Tubo de laço Perkins. Equipamento adicional Diâmetro do tubo de impulso para manômetro

A Yokogawa desenvolveu funções que diagnosticam bloqueios e controlam o sistema de aquecimento do tubo de impulso especificamente para os transmissores de pressão da série EJX. Este artigo descreve funções avançadas de diagnóstico com comunicações digitais usando os protocolos FOUNDATION Fieldbus e HART.

Yokogawa Electric CIS LLC, Moscou

Introdução

Supõe-se que os instrumentos de controle e medição devem ser dotados de funções de diagnóstico que permitam prevenir condições anormais de processo e, além disso, prever a possibilidade de sua expansão. Informações de diagnóstico baseadas em diversos parâmetros do processo físico medidos por instrumentos, e sua posterior utilização, permitem ao usuário reduzir a quantidade de manutenção de rotina e, assim, reduzir o custo de sua implementação. A instrumentação com recursos avançados de diagnóstico aprimora os recursos de controle de processos e reduz os custos de produção. Manutenção (1).

Os transmissores de pressão da série EJX da Yokogawa diagnosticam bloqueios na tubulação de impulso usada para transmitir a pressão do processo ao sensor e monitoram a condição do sistema de aquecimento da tubulação de impulso nas conexões do processo. A primeira função - detecção de bloqueios em tubos de impulso - baseia-se na utilização das flutuações de pressão no meio de trabalho que ocorrem nos tubos. Outra função é o controle do sistema de aquecimento dos tubos de impulso, projetado para evitar o resfriamento do fluido nos tubos, a partir da utilização de um gradiente de temperatura correspondente à resistência térmica no interior do sensor. Em contraste com as funções de autodiagnóstico, essas funções são chamadas de funções de diagnóstico avançadas dos sensores de pressão da série EJX. Na Fig. 1 mostra a configuração das funções de diagnóstico.

Arroz. 1. Configuração de funções de diagnóstico em instrumentos da série EJX

Nos relatórios técnicos dedicados da Yokogawa (2), (3), os especialistas poderão estudar mais descrição detalhada as funções acima e os princípios de seu funcionamento.

Visão geral das funções avançadas de diagnóstico

Capacidades de diagnóstico aprimoradas dos transmissores de pressão da Série EJX para medições diferenciais, absolutas e sobrepressão, assim como a temperatura, permitem detectar condições anormais do processo, monitorando o estado do ambiente do processo por meio de algoritmos especiais, que serão discutidos a seguir.

Detecção de bloqueios em tubos de impulso

Sensores de pressão medem a pressão do fluido de processo fornecido a eles através de tubos de impulso. A tubulação de impulso que conecta as saídas do processo ao transmissor deve transmitir com precisão a pressão do processo. Se, por exemplo, o gás se acumular em um tubo cheio de líquido durante a inflação ou o canal ficar entupido, ocorrerão flutuações de pressão, ele começará a ser transmitido de maneira imprecisa e o erro de medição aumentará. É por isso uma condição necessária medições precisasé a possibilidade de utilização de sensores com funções melhoradas para determinação de entupimentos em tubos, reduzindo a amplitude das flutuações de pressão no bloqueio de tubos de impulso, nomeadamente comparando o grau de atenuação da amplitude das flutuações de pressão com valores originais, obtido medindo a pressão em condições normais.

Na Fig. 2 mostrado Instalação típica tubos de impulso para sensor pressão diferencial e um diagrama esquemático que dá uma ideia da mudança na amplitude das flutuações de pressão em condições normais e durante o bloqueio.

Arroz. 2. Instalação de tubos de impulso para sensor de pressão diferencial e atenuação da amplitude das flutuações de pressão

Monitorando a condição do sistema de aquecimento do tubo de impulso

A temperatura necessária do vapor e do aquecedor, que mantém a temperatura dos tubos de impulso, é controlada pela medição da temperatura do flange, determinada com base nas temperaturas da cápsula e do amplificador do sensor. Na Fig. 3 apresentados projeto padrão sistema de aquecimento por tubo de impulso, composto por um tubo de cobre para vapor, um tubo de impulso e material isolante e na Fig. A Figura 4 mostra um gráfico a partir do qual a temperatura do flange pode ser estimada com base nas temperaturas da cápsula e do amplificador.

