Tub cu buclă Perkins. Echipament suplimentar Diametrul tubului de impuls pentru manometru

Yokogawa a dezvoltat funcții care diagnosticează blocajele și controlează sistemul de încălzire a tubului de impuls, special pentru transmițătoarele de presiune din seria EJX. Acest articol descrie funcții avansate de diagnosticare cu comunicații digitale folosind protocoalele FOUNDATION Fieldbus și HART.

Yokogawa Electric CIS LLC, Moscova

Introducere

Se presupune că instrumentele de control și măsurare ar trebui să fie echipate cu funcții de diagnosticare care să permită prevenirea condițiilor anormale de proces și, în plus, ar trebui să se asigure posibilitatea extinderii acestora. Informațiile de diagnosticare bazate pe diverși parametri ai procesului fizic măsurați de instrumente și utilizarea ulterioară a acestuia, permit utilizatorului să reducă cantitatea de întreținere de rutină și astfel să reducă costul implementării acesteia. Instrumentarea cu capabilități avansate de diagnosticare îmbunătățește capacitățile de control al procesului și reduce costurile de producție. întreținere (1).

Transmițătoarele de presiune din seria Yokogawa EJX diagnosticează blocajele în tubulatura de impuls utilizată pentru a transmite presiunea de proces către senzor și monitorizează starea sistemului de încălzire a tubului de impuls la conexiunile de proces. Prima funcție - detectarea blocajelor în tuburile de impuls - se bazează pe utilizarea fluctuațiilor de presiune în mediul de lucru care apar în tuburi. O altă funcție este controlul sistemului de încălzire a tubului de impuls, conceput pentru a preveni răcirea fluidului din tuburi, pe baza utilizării unui gradient de temperatură corespunzător rezistenței termice din interiorul senzorului. Spre deosebire de funcțiile de autodiagnosticare, aceste funcții sunt numite funcții avansate de diagnosticare ale senzorilor de presiune din seria EJX. În fig. 1 arată configurația funcțiilor de diagnosticare.

Orez. 1. Configurarea funcțiilor de diagnosticare în instrumentele din seria EJX

Rapoartele tehnice dedicate Yokogawa (2), (3) oferă specialiștilor mai multe informații despre descriere detaliata funcțiile de mai sus și principiile funcționării lor.

Prezentare generală a funcțiilor avansate de diagnosticare

Capacitățile de diagnosticare îmbunătățite ale transmițătoarelor de presiune din seria EJX pentru diferențială, absolută și suprapresiune, precum și temperatura, fac posibilă detectarea condițiilor anormale de proces prin monitorizarea stării mediului de proces folosind algoritmi speciali, care vor fi discutați mai jos.

Detectarea blocajelor în tuburile de impuls

Senzorii de presiune măsoară presiunea fluidului de proces care le este furnizat prin tuburile de impuls. Tubul de impuls care conectează ieșirile procesului la transmițător trebuie să transmită cu precizie presiunea procesului. Dacă, de exemplu, gazul se acumulează într-un tub umplut cu lichid în timpul umflării sau canalul se înfundă, apar fluctuații de presiune, acesta începe să fie transmis incorect, iar eroarea de măsurare crește. De aceea o conditie necesara măsurători precise este posibilitatea folosirii senzorilor cu functii imbunatatite pentru determinarea colmatarii in tuburi prin reducerea amplitudinii fluctuatiilor de presiune la blocarea tuburilor de impuls, si anume prin compararea gradului de atenuare a amplitudinii fluctuatiilor de presiune cu valorile originale, obtinut prin masurarea presiunii in conditii normale.

În fig. 2 prezentat instalare tipică tuburi de impuls pentru senzor presiune diferențialăși o diagramă schematică care oferă o idee despre modificarea amplitudinii fluctuațiilor de presiune în condiții normale și în timpul blocării.

