Введение
Rheonics Датчики предназначены для измерения вязкости, плотности и температуры в режиме реального времени. Благодаря своей универсальности их можно устанавливать в резервуарах или трубопроводах, что дает инженерам-технологам гибкость в выборе способов и мест мониторинга состояния жидкости.
Датчики SRV и SRD можно заказать с различными вариантами подключения к технологическому процессу, что позволяет устанавливать их в различных конфигурациях резервуаров и трубопроводов в зависимости от области применения. Датчики имеют чувствительный элемент, который должен контактировать с измеряемой жидкостью во время измерений. Для обеспечения точных показаний необходим небольшой зазор вокруг чувствительного элемента (зона измерения).


Рисунок 1. SRV и SRD Зона зондирования
Измерение параметров в процессе смешивания может быть выполнено путем установки датчика на боковой стенке, дне или верхней части емкости или резервуара (см. ссылку на рисунке 2).

Рисунок 2. Типичные установки в смесительном резервуаре.
Однако во многих промышленных системах смешивания эти традиционные точки установки невозможны из-за физических ограничений, таких как:
-
Геометрия лопастей оставляет недостаточно зазора для зонда, установленного на боковой, нижней или верхней стенке.
-
Смесительные емкости, использующие скребки, делают недействительной стандартную установку.
-
Конструкция сосуда, не обеспечивающая прямого доступа к жидкости в интересующей точке.
В таких случаях установка датчика непосредственно в валу смесителя обеспечивает прямой доступ к жидкости в наиболее подходящем месте, что позволяет получать точные показания вязкости и температуры в режиме реального времени независимо от геометрии емкости.

Рисунок 3. Пример смесительного резервуара, где стандартная установка не подходит.
Решение
Rheonics Встраиваемый в технологический вискозиметр и денсиметр с датчиком SRV или SRD может быть установлен непосредственно на валу смесителя, обеспечивая прямое измерение независимо от геометрии сосуда или внутренних препятствий, передавая данные о вязкости, плотности и температуре в реальном времени с вращающегося вала на стационарную систему управления. Это достигается с помощью варианта датчика SRV-EM-TT или SRD-EM-TT, изготовленного на заказ резьбового адаптера для установки зонда на вал и контактного кольца стороннего производителя. Система описана ниже и проиллюстрирована на рисунке 4.
В качестве примера рассмотрим случай клиента, у которого на валу уже была резьба M20x1.5 с внутренним отверстием диаметром ⌀14 мм для подключения кабеля. Однако это можно сделать при любых условиях и характеристиках, характерных для других случаев.

Рисунок 4. Установка предложенного решения. Rheonics
Обзор системы
Предлагаемое решение состоит из трех основных компонентов, установленных последовательно вдоль вала смесителя, и электроники датчика:
- Специальный адаптер, предоставленный Rheonics (G3/4″ на M20x1.5) или обратиться в стороннюю мастерскую для подключения датчиков SRV и SRD к резьбе на валу.

Рисунок 5. G3/4” к M20x1Переходник с резьбой 5 мм поставляется компанией Rheonics
-
SRV-EM-TT или SRDДатчик EM-TT ввинчивается в адаптер, при этом его чувствительный элемент контактирует с рабочей жидкостью. Этот вариант был выбран потому, что он интегрирует электронику датчика непосредственно в головку зонда, устраняя необходимость в отдельном внешнем передатчике.

Рисунок 6. SRVПример чертежа -EM-TT
3. В верхней части вала установлено контактное кольцо для передачи сигналов питания и данных от вращающегося вала к стационарному ПК или системе управления. Контактному кольцу требуется 2 провода для питания (8-36 В постоянного тока) и 2 для подключения CAN-шины к датчику. Этот элемент необходимо приобрести у стороннего поставщика, например, Mercotac или Moflon.
В данном конкретном примере для установки контактного кольца необходимо увеличить диаметр существующего отверстия вала с нынешних ⌀14 мм до приблизительно ⌀30 мм (в зависимости от варианта контактного кольца) в соответствии с требованиями производителя контактного кольца к установке. Эти работы должны быть выполнены заказчиком или производителем судна. Rheonics Рекомендуется перед механической обработкой точно сверить требования к диаметру отверстия с техническими характеристиками, указанными в технической документации выбранного поставщика контактных колец.