Arroz. 3. Sistema de aquecimento por tubo de impulso

Arroz. 4. Estimativa de temperatura do flange com base nas temperaturas da cápsula e do amplificador

Aplicação de funções avançadas de diagnóstico em sensores de pressão da série EJX

Os sensores de pressão da série EJX são capazes de diagnosticar bloqueios de tubos de impulso na lateral alta pressão, no lado pressão baixa ou em ambos os lados. Isso é possível usando um elemento sensor ressonante de silício multiparâmetro que pode medir simultaneamente a pressão diferencial, a pressão estática no lado alto e a pressão estática no lado baixo (4). Portanto, os sensores de pressão da série EJX são projetados não apenas para medição de pressão diferencial e detecção de nível, mas também para detecção de bloqueio nos tubos de impulso no lado de medição de pressão usando o mesmo princípio de medição. Com a ajuda deles, a temperatura do flange de qualquer formato de projeto pode ser controlada, pois é baseada nas temperaturas da cápsula e do amplificador.

Diagnósticos avançados de transmissores de pressão estão disponíveis em todos os modelos que suportam os protocolos de comunicação digital FOUNDATION Fieldbus e HART. Na tabela 1 mostra uma lista de modelos de sensores de pressão da série EJX e opções de detecção de entupimento para cada um dos modelos apresentados.

Tabela 1. Modelos da série EJX e objetos de detecção de bloqueio aplicáveis

Na tabela A Figura 2 apresenta as características dos sensores com funções avançadas de diagnóstico para os dois protocolos de comunicação digital FOUNDATION Fieldbus e HART. A diferença é observada na finalidade das saídas de alarme de diagnóstico, no número de configurações de alarme, etc.

Mesa 2. Características das funções de diagnóstico avançadas

Processamento de dados de diagnóstico avançado

Na Fig. A Tabela 5 mostra a sequência de ações executadas ao processar dados de diagnóstico avançados e a tabela. A Figura 3 mostra os parâmetros de saída relacionados aos diagnósticos correspondentes.

Arroz. 5. Algoritmo de diagnóstico avançado

Tabela 3. Saída relacionada ao diagnóstico

Os sensores de pressão da série Yokogawa EJX diagnosticam entupimentos em tubos de impulso detectando variações na pressão diferencial, pressão estática no lado alto e pressão estática no lado baixo em intervalos de cada 100 ms ou 135 ms e, em seguida, processando estatisticamente os resultados com base nos dados. . Para cada período de diagnóstico características importantes são os seguintes: a relação entre as flutuações dos valores nominais e diagnosticados, bem como o grau de bloqueio, determinado com base na correlação das flutuações de pressão. Observe que o período de diagnóstico pode ser alterado através das configurações apropriadas.

Ao monitorar o status do sistema de aquecimento do tubo de impulso em intervalos de 1 segundo, a temperatura do flange é determinada com base nas temperaturas da cápsula e do amplificador e uma estimativa apropriada é feita comparando o valor obtido com os valores dos limites superior e inferior.

Enquanto o sistema avalia todos os parâmetros, os parâmetros de diagnóstico necessários são selecionados e, de acordo com a configuração da saída de alarme, o resultado do diagnóstico resultante é exibido.

Ao usar o protocolo de comunicação FOUNDATION Fieldbus, os alarmes de diagnóstico são exibidos não apenas no valor da saída de status, mas também na saída da entrada analógica (AI) do bloco funcional. Ao utilizar o protocolo de comunicação HART, as saídas disponíveis não são apenas o corte e alarme do sinal analógico 4-20 mA, mas também uma saída de contato.

Abaixo está uma descrição dos procedimentos básicos realizados ao diagnosticar bloqueios nos tubos de impulso e monitorar o estado do sistema de aquecimento dos tubos de impulso.