Orez. 2. Instalarea tuburilor de impuls pentru un senzor de presiune diferențială și atenuarea amplitudinii fluctuațiilor de presiune

Monitorizarea stării sistemului de încălzire cu tub de impuls

Temperatura necesară a aburului și a încălzitorului, care menține temperatura tuburilor de impuls, este controlată prin măsurarea temperaturii flanșei, determinată pe baza temperaturilor capsulei și a amplificatorului senzorului. În fig. 3 prezentat design standard sistem de încălzire cu tub de impuls, format dintr-un tub de cupru pentru abur, un tub de impuls și material izolator, iar în fig. Figura 4 prezintă un grafic din care temperatura flanșei poate fi estimată pe baza temperaturilor capsulei și amplificatorului.

Orez. 3. Sistem de încălzire cu tub de impuls

Orez. 4. Estimarea temperaturii flanșei pe baza temperaturilor capsulei și amplificatorului

Aplicarea funcțiilor avansate de diagnosticare la senzorii de presiune din seria EJX

Senzorii de presiune din seria EJX sunt capabili să diagnosticheze blocarea tuburilor de impuls pe lateral presiune ridicata, pe partea de presiune scăzută sau pe ambele părți. Acest lucru este posibil prin utilizarea unui element de detectare rezonant cu siliciu multiparametric care poate măsura simultan presiunea diferențială, presiunea statică pe partea înaltă și presiunea statică pe partea joasă (4). Prin urmare, senzorii de presiune din seria EJX sunt proiectați nu numai pentru măsurarea presiunii diferențiale și detectarea nivelului, ci și pentru detectarea blocajelor în conductele de impuls pe partea de măsurare a presiunii folosind același principiu de măsurare. Cu ajutorul lor, temperatura flanșei de orice formă de design poate fi controlată, deoarece se bazează pe temperaturile capsulei și amplificatorului.

Diagnosticarea avansată a transmițătorului de presiune este disponibilă pe toate modelele care acceptă protocoalele de comunicații digitale FOUNDATION Fieldbus și HART. În tabel 1 prezintă o listă cu modelele de senzori de presiune din seria EJX și opțiunile de detectare a colmatării pentru fiecare dintre modelele prezentate.

Tabelul 1. Modele din seria EJX și obiecte de detectare a blocajelor aplicabile

În tabel Figura 2 prezintă caracteristicile senzorilor cu funcții avansate de diagnosticare pentru cele două protocoale de comunicații digitale FOUNDATION Fieldbus și HART. Diferența se observă în scopul ieșirilor de alarmă de diagnosticare, numărul de setări de alarmă etc.

Masa 2. Caracteristicile funcțiilor avansate de diagnosticare

Procesarea datelor de diagnosticare avansată

În fig. Tabelul 5 prezintă secvența acțiunilor efectuate la procesarea datelor de diagnostic avansate și tabelul. Figura 3 prezintă parametrii de ieșire legați de diagnosticarea corespunzătoare.

Orez. 5. Algoritm avansat de diagnosticare

Tabelul 3. Ieșire legată de diagnosticare

Senzorii de presiune din seria Yokogawa EJX diagnostichează înfundarea tuburilor de impuls prin detectarea variațiilor presiunii diferențiale, presiunii statice pe partea înaltă și presiunea statică pe partea joasă la intervale de fiecare 100 ms sau 135 ms, apoi procesând statistic rezultatele pe baza datelor. . Pentru fiecare perioadă de diagnosticare caracteristici importante sunt următoarele: raportul fluctuațiilor valorilor nominale și diagnosticate, precum și gradul de blocare, determinat pe baza corelației fluctuațiilor de presiune. Rețineți că perioada de diagnosticare poate fi modificată prin setările corespunzătoare.

La monitorizarea stării sistemului de încălzire cu tub de impuls la intervale de 1 secundă, se determină temperatura flanșei pe baza temperaturilor capsulei și amplificatorului și se face o estimare adecvată prin compararea valorii obținute cu valorile pragului superior și inferior.

În timp ce sistemul evaluează toți parametrii, parametrii de diagnosticare necesari sunt selectați și, în conformitate cu setarea de ieșire de alarmă, rezultatul diagnosticului rezultat este afișat.

Când se utilizează protocolul de comunicație FOUNDATION Fieldbus, alarmele de diagnosticare sunt afișate nu numai în valoarea de ieșire de stare, ci și în ieșirea de intrare analogică (AI) a blocului funcțional. Când se utilizează protocolul de comunicare HART, ieșirile disponibile nu sunt doar întreruperea și alarma de semnal analogic de 4-20 mA, ci și ieșirea de contact.

