br />

700 bar, med meget stor nøjagtighed<br />

• Høj modstandsevne for overbelastning- op til 1050 bar<br />

• Høj målenøjagtighed - op til 0.05%<br />

• Ufølsom overfor ændrinegr i temperatur og statisk tryk<br />

• Mange membranmaterialer, f.eks. Rustfri stål, Hastelloy C,<br />

Monel, og Tantal<br />

I forbindelse med opgaver indenfor niveaumåling har man udviklet<br />

en særlig målecelle, som anvendes til medier der enten er<br />

opvarmet eller afkølet.<br />

Anvendes en normal tryktransmitter til niveaumåling anvendes<br />

typen til relativ måling - væskesøjlens tryk ændres jo med<br />

trykket på overfladen, og er det en trykløs beholder, bliver atmosfæretrykket<br />

trukket fra automatisk.<br />

En sådan målecelle er som tidligere nævnt “åben” ud mod atmosfæren,<br />

og derfor udsat for fugt, temperaturvariationer og<br />

eventuelle aggressive gasser<br />

Specielt i til opgaver med temperaturgradienter er risikoen for<br />

kondensdannelse - og dermed korrosion/ødelæggelse af selve<br />

målecellen overhængende.<br />

Der er en særlig målecelle blevet udviklet, baseret på halvlederbroen,<br />

men en ekstra membran på bagsiden, som sikrer at<br />

målecellen er 100% vandtæt.<br />

Denne celle type kaldes CONTITE (Kondens tæt) og er meget<br />

udbredt indenfor fødevare- og pharmaceutisk industri, hvor<br />

specielt rengøringsfasen er kristisk i forbindelse med kondensdannelse.


Den kapacitive, keramiske sensor<br />

I slutningen af 80’erne blev tryktransmitteren CERABAR<br />

udviklet af <strong>Endress+Hauser</strong> ved anvendelse af en ny kapacitiv<br />