Algoritmo para diagnosticar bloqueio de tubos de impulso

A principal etapa no processo de diagnóstico de tubos de impulso entupidos é monitorar as flutuações de pressão. O bloqueio é determinado comparando os valores de flutuação de pressão do processo atual com o valor nominal correspondente à pressão operacional. Principalmente quando valores altos Os valores de flutuação da pressão diferencial e estática também são altos, portanto o processo de detecção de bloqueio é estável. No entanto, se o nível ou pressão de um fluido de processo altamente viscoso com um coeficiente de viscosidade superior a 10 cSt estiver sendo medido, ou se o meio medido for um gás, deve-se levar em consideração que os valores das flutuações de pressão não deve ser alto para que não ocorram erros de medição.

Os diagnósticos de bloqueio são realizados na seguinte sequência: configuração de valores nominais, simulação da situação com confirmação da detecção de bloqueio e detecção de bloqueio em condições reais. A simulação de uma situação de bloqueio de tubo é realizada utilizando um manifold de três válvulas ou válvula de corte, montado em tubos de impulso.

Neste caso, os valores nominais das flutuações de pressão são bastante grandes. Para realizar o diagnóstico é necessário selecionar o limite mínimo para o valor da flutuação de pressão. O diagnóstico só será possível se os valores de flutuação de pressão ultrapassarem o limite mínimo especificado.

Os parâmetros da função de diagnóstico são configurados usando o pacote de software de gerenciamento de dispositivos integrado PRM (Plant Resource Manager) e os pacotes de software Versatile Device Management Wizard FieldMate desenvolvidos por Yokogawa (5), (6).

Algoritmo para monitorar o estado do sistema de aquecimento do tubo de impulso

Como a temperatura do flange é determinada com base nas temperaturas da cápsula e do amplificador do sensor, é necessário determinar o coeficiente adequado para o seu cálculo.

Para isso, antes de realizar o procedimento de diagnóstico, é necessário aquecer o flange e medir sua temperatura. Depois disso, o coeficiente resultante é definido no dispositivo, bem como os limites de alarme para altas e baixas temperaturas.

Algoritmo de seleção de alerta de alarme

Na Fig. A Figura 6 apresenta um diagrama de seleção de alarmes para sensores de pressão com tipo de comunicação utilizando o protocolo HART. O diagnóstico de bloqueio resultante e o erro de temperatura do flange são armazenados no parâmetro Diag Error, e a saída e exibição dos resultados são determinadas pela opção Diag.

Arroz. 6. Alarme (para comunicação digital via protocolo HART)

Ao utilizar o protocolo de comunicação FOUNDATION Fieldbus, os resultados do diagnóstico estão contidos no parâmetro DIAG_ERR e os dados de saída são determinados pelo parâmetro DIAG_OPTION.

Interface gráfica do usuário (GUI) para diagnósticos avançados

Gerenciador de tipo de dispositivo (DTM) Programas O FieldMate está equipado com uma interface de usuário especial mostrada na Fig. 7, com a ajuda do qual vários parâmetros do sensor são definidos e monitorados. A interface GUI facilita a obtenção do valor nominal para diagnóstico de bloqueio e coeficiente de temperatura do flange, além de facilitar a seleção da proteção de alarme.

Arroz. 7. Exemplo de interface do sistema

Os valores de oscilação de pressão e níveis de bloqueio podem ser observados e controlados nas guias Device Viewer do software FieldMate. Na Fig. 8 mostra exemplos dessas guias. As alterações nos dados de diagnóstico que ocorrem quando a válvula é girada podem ser visualizadas durante a modulação de bloqueio realizada na configuração do diagnóstico de bloqueio.

Arroz. 8. Exemplos de telas de informações de diagnóstico e alteração de informações no Device Viewer

Conclusão

O arquivamento das informações diagnósticas obtidas com a utilização dos dispositivos descritos no artigo e sua posterior análise permitem diagnósticos precisos e controle dos processos tecnológicos. Isto é conseguido através do uso de sensores de pressão da série EJX e do pacote de software de gerenciamento de dispositivos integrados PRM (Plant Resource Manager) da Yokogawa.

Devido ao aumento Ultimamente volume de diversas operações processo tecnológico A fabricação requer instrumentação com funções de diagnóstico avançadas para melhorar a funcionalidade e a precisão da medição. Os produtos Yokogawa não apenas atendem a todos os requisitos acima, mas também permitem a implementação de soluções do mais alto nível.