Mai jos este o descriere a procedurilor de bază efectuate la diagnosticarea blocajelor în tuburile de impuls și monitorizarea stării sistemului de încălzire a tubului de impuls.

Algoritm pentru diagnosticarea blocării tuburilor de impuls

Pasul principal în procesul de diagnosticare a tuburilor de impuls înfundate este monitorizarea fluctuațiilor de presiune. Blocarea se determină prin compararea valorilor de fluctuație a presiunii din procesul curent cu valoarea nominală corespunzătoare presiunii de lucru. În principal când valori mari Valorile de fluctuație a presiunii diferențiale și statice sunt, de asemenea, mari, astfel încât procesul de detectare a blocajelor este stabil. Cu toate acestea, dacă se măsoară nivelul sau presiunea unui fluid de proces foarte vâscos cu un coeficient de vâscozitate mai mare de 10 cSt sau mediul măsurat este un gaz, atunci trebuie să se țină seama de faptul că valorile fluctuațiilor de presiune nu trebuie să fie mare, astfel încât să nu apară erori de măsurare.

Diagnosticarea blocajelor se efectuează în următoarea secvență: setarea valorilor nominale, simularea situației cu confirmarea detectării blocajului și detectarea blocajului în condiții reale. Simularea unei situații de blocare a tubului se realizează folosind un colector cu trei supape sau supapă de închidere, montat pe tuburi de impuls.

În acest caz, valorile nominale ale fluctuațiilor de presiune sunt destul de mari. Pentru a efectua diagnostice, este necesar să selectați limita minimă pentru valoarea fluctuației presiunii. Diagnosticarea va fi posibilă numai dacă valorile fluctuației presiunii depășesc limita minimă specificată.

Parametrii funcției de diagnosticare sunt configurați utilizând pachetul software integrat de gestionare a dispozitivelor PRM (Plant Resource Manager) și pachetele software FieldMate Versatile Device Management Wizard dezvoltate de Yokogawa (5), (6).

Algoritm pentru monitorizarea stării sistemului de încălzire cu tub de impuls

Deoarece temperatura flanșei este determinată pe baza temperaturilor capsulei și a amplificatorului senzorului, este necesar să se determine coeficientul adecvat pentru calculul acestuia.

Pentru a face acest lucru, înainte de a efectua procedura de diagnosticare, este necesar să încălziți flanșa și să măsurați temperatura acesteia. După aceasta, coeficientul rezultat este setat în dispozitiv, precum și praguri de alarmă pentru temperaturi ridicate și scăzute.

Algoritmul de selectare a alertei de alarmă

În fig. Figura 6 prezintă o diagramă pentru selectarea alarmelor pentru senzorii de presiune cu un tip de comunicare utilizând protocolul HART. Diagnoza de blocare rezultată și eroarea de temperatură a flanșei sunt stocate în parametrul Diag Error, iar ieșirea și afișarea rezultatelor sunt determinate de opțiunea Diag.

Orez. 6. Alarmă (pentru comunicare digitală prin protocolul HART)

Când se utilizează protocolul de comunicație FOUNDATION Fieldbus, rezultatele diagnosticului sunt conținute în parametrul DIAG_ERR, iar datele de ieșire sunt determinate de parametrul DIAG_OPTION.

Interfață grafică cu utilizatorul (GUI) pentru diagnosticare avansată

Manager tip dispozitiv (DTM) software FieldMate este echipat cu o interfață de utilizator specială prezentată în Fig. 7, cu ajutorul căruia sunt setați și monitorizați diverși parametri ai senzorului. Interfața GUI facilitează obținerea valorii nominale pentru diagnosticarea blocajelor și a coeficientului de temperatură a flanșei și, de asemenea, facilitează selectarea protecției alarmei.

Orez. 7. Exemplu de interfață de sistem

Valorile variației presiunii și nivelurile de blocare pot fi observate și controlate în filele Device Viewer ale software-ului FieldMate. În fig. 8 prezintă exemple ale acestor file. Modificările datelor de diagnosticare care apar atunci când supapa este rotită pot fi vizualizate în timpul modulării blocajului efectuată la setarea diagnosticului blocajului.

