II. Анализ технических характеристик промышленных вискозиметров и поверочных установок для подтверждения их метрологических характеристик
Сравнительный анализ поточных вискозиметров
Anton Paar
Anton Paar GmbH, основанная в 1922 году, является инновационной компанией с более чем 1300 сотрудниками во всем мире. Используя последние технологии и разработки, Anton Paar GmbH - стала известнейшим производителем высококачественных, высокоэффективных приборов для различных областей применения. Оборудование на производстве Anton Paar (механическая обработка CNC, электроника SMD, высокоточная сварка и лазерные приборы) используется строго в соответствии со стандартом ISO 9001. Международные партнеры и надежная дилерская сеть с высококвалифицированными сотрудниками и сервис-инженерами в более, чем 110 странах мира, обеспечивают быструю и эффективную поддержку всем клиентам Anton Paar.
Основные продукты Anton Paar, лабораторное и поточное оборудование для измерения плотности, вязкости, кинематической вязкости. Из предложенных моделей рассмотрим модель поточного вискозиметра L-Vis 510, поточный вискозиметр
Anton Paar L-Vis 510 inline viscometer
| Вязкость | |||
| Диапазон измерений | 1 мПа до 50.000 мПа | ||
| Точность | 1% | ||
| Повторяемость | 0,5% | ||
| Диапазон температур образца | -5 ° C до +200 ° C | ||
| Температура окружающей среды | -20 ° C до +40 ° C | ||
| Диапазон давление | От 0 до 25 бар | ||
| Материал | Нержавеющая сталь № 1.4462, анодированный алюминий | ||
| Размеры (ДхШхВ) | 420 мм х 200 мм х 180 мм | ||
| Вес | ~12 кг | ||
| Смачиваемые части | Нержавеющая сталь № 1.4462, алмазное покрытие SiC, кольцевое уплотнение. |
Рисунок 5 Принцип работы L-Vis 510
Описание сенсора
L-Vis 510 использует принцип измерения основанный на измерении динамического давления жидкости, которая пропорциональна вязкости жидкости. Чувствительный элемент вискозиметра состоит из частично открытой трубки с вращающейся цилиндрическим валом. В процессе, жидкость всасывается в систему и проходит через зазор между трубой и валом. Зазор по ходу движения жидкости становится уже, в результате чего стенки датчика начинают отклоняться под давлением жидкости, протекающей через него. Электрический датчик измеряет величину прогиба и преобразователь, преобразует это значение в вязкость. Давление или скорости потока не влияет на L-Vis 510.
Замечание.Недостатком данной модели является наличие подвижных частей. Твердых частиц в среде, агрессивные компоненты могут ухудшить работу вискозиметра.
Brookfield
Компания Brookfield была основана в 1934 году Доном Брукфельдом старшим, который окончил Массачусетский технологический институт со степенью в области электро-химического машиностроения. Brookfield Engineering был семейный бизнес до 1986 года, когда она стала компания ESOP.
Brookfield Engineering инженерно-производственная компания со штаб-квартирой в Мидлборо, Массачусетс. Ее продукция включает в себя лабораторные вискозиметры, реометры, анализаторы текстуры, и тестеры потока сыпучих смесей, так же имеется технологическая линии приборов.
Brookfield AST-100
| Диапазон измерений | 1 мПа до 3000 мПа | ||
| Воспроизводимость | 1% | ||
| Диапазон температур образца | -20 ° C до +120 ° C | ||
| Температура среды | 0 ° C до +40 ° C | ||
| Диапазон давление | От 0 до 25 бар | ||
| Материал | Нержавеющая сталь 316L | ||
| Размеры (ДхШхВ) | 203 мм х 203 мм х 152 мм |
Рисунок 6 Схема AST100 вместе с измерительной ячейкой.
Описание сенсора
Поток продукта проходит через нижний патрубок в измерительную камеру, и выходит через верхний горизонтальный отвод. Продукт полностью заполняет камеру.
Зонд, создает крутильные колебания. По корреляции вязкого затухания в жидкости измеряется вязкость. Температура жидкости измеряется с помощью RTD (Pt 100), расположен в зонде. Вязкость и температура отображаются на контроллере.
Замечание. Недостатком данной модели, является отсутствие возможности подключения непосредственно на поток. В комплекте необходима проточная камера, которая поставляется вместе с анализатором.
Sofraser
SOFRASER (Société Française dе Services) является французской компанией, основанная в 1972 году, которая производит процесс вискозиметров. Ее штаб-квартира находится в Вильмандёр, недалеко Монтаржи.
На первых этапах компания занималась технических обслуживанием. С 1975 года SOFRASER начали производить химические продукты специально разработанные для очистки и обслуживания оборудования. В 1978 году был создал промышленный вискозиметр, чтобы удовлетворить потребности клиентов.
MIVI Process Viscometer
| Диапазон измерений | 0.1–10 мПа 1 000 –1 000 000 мПа |
| Воспроизводимость | ±0.1% of Full Scale Range |
| Рабочая температура | 0 до 200°C • Опционально до 300°C (для высоких температур) • Опционально до -30°C (для низких температур) |
| Рабочие давление | До 60 бар • Опционально до 500 бар |
| Материал | Нержавеющая сталь 316L • Опционально, нержавеющая сталь, 316Ti |
| Масса оборудования | • Сенсор: 2.6 kg • Трансмиттер : 1 kg/4 кг, плюс взрывозащищенный кожух |
| Размер | 238 мм |
Рисунок 7 Схему установки MIVI Process Viscometer в Г образный участок
Описание сенсора
Принцип работы основан на крутильных колебаниях.
Замечание. Отсутствие информации на российском рынке.