sensor, hvis fremragende egenskaber rykkede normerne for<br />

tryktransmittere, samtidig med den nye teknik muliggjorde at<br />

prissætte denne transmitter langt under sammenlignelige typer.<br />

Allerede fra starten var målsætningen at kunne levere til alle<br />

anvendelsesmuligheder. Efterhånden etableredes der også en<br />

hel familie af tryktransmittere ud fra CERABAR, for at kunne<br />

tilbyde til flest mulige måleopgaver. Derved strækker paletten<br />

sig fra standardtryktransmittere med fast indstillet måleområde<br />

over tryktransmittere med frit indstilleligt måleområde<br />

(turndown 1:20) til intelligente tryktransmitterkonvertere for<br />

feltbusløsninger.<br />

Men hvorfor egentlig et kapacitivt princip, og hvorfor et<br />

keramisk materiale til sensoren?<br />

Gode grunde taler for det kapacitive princip...<br />

Konstruktionen af en kapacitiv tryksensor synes enkel. Tre<br />

elektrodeflader af guld, udført i tykfilmsteknik, danner en<br />

kondensator, hvis kapacitet måles. Ved påføring af et statisk tryk<br />

på membranen bliver kapacitetsændringen mellem membranen<br />

og de to referenceelektroder på den statiske sensordel påvirket.<br />

Denne grundlæggende målemetode har været kendt i mange<br />

år, og regnes for at være nøjagtig og med høj opløsning. Netop<br />

disse egenskaber, ekstremt høj og nøjagtig opløsning, gør dette<br />

kapacitive princip interessant for en digital hhv. en<br />

frekvensmoduleret signalkonverter. Årsagen til, at man ikke<br />

tidligere har kunnet anvende dette måleprincip, ligger ene og<br />

alene i ulineariteten i forholdet mellem trykket og den<br />

proportionale kapacitetsændring samt temperaturkoefficienten.<br />

På grund af de gunstige elektrodepladeplaceringer, samt<br />

opbygningen af lagkonstruktionen, opnås en væsentlig<br />

forbedring af temperaturkompenseringen. Det var dog alligevel<br />

nødvendigt med en elektronisk kreds til at linearisere og<br />

temperaturkompensere. Samtidig måtte denne kreds<br />

minimeres for at kunne blive anbragt umiddelbart på sensoren.<br />

Denne tilpasning til hver enkelt sensor med en<br />

lineariseringskreds forårsagede tidligere høje<br />

fremstillingsomkostninger, så en serieproduktion dengang ikke<br />

var rentabel. Først i dag, med den moderne teknik baseret på<br />

mikroprocessorer, er det muligt at producere en<br />

konkurrencedygtig hybridelektronik, som kan kalibreres ved<br />

hjælp af laser. Dette blev muligt ved udvikling af en integreret<br />

omskifter, som på en speciel måde sammenligner den<br />

trykafhængige kapacitet med en referencekapacitet.<br />

Een-komponentsystem<br />

I den sidste nye udgave af tryktransmitteren Cerabar S består<br />

sensoren af i 99,9% sintret oxidkeramik (Al2O3) og trelags<br />

elektrodeflader af guld, i tykfilmsteknologi. Disse sammenføres<br />

under høj temperatur til et een-komponent-system, som ikke<br />

har nogen krybeeffekt og derfor er langtidsstabilt. Endvidere<br />

udviser materialet aluminiumoxidkeramik over et stort område<br />

en konstant elasticitet, der giver nogle meget fine egenskaber<br />

med hensyn til hysterese og reproducerbarhed. For brugeren<br />

ikke at forglemme er også det faktum, at den ultrarene keramik<br />

er overordentlig korrosionsbestandig.<br />

Overbelastningssikkerhed<br />

Den største fordel ved konstruktionen er dog<br />

overbelastningssikkerhed ved trykstød. Allerede ved mindre<br />

overlast lægger grundenheden sig mod membranen og<br />

beskytter denne, så sensoren kan vende ubeskadiget tilbage til<br />

sit udgangspunkt når den kritiske påvirkning forsvinder. For<br />

transmittere baseret på keramiske måleceller er det ikke<br />

underligt, at en sensor med et måleområde på 100 mbar bliver<br />

leveret med en »garanteret overbelastningssikkerhed« på 10 bar<br />

(faktor 100).