Orez. 8. Exemple de ecrane cu informații de diagnostic și modificarea informațiilor în Device Viewer

Concluzie

Arhivarea informațiilor de diagnostic obținute ca urmare a utilizării dispozitivelor descrise în articol și analiza ulterioară a acestora permit diagnosticarea și controlul precis al proceselor tehnologice. Acest lucru se realizează prin utilizarea senzorilor de presiune din seria EJX și a pachetului software integrat de gestionare a dispozitivelor de la Yokogawa PRM (Plant Resource Manager).

Datorită creșterii În ultima vreme volumul diferitelor operațiuni proces tehnologic Fabricarea necesită instrumente cu funcții avansate de diagnosticare pentru a îmbunătăți funcționalitatea și acuratețea măsurătorilor. Produsele Yokogawa nu numai că îndeplinesc toate cerințele de mai sus, dar permit și implementarea de soluții de cel mai înalt nivel.

Tuburile de impuls sunt echipamente auxiliare utilizate cu instrumentele de control și măsurare ale mediului de lucru în conducte - convertoare, manometre, senzori de presiune/vid. Dispozitivul este instalat pe conducta de proces. Poate fi conectat la unele dispozitive sistem automatizat. Temperatura mediului de lucru este redusă la nivelul necesar interacțiunii cu echipamentul de măsurare. Ajută la reducerea supratensiunii și la eliminarea vibrațiilor.

Există două opțiuni de proiectare pentru tuburile de impuls pentru conectarea la conductă - filetate și sudate. Mulțumită acest aparat creste rezistenta aparatelor de control si masura la efectele conditiilor climatice nefavorabile si mediilor agresive de lucru. Utilizat pe scară largă în zonele rețelelor de încălzire, ca parte a echipamentelor punctelor de încălzire.

Tuburile de impuls elimină presiunea și asigură conexiunea între dispozitivele care reglează presiunea și debitul mediului de lucru cu linia de impuls. Sunt considerate într-un mod accesibil efectuarea de măsurători ale mediului cu temperatura ridicata(cu excepția cazului în care echipamentul de măsurare și control este proiectat să funcționeze cu lichide la temperatură înaltă).

Eficacitatea dispozitivului este determinată de lungimea sa - 1 metru este suficient pentru a reduce temperatura cu 80 de grade. Materialele comune de fabricație sunt cuprul și oțelul. Tabelul dependenței dimensiunilor tuburilor de impuls de material:

Un capăt al tubului este conectat la o conductă sau un aparat cu un mediu de lucru, iar celălalt la un dispozitiv de măsurare. Filetul părții de conectare la sursa de presiune este G1/2, partea de conectare la senzor este conform filetului senzorului.

Alegerea tubulaturii de impuls este în întregime determinată de condițiile de funcționare și de conexiunile planificate. Disponibil cu interior și filet exterior, cu lungimi diferite. Modificările tipice din cupru sunt capabile să funcționeze cu sisteme cu o presiune de 87 bari (presiunea permisă în zonele cu fitinguri este de 30 bar) și sunt convenabile pentru instalare. Moliciunea materialului vă permite să oferiți dispozitivului formularul cerutși așezați tubul pe un dispozitiv de monitorizare amplasat permanent (fără a utiliza instrumente suplimentare).

Lungimea standard a tubului este de un metru, este posibil să se producă modificări de orice lungime, cu orice opțiuni de conectare. Este posibil să achiziționați un dispozitiv chiar dacă lungimea necesară este necunoscută. Se achiziționează o țeavă de lungime evident mai mare (cu racorduri pregătite la capete), excesul este tăiat în timpul instalării, iar tăieturile sunt fixate cu fitinguri de prindere.