Рисунок 7. Пример контактного кольца, предоставленного сторонним поставщиком.
-
Все Rheonics Варианты электроники датчика (E1, E2 и E3) совместимы с данным применением. Кабель датчика будет подключаться от электроники датчика к контактному кольцу, а не напрямую к датчику. Подробнее о вариантах электроники см. здесь. здесь.
С учетом всех вышеперечисленных моментов, окончательная конфигурация системы будет выглядеть следующим образом:

Рисунок 8. Полная настройка системы.
Анализ сил
Перед окончательной установкой настоятельно рекомендуется провести анализ внутренних сил, чтобы убедиться, что гидродинамические силы, возникающие в процессе смешивания, не повредят специальный адаптер или датчик. При анализе следует учитывать:
-
Силы сопротивления жидкости, действующие на датчик при максимальной рабочей скорости.
-
Изгибающий момент в месте соединения адаптера и вала
-
Вибрационные и усталостные нагрузки в течение ожидаемого срока службы
-
Совместимость материалов адаптера с рабочей жидкостью.
Rheonics По запросу можем предоставить технические характеристики датчиков для проведения анализа силовых воздействий.
Этапы проверки
После установки необходимо выполнить следующие этапы проверки, чтобы убедиться в правильной работе системы и приемлемом качестве измерений.
Механическая проверка
-
Убедитесь, что изготовленный на заказ адаптер имеет полную резьбу и затянут с требуемым моментом как на валу, так и на датчике.
-
Убедитесь, что контактное кольцо правильно установлено и закреплено в соответствии с инструкциями производителя.
-
Проверните вал вручную и убедитесь в отсутствии механических помех со стороны окружающих компонентов.
-
Проверьте место соединения адаптера и вала на наличие признаков напряжения, деформации или смещения.
Электрическая проверка
-
При неподвижном валу убедитесь, что датчик правильно включается через контактное кольцо.
-
Проверьте целостность всех сигнальных линий, проходящих через контактные кольца.
-
Убедитесь, что датчик обнаружен и взаимодействует с подключенным ПК или системой управления.
Оценка уровня шума
Механические вибрации, вызванные перемешиванием, и электрические помехи от контактов контактных колец могут влиять на качество измерений. Выполните следующие проверки:
-
При работающем на рабочей скорости смесителе, но без рабочей жидкости (сухой режим), проведите измерение выходного сигнала датчика. Запишите базовый уровень шума.
-
Заполните емкость технологической жидкостью и включите смеситель на низкой скорости. Для обеспечения стабильности наблюдайте за показаниями вязкости и температуры.
-
Постепенно увеличивайте скорость до рабочей. Следите за любыми ступенчатыми изменениями, пиками или увеличением шума на выходе измерений, которые коррелируют с частотой вращения.
-
При обнаружении повышенного уровня шума проверьте состояние контактов контактного кольца и прокладку кабелей. Убедитесь, что сигнальные кабели экранированы и надлежащим образом заземлены.
-
Допустимый уровень шума: отклонение показаний не должно превышать заданные параметры датчика при нормальных условиях эксплуатации. Контакт Rheonics поддержка, если уровень шума выходит за пределы допустимого диапазона.
Внимание
SRV-EM-TT и SRDДатчики EM-TT разработаны с учетом следующих особенностей: Rheonics Запатентованная технология BTR (Balanced Torsional Resonator) обеспечивает устойчивость к внешним вибрациям. Однако прямой механический контакт с вращающимся валом может вызывать дополнительный шум, который необходимо оценивать в каждом конкретном случае.
Примечание: Это типовой проект, который недоступен для заказа. RheonicsДанная информация представлена здесь в качестве руководства по проектированию для производителей оригинального оборудования (OEM). Разработчики должны проверить пригодность выбранных ими компонентов для своего применения. Представленные здесь компоненты сторонних производителей являются лишь примерами типичных компонентов, которые могут быть использованы. Никакая поддержка или гарантия в отношении этих компонентов не подразумевается, и Rheonics не несет ответственности за их интеграцию или работу. Если вы являетесь производителем смесительных емкостей и хотели бы интегрировать... Rheonics датчики в вашем валу, пожалуйста, свяжитесь с нами.