Ikke altid nok<br />

Standard transmittere er egnet til anvendelse i gasser og rene<br />

væsker, som ikke er korrosive mod de medieberørte materialer.<br />

Der er imidlertid andre applikationer, hvor standard produktet<br />

ikke altid er nok, som f.eks.:<br />

• Høje og lave temperaturer.<br />

• Sanitære applikationer (fødevare, drikkevare og biokemi)<br />

• Aggressive, viskose eller urene væsker<br />

Procestilslutningen er tilpasningen mellem transmitter og proces<br />

og for ikke at have for mange typer af måleceller og transmittere<br />

har de fleste fabrikanter valgt at arbejde med et<br />

tilslutningekoncept, der gør at standard transmittere forholdsvis<br />

enkelt kan tilpasses mere specielle opgaver, blot ved at vælge<br />

den rigtige.<br />

Høj / lav temperatur<br />

Som standard, kan de nye keramiske celler modstå<br />

procestemperaturer mellem -200 o C og +150 o C - men med<br />

membranforsats, enten direkte monteret eller tilsluttet via et<br />

kapillarrør, kan transmitteren arbejde over et større<br />

temperaturområde – helt op til 280 o C.<br />

Forsatsen vil, på grund af den mekaniske konstruktion og<br />

transmissionsvæsken, fungere som "køler", herved reduceres<br />

temperaturen på den keramiske membran.<br />

Sanitær anvendelse<br />

l fødevare- og drikkevareindustrien, og efterhånden også i den<br />

biokemiske sektor, skal fittings på tanke og i rør være fri for<br />

"lommer", lette at adskille, og egnet til at modstå høje<br />

temperaturer under rengøring.<br />

Tryktransmittere med hygiejniske koblinger (flange, clamp eller<br />

mejerikobling) kan let tilpasse til direkte montage på tanke eller<br />

rør, ligesom der i dag også kan leveres de fleste speciel<br />

koblinger.<br />

Hvor der stilles særlige krav kan disse forsatse leveres med<br />

certifikater og godkendelser der dokumeterer at materialer,<br />

overflader og transmissionsvæsker lever op til industriens krav.<br />

Aggressive, viskose og urene medier<br />

Der er mange væsker, hvor standard materialer som messing,<br />

keramik eller rustfrit stål ikke er modstandsdygtigt. l disse<br />

tilfælde, må materialer udvælges til at modstå korrosionen fra<br />

processen.<br />

Da membranforsatsen ikke er en integreret del af transmitteren,<br />

kan mange forskellige materialer anvendes til at gøre en<br />

standard Cerabar anvendelig i de sværeste applikationer<br />

På billedet nedenfor ses et udvalg af de modeller<br />

<strong>Endress+Hauser</strong>’s Cerabar M transmiter leveres i. Paletten<br />

omfatter alt fra standardversioner med manometer tilslutning til<br />

flanger hvor man kan vælge mellem følgende materialer: rustfrit<br />

stål, hastelloy, monel, nikkel, tantal, titan eller PTFE coating.