Pentru a obține fluxuri de gaz la viteze super- și hipersonice, în care curgerea gazului de lucru are loc din volumul închis al precamerei. O diafragmă este instalată în partea subsonică a duzei (vezi figura), separând precamera de calea gaz-dinamică a conductei. Precamera este umplută cu gaz comprimat și se creează un vid (101 Pa) în elementele rămase ale conductei. Ca rezultat al unei descărcări electrice puternice a unui banc de condensatori sau al depozitării inductive în precamera, gazul de lucru este încălzit, temperatura și presiunea acestuia cresc până la T 0 ≈(35)*10 3 K și p 0 ≈(23)*10 8 Pa. După aceasta, diafragma se rupe, iar gazul trece prin duză în partea de lucru și apoi în rezervorul de vid. Ieșirea de gaz este însoțită de o scădere a presiunii și a temperaturii în precamera atât din cauza expansiunii gazului, cât și din cauza pierderilor de căldură în pereții conductei, dar în partea de lucru în timpul modului de funcționare practic nu se modifică în timp și este determinată. în principal prin raportul dintre zonele duzelor de evacuare și secțiunile critice Durata modului de funcționare (impuls - de unde și denumirea) în Aceasta. este de 50 x 100 ms, ceea ce este suficient pentru efectuarea diferitelor tipuri de teste aerodinamice.

Timpul scurt de expunere a gazului dens la temperatură înaltă la elementele de țeavă și modelul elimină restricțiile stricte privind materialele utilizate pentru țevi și structurile modelului și echipamentele de măsurare, elimină utilizarea sistemelor complexe de răcire și, prin urmare, simplifică semnificativ și reduce costurile. de efectuare a experimentelor.

ÎN Aceasta. prin urmare, este posibil să se obțină numere Reynolds foarte mari Aceasta. permite testarea modelelor aeronaveîn condiţii apropiate de naturale. Cu toate acestea, instabilitatea fluxului și contaminarea fluxului de gaz cu produse de distrugere a electrozilor și a pereților precamerei limitează posibilitățile Aceasta.

A. L. Iskra.

Enciclopedia „Aviația”. - M.: Marea Enciclopedie Rusă. Svișciov G. G. 1998.

Vedeți ce este o „țeavă de impuls” în alte dicționare:

Conducta de impuls- un tunel de vânt pentru producerea fluxurilor de gaze la viteze super și hipersonice, în care curgerea gazului de lucru are loc din volumul închis al precamerei. În partea subsonică a duzei este instalată o diafragmă, separând precamera de... ... Enciclopedia tehnologiei

Diagrama conductei de impuls. tunel de vânt cu tub de impuls pentru producerea de fluxuri de gaz la viteze super și hipersonice, în care curgerea gazului de lucru are loc dintr-o precamera cu volum închis. În partea subsonică a duzei... ... Enciclopedia „Aviație”

sudare cu impuls magnetic- Sudarea prin presiune, în care conexiunea se realizează ca urmare a ciocnirii pieselor sudate, cauzată de influența unui impuls camp magnetic. [GOST 2601 84] [Dicționar terminologic pentru construcție în 12 limbi (VNIIIS... ... Ghidul tehnic al traducătorului

Sudare cu impulsuri magnetice- 46. Sudarea cu impulsuri magnetice Sudarea prin presiune, în care conexiunea se realizează ca urmare a ciocnirii pieselor sudate, cauzată de influența unui câmp magnetic pulsat Sursa: GOST 2601 84: Sudarea metalelor. Termeni si...

GOST R ISO 857-1-2009: Sudarea și procesele conexe. Dicţionar. Partea 1. Procese de sudare a metalelor. Termeni și definiții- Terminologie GOST R ISO 857 1 2009: Sudare și procese aferente. Dicţionar. Partea 1. Procese de sudare a metalelor. Termeni și definiții document original: 6.4 sudare automată: sudare în care toate operațiunile sunt mecanizate (vezi tabelul 1).… … Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

GOST 23769-79: Dispozitive electronice și dispozitive de protecție la microunde. Termeni, definiții și litere- Terminologie GOST 23769 79: Dispozitive electronice și dispozitive de protecție cu microunde. Termeni, definiții și denumiri de litere document original: 39. π tip de oscilații NDP. Tipul de oscilații antifază Un tip de oscilații în care tensiunile de înaltă frecvență... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

Fitingurile auxiliare pentru instrumentele de măsurare a presiunii includ un dispozitiv cum ar fi un tub Perkins, altfel numit tub de impuls pentru un manometru sau un tub cu buclă. Este destinat pentru protecţie fiabilă dispozitiv de eventualele fluctuații ale mediului de măsurat și de la încălzirea excesivă. Cu ajutorul unui tub, temperatura la punctul de contact al dispozitivului cu sistemul este coborâtă. În plus, tubul servește ca adaptor de la manometru la conductă.