Tubos de impulso são equipamentos auxiliares utilizados com instrumentos de controle e medição do ambiente de trabalho da tubulação - conversores, manômetros, sensores de pressão/vácuo. O dispositivo é instalado no pipeline do processo. Pode ser conectado a alguns dispositivos sistema automato. A temperatura do ambiente de trabalho é reduzida ao nível necessário para a interação com o equipamento de medição. Ajuda a reduzir picos de pressão e eliminar vibrações.

Existem duas opções de design de tubos de impulso para conexão à tubulação - rosqueados e soldados. Graças a este aparelho aumenta a resistência dos dispositivos de controle e medição aos efeitos de condições climáticas desfavoráveis ​​​​e ambientes de trabalho agressivos. Amplamente utilizado em áreas de redes de aquecimento, como parte do equipamento de pontos de aquecimento.

Os tubos de impulso removem a pressão e fornecem conexão entre dispositivos que regulam a pressão e o fluxo do meio de trabalho com a linha de impulso. São considerados de forma acessível realizando medições do ambiente com Temperatura alta(a menos que o equipamento de medição e controle seja projetado para trabalhar com líquidos em alta temperatura).

A eficácia do dispositivo é determinada pelo seu comprimento - 1 metro é suficiente para reduzir a temperatura em 80 graus. Os materiais de fabricação comuns são cobre e aço. Tabela de dependência dos tamanhos dos tubos de impulso em relação ao material:

Uma extremidade do tubo é conectada a uma tubulação ou aparelho com meio de trabalho e a outra a um dispositivo de medição. A rosca do lado de conexão à fonte de pressão é G1/2, o lado de conexão ao sensor é conforme a rosca do sensor.

A seleção da tubulação de impulso é inteiramente determinada pelas condições operacionais e conexões planejadas. Disponível com interno e rosca externa, com comprimentos diferentes. Modificações típicas de cobre são capazes de funcionar com sistemas com pressão de 87 bar (a pressão permitida em áreas com conexões é de 30 bar) e são fáceis de instalar. A suavidade do material permite dar ao dispositivo o formulário necessário e coloque o tubo em um dispositivo de monitoramento colocado permanentemente (sem usar ferramentas adicionais).

O comprimento padrão do tubo é de um metro; é possível fabricar modificações de qualquer comprimento, com qualquer opção de conexão. É possível adquirir um dispositivo mesmo que o comprimento necessário seja desconhecido. Adquire-se um tubo de comprimento obviamente maior (com conexões preparadas nas extremidades), o excesso é cortado durante a instalação e os cortes são fixados com braçadeiras.

Obter fluxos de gás em velocidades super e hipersônicas, nas quais a saída do gás de trabalho ocorre a partir do volume fechado da pré-câmara. Um diafragma é instalado na parte subsônica do bocal (ver figura), separando a pré-câmara do caminho gás-dinâmico do tubo. A pré-câmara é preenchida com gás comprimido e um vácuo (101 Pa) é criado nos demais elementos do tubo. Como resultado de uma poderosa descarga elétrica de um banco de capacitores ou armazenamento indutivo na pré-câmara, o gás de trabalho é aquecido, sua temperatura e pressão aumentam para T 0 ≈(35)*10 3 K e p 0 ≈(23)*10 8 Pa. Depois disso, o diafragma quebra e o gás passa pelo bico para a peça de trabalho e depois para o tanque de vácuo. A saída de gás é acompanhada por uma queda de pressão e temperatura na pré-câmara tanto devido à expansão do gás quanto às perdas de calor nas paredes do tubo, mas na parte de trabalho durante o modo de operação praticamente não muda com o tempo e é determinado principalmente pela relação entre as áreas dos bicos de saída e seções críticas Duração do modo de operação (impulso - daí o nome) em Isto.é de 50 x 100 ms, o que é suficiente para a realização de diversos tipos de testes aerodinâmicos.

O curto tempo de exposição do gás denso de alta temperatura aos elementos do tubo e ao modelo elimina restrições estritas sobre os materiais usados ​​para o tubo e estruturas do modelo e equipamentos de medição, elimina o uso de sistemas de resfriamento complexos e, assim, simplifica e reduz significativamente o custo de conduzir experimentos.