Differenstrykmåling<br />

Måling af differenstryk er, som navnet antyder, en måling af<br />

forskellen mellem 2 tryk, og kan enten implementeres som to<br />

separate trykmålinger, samt en regneenhed til at differentiere<br />

signalerne – eller ved brug af en speciel<br />

differenstryktransmitter.<br />

Målecellen i sidstnævnte er i princippet opbygget af 2<br />

trykceller, der er forbundet således at en reduktion af den ene<br />

kapacitors ”volumen” vil øge den andens – man får direkte et<br />

udtryk for ”balancen” i systemet.<br />

I de fleste måleceller benyttes en transmissionsolie til at<br />

forbinde de 2 systemer, hvorfor cellen også har indbygget en<br />

temperatursensor til kompensation af volumenændringer<br />

afstedkommet af temperaturvariationer.<br />

Hele ”herligheden” pakkes ind mellem 2 flanger der danner et<br />

målekammer med procestilslutninger og transmitteren tilsluttes<br />

på toppen for et komplet målepunkt.<br />

Fordelen ved at benytte en differenstrykcelle er:<br />

• Små forskelle i trykket kan registreres – også ved meget<br />

høje statiske tryk.<br />

• En direkte måling med ét udgangssignal fra transmitteren.<br />

Typiske applikationer -<br />

Det er stort set kun fantasien der sætter grænser for hvor man<br />

kan anvende differenstrykmåling, men nogle af de mest<br />

udbredte opgaver er:<br />

Pumpe- og filterovervågning<br />

At overvåge en pumpe mod overbelastning gøres enklest ved at<br />

overvåge differenstrykket over pumpen. Er differenstrykket for<br />

højt kan der være risiko for at "brænde" pumpen af, mens et<br />

lavt differenstryk som oftest er tegn på at pumpen står stille<br />

eller er løbet tom. En overvågning benyttes derfor som alarm til<br />

at stoppe pumpen, altså skal "styringens" udgangssignal være en<br />

relækontakt der kan føres til motorværnet.<br />

Et filters tilstand overvåges normalt ved kontinuerlig at<br />

overvåge trykfaldet over dette. Et højt trykfald over filteret<br />

betyder at det er tilstoppet - og skal rengøres eller udskiftes.<br />

Overvågningen er derfor opbygget som pumpestyringen, nemlig<br />

en overvågning af differenstrykket, men denne gang benyttes<br />

alarmkontakten til at indikere "nu er det tid".<br />

Begge opgaver er typiske for en differenstryktransmitter, der let<br />

kan monteres henover ”objektet” og detektere de kritiske (ofte<br />

små) variationer der kan være ødelæggende for komponenten –<br />

også ved høje pumpetryk.<br />

Niveaumåling<br />

Hydrostatisk niveaumåling – hvor en tryktransmitter benyttes til<br />

at ”veje” væskesøjlen – anvendes i dag meget i<br />

procesindustrien, specielt indenfor fødevare og pharmaceutisk<br />

industri, hvor det ikke er velset med noget der ”rager ind i<br />

processen”.<br />

I mange procestanke er der dog et statisk tryk over<br />

væskeoverfladen, f.eks. i form af en inaktiv gas der beskytter<br />

mod bakterier. Trykket fra overfladen vil selvfølgelig påvirke<br />

måleresultatet, og for at få en korrekt måling er det derfor<br />

nødvendigt at trække det statiske tryk fra væskesøjlens tryk –<br />

altså måle differenstrykket.<br />

En meget stor del af de leverede differenstryktransmittere<br />

benyttes således til måling af niveau, og der fremstilles særlige<br />

udgaver med ”Remote Seals” – branchespecifikke<br />

procestilslutninger – monteret på kapillarrør, som gør det<br />

muligt montere transmitteren uden at man skal tage hensyn til<br />

damplommer, udluftning ell. lign.


Flowmåling<br />

På trods af introduktionen af mange nye måleprincipper, der<br />

både er mere nøjagtige, og måler over et større måleområde, er<br />

differenstryktransmitter forsat et af de mest udbredte elementer<br />

til kontinuerlig flowmåling. Sammenholdt med primær<br />

elementer som måleblænder, Venturirør/-dyser og Pitotrør<br />

udgør de et komplet system der alle fungerer efter samme<br />

grundprincipper, nemlig kontinuitetsligningen og Bernoulli's<br />

ligning, både til væske, gas og damp.<br />

Samtlige disse målere er afhængige af det faktum, at når en<br />

væske strømmer igennem en indsnævring, så stiger<br />

væskehastigheden. Dette betyder, at bevægelsesenergien<br />

stiger, og som konsekvens heraf falder det statiske tryk, idet<br />

energien er konstant.<br />

Afhængigheden mellem flowhastighed og differenstryk er<br />

kvadratisk – ligesom enhver differenstryk måling er et<br />

kompromis mellem hvor stort differenstryk man ønsker til<br />

målingen ctr. hvor stort blivende tryktab man ”kan leve med” –<br />

det betyder tilsammen at opløsningen ”i bunden” ikke er helt så<br />

god på disse målesystemer, som på mere moderne principper.<br />

Da mere end 30 % af alle industrielle gasflowmålere i dag er<br />

baseret på differenstrykmåling er differenstryktransmitterens<br />

udbredelse, blot på grund af denne anvendelse, ”garanteret”<br />

langt ud i fremtiden.


Den rigtige transmitter til Deres opgave<br />

Tryktransmitter anvendes i dag i et stort og varieret udbud indenfor<br />

enhver industriel måleopgave, spændende fra vand og spildevandsopgaver,<br />

over hygiejniske transmittere til fødevare- og pharmaceutisk<br />

industri, til robuste og indkapslede versioner til anvendelse i kemisk<br />

industri. <strong>Trykmåling</strong> indgår altid i procesreguleringen, og målingen er<br />

med til at give sikre og kritiske informationer om procesforløbet. Selv<br />

indenfor områder som flow- og niveaumåling er tryk- og differenstryktransmittere<br />

ofte anvendt.<br />

<strong>Trykmåling</strong> er således en af de vigtigste parametre indenfor industriel<br />

måleteknik, og det har animeret <strong>Endress+Hauser</strong> til løbende at udvikle<br />

og producere kvalitetstransmittere til netop denne måleopgave.<br />

Det betyder også at vi i dag kan tilbyde et bredt udvalg af transmittertyper,<br />

der alle kombinerer state-of-the-art technology med intelligente<br />

materialevalg, der garanterer aft vi kan tilpasse vort<br />

leverings-program til enhver måleopgave - til ethvart budget !<br />

Som en af verdens førende leverandører indenfor måleudstyr,<br />

garanterer navnet <strong>Endress+Hauser</strong> for at det valgte måleudstyr lever<br />