Condensul se acumulează în cavitatea tubului de impuls, împiedicând mediul de temperatură înaltă măsurat să intre în mijlocul manometrului. Când puneți linia în funcțiune, trebuie să vă asigurați că există lichid de răcire în tubul de oțel.

Tubul cu buclă Perkins este folosit pentru a măsura lichide și gaze care nu sunt reactivi puternici. În această calitate și ca intermediar între dispozitive și conducte, un tub de impuls este cea mai rentabilă opțiune de conectare. Utilizarea unui astfel de tub poate prelungi durata de viață a dispozitivului de măsurare cu mulți ani. In cel mai bun mod conectarea acestui tip de fitinguri la un sistem de conducte este considerată a fi utilizare racord filetat. În unele cazuri, conexiunea se face prin sudare. Tuburile de impuls sunt fabricate din diferite clase de oțel de înaltă calitate. Dacă este nevoie să instalați senzori de presiune, atunci pentru instalarea lor utilizați tuburi de cupru Perkins.

Tubul de impuls, care are un design unghiular, este utilizat pentru a instala un dispozitiv de măsurare pe el și pentru a-l conecta la sisteme de impuls. Uneori, astfel de tuburi sunt fabricate din alamă. Direct tuburi bucle folosit in aceleasi cazuri. Scop general Acest echipament suplimentar are rolul de a amortiza vibrațiile și pulsațiile în mediul măsurat și de a preveni încălzirea manometrului.

Pe paginile magazinului online Soyuzpribor LLC veți găsi dispozitive de prelevare a presiunii, furtunuri de conectare, diverse adaptoare pentru manometre, rame, amortizoare, boșaje și alte tipuri de echipamente suplimentare.

Manșon de conectare

Pentru a crea condiții normale de temperatură, conectați separatorul cu membrană la instrument de masurare trebuie efectuat fie printr-un furtun de conectare, fie printr-o conductă de alimentare, care este instalată de către consumator între punctul de prelevare a presiunii și separator.

Traductoarele de presiune de măsurare pneumatice GSP sunt întotdeauna conectate la separator printr-un manșon.

La instalarea unui separator cu manșon de conectare, este permisă o deplasare în înălțime, în acest caz, eroarea de instalare a dispozitivului de măsurare cu o limită superioară de măsurare de până la 1 MPa, determinată de presiunea hidraulică a coloanei de lichid de separare; manșonul de conectare, trebuie luat în considerare.

Furtunul de conectare standard, modelul 55004, are o lungime de 2,5 metri când este desfășurat.

Dispozitiv de amortizare

Dispozitivul de amortizare este rezistent la temperaturi ambientale de la minus 55 la plus 70 °C, la umiditate relativă de la 30 la 80% pe întregul interval de temperatură și, de asemenea, rezistent la umiditate relativă de 95% la o temperatură de 35 °C (pentru versiunea U) și umiditate relativă de până la 100% la o temperatură de 35 ° C (pentru versiunea T).

Bloc de supape

Blocuri de supape BC sunt destinate racordării la liniile cu mediul măsurat a instrumentelor de măsurare a presiunii în exces și vid. Blocurile vă permit să tăiați dispozitivele din linii fără a elibera presiunea mediului măsurat, verificați valoare nulă citirile instrumentelor sau purjare linii de impuls. Pentru liniile care măsoară presiunea oxigenului, părțile în contact cu mediul măsurat sunt degresate și marcate cu „K”.

Adaptoare și cuplaje (bos)

cuplare şi adaptor pentru manometre sau termometrele sunt fitinguri de conectare (de conectare) utilizate în sisteme (conducte) pentru transportul de medii gazoase și lichide cu vâscozitate scăzută și natură necristalizantă. În esență, aceste produse sunt echipamente suplimentare (auxiliare).