EM Isto.é possível obter números de Reynolds muito grandes, portanto Isto. permitir testes de modelos aeronave em condições próximas do natural. No entanto, a instabilidade do fluxo e a contaminação do fluxo de gás com produtos de destruição dos eletrodos e das paredes da pré-câmara limitam as possibilidades Isto.

A. L. Iskra.

Enciclopédia "Aviação". - M.: Grande Enciclopédia Russa. Svishchev G. G. 1998.

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Acessórios auxiliares para instrumentos de medição de pressão incluem um dispositivo como um tubo Perkins, também chamado de tubo de impulso para manômetro ou tubo de loop. Destina-se a proteção confiável dispositivo contra possíveis flutuações no meio de medição e aquecimento excessivo. Por meio de um tubo, a temperatura no ponto de contato do aparelho com o sistema é reduzida. Além disso, o tubo serve como um adaptador do manômetro à tubulação.

A condensação se acumula na cavidade do tubo de impulso, impedindo que o meio de alta temperatura medido entre no meio do manômetro. Ao colocar a linha em operação, é necessário certificar-se de que há líquido refrigerante no tubo de aço.

O tubo loop Perkins é usado para medir líquidos e gases que não são reagentes fortes. Nesta capacidade e como intermediário entre dispositivos e tubulações, um tubo de impulso é a opção de conexão mais econômica. O uso de tal tubo pode prolongar a vida útil do dispositivo de medição por muitos anos. Da melhor maneira a conexão deste tipo de acessórios a um sistema de tubulação é considerada o uso conexão interferida. Em alguns casos, a ligação é feita por soldagem. Os tubos de impulso são feitos de vários tipos de aço de alta qualidade. Caso haja necessidade de instalação de sensores de pressão, então para sua instalação utilize tubos de cobre Perkins.

O tubo de impulso, de desenho angular, é utilizado para instalar nele um dispositivo de medição e conectá-lo a sistemas de impulso. Às vezes, esses tubos são feitos de latão. Direto tubos de laço usado nos mesmos casos. Propósito geral Este equipamento adicional serve para amortecer vibrações e pulsações no meio medido e evitar o aquecimento do manômetro.

Nas páginas da loja online Soyuzpribor LLC você encontrará dispositivos de tomada de pressão, mangueiras de conexão, diversos adaptadores para manômetros, molduras, amortecedores, ressaltos e outros tipos de equipamentos adicionais.

Manga de conexão

Para criar condições normais de temperatura, conecte o separador de membrana ao instrumento de medição deve ser realizada através de uma mangueira de ligação ou através de um tubo de alimentação, que é instalado pelo consumidor entre o ponto de tomada de pressão e o separador.

Os transdutores de pressão de medição pneumáticos GSP são sempre conectados ao separador através de uma luva.

Ao instalar um separador com manga de conexão, é permitido um deslocamento de altura, neste caso, o erro de instalação do dispositivo de medição com limite superior de medição de até 1 MPa, determinado pela pressão hidráulica da coluna de separação do líquido em; a manga de ligação, deve ser levada em conta.

A mangueira de conexão padrão, modelo 55004, tem comprimento de 2,5 metros quando implantada.

Dispositivo de amortecimento

O dispositivo de amortecimento é resistente a temperaturas ambientes de -55 a mais 70 °C, a umidade relativa de 30 a 80% em toda a faixa de temperatura, e também resistente a umidade relativa de 95% a uma temperatura de 35 °C (para versão U) e umidade relativa de até 100% a uma temperatura de 35°C (para versão T).

Bloco de válvula

Blocos de válvulas BC destinam-se à conexão a linhas com o meio medido de instrumentos para medição de excesso e pressão de vácuo. Os blocos permitem cortar dispositivos das linhas sem liberar a pressão do meio medido, verifique valor nulo leituras de instrumentos ou purga linhas de impulso. Para linhas que medem a pressão do oxigênio, as partes em contato com o meio medido são desengorduradas e marcadas com “K”.

Adaptadores e acoplamentos (ressalto)

acoplamento e adaptador para manômetros ou termômetros são acessórios de conexão (conexão) utilizados em sistemas (dutos) para transporte de meios gasosos e líquidos de baixa viscosidade e natureza não cristalizante. Na sua essência, estes produtos são equipamentos adicionais (auxiliares).