op til de krav som de stiller til en tryktransmitter.<br />

Modulopbyggede koncepter omkring præcise tryksensorer med<br />

keramisk- eller metalmembran, sikrer at transmitteren let kan<br />

tilpasses industriens stigende krav. kan tilpasses.<br />

Udover selve transmitteren omfatter vort program således også en<br />

lang række tilbehør, som kapillarrør, kondenspotter m.m. der<br />

benyttes til komplette løsninger for mere komplicerede opgaver -<br />

så behøver De kun handle et sted !<br />

Pressure types Relative/absolute pressure Relative/absolute pressure Hydrostatic pressure Relative/absolute pressure<br />

Areas of application Process pressure Process pressure Level Process pressure, Leve<br />

Span<br />

in bar<br />

in psi<br />

100 mbar - 400 bar<br />

1.5 psi - 6000 psi<br />

Pressure sensor Ceramic up to 40 bar (600 psi)<br />

Silicon up to 400 bar (6000 psi)<br />

Output 1 x PNP switch output<br />

2 x PNP switch outputs<br />

PNP switch output with additional<br />

4…20 mA analog output<br />

Process<br />

temperature in °C<br />

in °F<br />

–40°C up to 135°C<br />

–40°F up to 275°F<br />

100 mbar - 400 bar<br />

1.5 psi - 6000 psi<br />

Ceramic up to 40 bar (600 psi)<br />

Silicon up to 400 bar (6000 psi)<br />

100 mbar - 20 bar<br />

1.5 psi - 300 psi<br />

4…20 mA 4…20 mA (level)<br />

Pt100 (temperature)<br />

–40°C up to 135°C<br />

–40°F up to 275°F<br />

10 mbar - 400 bar<br />

0.15 psi - 6000 psi<br />

Ceramic Ceramic up to 40 bar (600 psi)<br />

Silicon up to 400 bar (6000 psi)<br />

–20°C up to 70°C<br />

–4°F up to 158°F<br />

4…20 mA<br />

4…20 mA HART ®<br />

PROFIBUS PA<br />

–40 up to 150°C<br />

–40°F up to 302°F<br />

350°C (662°F) with diaphragm seal<br />

Accuracy 0.5% up to turndown 4:1 0.5% 0.2% 0.2% up to turndown 10:1<br />

(optional 0.1 %)<br />

Long-term stability 0.15% / year 0.15% / year 0.1% / year 0.1% / year<br />

0.25% / 3 years<br />

Process connection Thread, Clamp, Hygiene Stainless steel mounting (tension relief)<br />

clamp,<br />

Stainless steel mounting screw<br />

Certificates /<br />

approvals<br />

Ceraphant T Cerabar T Waterpilot<br />

Cerabar M<br />

CE, ATEX, 3A, SIL 2 to IEC 61508,<br />

CULUS, FDA<br />

CE, ATEX, EEx ib, 3A, CSA, FDA,<br />

SIL 2<br />

CE, ATEX, CSA, FM, approvals for<br />

drinking water<br />

Flange, thread, hygiene, flush-mounted<br />

ceramic<br />

CE, ATEX, EEx ia, FM is, CSA gp/is,<br />

EHEDG, 3A, SIL 2


Vand og Spildevand<br />

De hydrostatiske pryktransmittere Deltapilot S og Waterpilot er<br />

pålidelige instrumenter til niveaumåling indenfor alle omårder af<br />

vandbehandling. Instrumenterne kan hurtigt og enkelt installeres<br />

næsten alle steder, da den selvrensende membran gør den dem uafhængige<br />

af belægninger, ligesom måleprincippet ikke forstyrres af<br />

skumdannelser på overfladen.<br />

Fødevare- og pharmaceutisk industri<br />

Hygiejniske installationer kræver specielle procestilslutninger, og<br />

beskyttelse, i et miljø hvor der rengøres intenst hver dag - også<br />

udvendig. Måleinstrumenterne skal kunne fungere/måle uden drift<br />

og afvigelser selv efter plydselige temperaturpåvirkninger, som i<br />

forbindelse med SIP/CIP processer.<br />

Deltapilot S Cerabar S Deltabar S<br />

Også her kan <strong>Endress+Hauser</strong> tilbyde stærke løsninger – Cerabar M til<br />