Marimex
Marimex Industries была основана в Канаде в 1984 году. 1993 Marimex с концентрировал свое внимание на вискозиметрии, за счет этого получилась расширить свой рынок и на Европу. С 1996 года, было налажено производство в Германии.
VA-300L
| Диапазон измерений | 0.1–2500 мПа.с. |
| Воспроизводимость | ±1% Опционально до 0.5% |
| Рабочая температура | От -40 до +450 |
| Рабочие давление | До 450 бар |
| Материал | Нержавеющая сталь 316 (1.4571) |
| Масса оборудования | • Сенсор: 2.6 kg • Трансмиттер : 1 kg/4 кг, плюс взрывозащищенный кожух |
| Размер (по высоте) | 338 мм |
Рисунок 8 Схему установки VA-300L
Описание сенсора
Принцип работы, основан на крутильных колебаниях. Быстро, замкнутый контур ПИД-регулятора поддерживает малую амплитуду на резонансной частоте. Энергия для подержания частоты, математически связанна с вязкостью продукта.
Сенсор можно устанавливать в любое геометрическое положение.
Замечание.Не известны из-за ограниченного количества на российском рынке
Galvanic Applied Sciences
Штаб квартира находиться в Канаде. Остальные данные пока не известны…
ViscoLiner 500
| Диапазон измерений | 00.1–1000 мПа.с. 1–10000 мПа.с. 10–100000 мПа.с. |
| Воспроизводимость Точность Повторяемость | ±1% ±2% ±0.25% |
| Рабочая температура | 0 до 120°C (130°C не более 30 минут) |
| Рабочие давление | 340 бар |
| Материал | 316L SS (1.4571) |
| Размер | 165-127 мм |
| Резонансная частота | До 650 Гц |
Рисунок 9 Внешний вид ViscoLiner 500
Описание сенсора
Сенсор работает в любом положении в резервуаре или трубе, поэтому его можно устанавливать в места где это более всего эффективно для пользователя. Измерения происходит, за счет крутильных колебаний, которые поддерживаются на постоянной частоте. Изменение вязкости вокруг зонда, приводит к изменению количества энергии для подержания постоянной амплитуды. Изменение энергии напрямую зависит от вязкости.
Замечание.Не известны из-за ограниченного количества на российском рынке
Emerson Electric
Компания Emerson основана в 1890 году в Сент-Луисе, штат Миссури, (США) как «Emerson Electric Manufacturing Co», названная именем первого президента и владельца компании — Джона Уэсли Эмерсона, который финансировал производство электродвигателей и вентиляторов с использованием патента, принадлежащего братьям шотландского происхождения Карлу и Александру Местон.
Компания совмещает технологию и инжиниринг во многих отраслях промышленности и предлагает технологические решения для промышленных, коммерческих и потребительских рынков.
Solartron 7829
| Диапазон измерений | 0.5–100 мПа.с. 10 – 1000 мПа.с. Опционально от 100 – 12500 мПа.с. |
| Повторяемость Погрешность | ±0.5% ±1% |
| Рабочая температура | От -50 +200 |
| Рабочие давление | До 207 бар |
| Материал | Нержавеющая сталь 316, монель 400 или хастеллой С22 |
| Размер | 190 мм |
Описание сенсора
Чувствительный элемент преобразователя вязкости 7829 представляет собой камертон, поддерживаемый электроникой в резонансе. Резонансная частота определяется плотностью среды, а демпфирование вибрации, относящееся обратно пропорционально к фактору добротности, пропорционально вязкости, т.е. при повышении вязкости среды Q уменьшается. Вискозиметр измеряет резонансную частоту и коэффициент добротности (резонансная частота/ширина полосы), по которым рассчитываются плотность и вязкость жидкости.
Замечание.Данный вискозиметр, зарекомендовал себя на Российском рынке, соотношением цена качество. В данной дипломной работе он будет подвержен лабораторным испытаниям. Подробности, которых смотрите далее.
Hydramotion
Hydramotion была основана в 1986. Все оборудование разрабатывается и изготавливается в наших лабораториях и производственных объектах вблизи Йорке, Англия.
По мимо вискозиметрии Hydramotion имеет опыт в производстве зондов влажности Microlance для измерения содержания воды в минералах. И MudBug, портативная система для определения глубины судоходного канала путем измерения плотности ила.
XL7
| Диапазон измерений | 0 … 10 000 000 мПа (рабочий диапазон необходимо согласовывать во время заказа) |
| Точность Воспроизводимость | ±1% ±0.3% |
| Рабочая температура | 0 до 150°C Опционально до 450°C |
| Рабочие давление | Давления процесса |
| Материал | Нержавеющая сталь 316 |
| Масса оборудования | 4 кг |
| Размер | 483 мм |
Описание сенсора
Вискозиметр XL7 является колебательным крутильным вискозиметром. Чувствительный элемент в виде диска на конце упругого стержня из нержавеющей стали погружен в измеряемую жидкость. Во время работы стержень происходят возвратно-поступательные вращательные колебания относительно оси диска на небольшой угол на очень высокой частоте. Колебания диска создают поперечные волны в жидкости. Энергия, расходуемая на поддержание колебаний и создание поперечных волн пропорциональна вязкости жидкости, измеряется микропроцессором, а затем преобразуется на индикаторе вискозиметра в величину вязкости в привычном для нас виде. Более высокая вязкость вызывает большую потерю энергии и, следовательно, более высокую работу.
Замечание.Данный вискозиметр, только появился на российском рынке и уже зарекомендовал себя как стабильный преобразователь вязкости. В данной работе он будет испытываться в лаборатории как претендент на место вискозиметра мастера, для МПУ.