trykmåling i processerne og Deltapilot S til hydrostatisk niveaumåling.<br />

Kemi, petrokemi, energi og papirindustri<br />

Slidende og korrosive medier stiller store krav til transmitteren, lige<br />

fra materialevalg til diagnosticering i forbindelse med fejl.<br />

Til sådanne opgaver er den keramiske målecelle det ideelle valg - og<br />

sammen med de robuste transmittere Cerabar S and Deltabar S kan<br />

<strong>Endress+Hauser</strong> tilbyde tilpasses produkter til “de skrappe opgaver”,<br />

hvor cost of ownership og sikkerhed er nøgleordene.<br />

Hydrostatic pressure Relative/absolute pressure Differential pressure<br />

Level Process pressure, Level Differential pressure, Level, Flow<br />

10 mbar - 10 bar<br />

0.15 psi - 150 psi<br />

5 mbar - 700 bar<br />

0.075 psi - 10152 psi<br />

CONTITE (resistant to condensate) Ceramic up to 40 bar (600 psi)<br />

Silicon up to 700 bar (10152 psi)<br />

4…20 mA HART ®<br />

PROFIBUS PA,<br />

Foundation Fieldbus<br />

–10°C up to 100°C<br />

14°F up to 212°F<br />

4…20 mA HART ®<br />

PROFIBUS PA<br />

Foundation Fieldbus<br />

–40°C up to 180°C<br />

–40°F up to 356°F<br />

up to 350°C (662°F) with diaphragm seal<br />

0.1% up to turndown 10:1 0.075% up to turndown 100:1<br />

0.05% optional<br />

0.25 mbar - 40 bar<br />

0.004 psi - 600 psi<br />

Ceramic: 3 bar/45 psi<br />

Silicon: 40 bar/600 psi<br />

Static pressure up to 420 bar/ 6000 psi<br />

4…20 mA HART ® ,<br />

PROFIBUS PA,<br />

Foundation Fieldbus<br />

–40°C up to120°C<br />

–40°F up to 250°F<br />

up to 350°C (662°F) with diaphragm seal<br />

0.075% up to turndown 100:1<br />

0.05% optional<br />

Flange, thread, hygiene, flush-mounted ceramic Flange, thread, hygiene, flush-mounted ceramic<br />

0.18% of URL/year (sensor 100 mbar),<br />

Capillary, extended diaphragm seal, completely welded, thread,<br />

hygiene, flush-mounted ceramic<br />

CE, ATEX, EEx i, FM is, CSA is, 3A, EHEDG CE, ATEX, EEx ia/EEx d, FM is/xp,<br />

CSA is/xp, SIL 2, 3A<br />

CE, ATEX, EEx ia/EEx d, FM is/xp, CSA is/xp, SIL 2, 3A


Tryksensorer fra <strong>Endress+Hauser</strong><br />

Hvad enten der skal måles på kemikalier,<br />

slam eller gas og damp er hjertet i tryktransmitteren<br />

selve målecellen.<br />

Lige fra de første trin i udviklingen til produktionsstadiet<br />

skal sensoren leve op til de krav<br />

som anvendelsen kræver - hvad de så end<br />

måtte være. Det kræver både procesforståelse<br />

og produktionsviden at kunne udvikle og<br />

fremstille dette - det vigtigste led til processen,<br />

så det lever op til de krav der i dag stilles<br />

indenfor industrielle anvendelser af tryktransmittere.<br />

Polysilikon, halvledersensor<br />

Halvleder sensorer med metal membraner<br />

kan levers til såvel relativt-, som absolut- og<br />

differenstrykmåling.<br />

Denne sensor type lever op til industriens<br />

strengeste krav, og den indbyggede temperaturkompensation<br />

gør at de uden problemer<br />

kan anvendes i et stort temperaturområde til<br />

måling af tryk helt op til 700 bar.<br />

Overbelastningsbekyttet op til<br />

1050 bar<br />

Målenøjagtighed op til 0.05%<br />

Ufølsom overfor temperaturpåvirkninger<br />

og statiske tryk<br />

Membran materiale: Stainless<br />

steel, Hastelloy C, Monel,<br />

tantal eller guld-pletered<br />

<strong>Endress+Hauser</strong> har gennem de sidste 20år<br />

markedsøfrt, og kontinuerlig videreudviklet, et<br />

bredt program af sensorer til trykmåling. For at<br />

kunne gøre dette er vi afhængige af<br />

tilbagemeldinger fra markedet, og vi forsøger<br />

således at implementere Deres krav i vores<br />

produkter, for at opnå en så enkel intergration i<br />

processen som muligt.<br />

Dette har betydet at vi har udvilet såvel<br />

keramiske, som piezo sensorer, med mange<br />

forskellige membraner og procestilslutninger -<br />

alt sammen for at kunne tilbyde den optimale<br />

løsning til Deres måleopgave.<br />

CONTITE, forseglet sensor<br />

CONTITE sensoren er udviklet specielt til<br />

niveaumåling. Med den særlige beskyttelse af<br />

celle og elektronik er CONTITE sensoren det<br />

rigtige valg hvor der er risiko for fugt- og<br />

kondensdannelse.<br />

Selve måleelementet er beskyttet og hermetisk<br />

forseglet mellem procesmembranen og membranen<br />

til aftastning af omgivelsestrykket,<br />

hvilket gør cellen 100% resistent overfor indtrængende<br />

fugt.<br />

Proces membranen er lavet af Hastelloy C4 og<br />

den fysiske udformning sikrer at den er ufølsom<br />

overfor belægninger, samtidig med den er vanskellig<br />

at beskadige/deformere.<br />

Ceraphire, keramisk sensor<br />

Keramik er et af de hårdeste materialer i<br />

denne verden og det korrosive egenskaber<br />

sikrer at anvendelse af dette materiale giver<br />

det bedste egenskaber mod mediet.<br />

Den nye Ceraphire kapacitive keramiske<br />

sensor fra Endress+hauser har en membran<br />

der er op til 30 gange tykkere end<br />

konventionelle keramiske sensorer. Alligevel<br />

vil selv den mindste deformation af<br />

membranen resultere i et målesignal med høj<br />

præcision - og gentagelsesnøjagtighed.<br />

Samtidig sikrer den ultra rene keramik<br />

(99.9%) høj bestandighed overfor korrosion,<br />

lav temepratur hysterese og den bedste<br />

sikring mod overlast.<br />

Modstandsdygtig overfor<br />

kemikalier, syrer og slidende<br />

medier<br />

“Tør” sensor uden transmissions<br />

olie<br />

100% vacuum-sikret<br />

Advarsel ved membran fejl


Applicator - den tekniske assistent på internettet<br />

Er De i tvivl om hvilket instrument der er det<br />

bedst egnede til opgaven, så kan Applicator<br />

hjælpe Dem på vej.<br />

På vor hjemmeside finder De den sidste nye<br />

version af vort hjælpeværktøj til udvælgelse og<br />

dimensionering af vore måleinstrumenter.<br />

Baseret på data fra Deres proces kan Applicator<br />

foreslå en løsning til måleopgave.<br />

Såfremt der er alternative løsninger kan specifikationerne,<br />

for disse, med nogle få<br />

“museklik”, sammenlignes og datablade udskrives.<br />

Det kan ikke være lettere ! www.dk.endress.com<br />

Denmark<br />

<strong>Endress+Hauser</strong> A/S<br />

Poppelgårdvej 10-12<br />

DK-2860 Søborg<br />

Tel. +45 70 131 132<br />

Fax +45 70 132 133<br />

info@dk.endress.com<br />

www.dk.endress.com<br />

CO 003/02/03.07

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!