Hvad er en membrantætning?
En membrantætning er en tynd, korrugeret skive, der bruges til at isolere det målte medium fra trykmåleinstrumentet. Rummet mellem membranen og trykmåleren, procestransmitteren eller trykafbryderen er fyldt med systemvæske, som hydraulisk overfører trykket fra den fleksible membran. På grund af den korrugerede struktur af membranen er kontaktområdet mellem mediet og membranen relativt stort, hvilket sikrer mere nøjagtige trykmålinger, især ved ekstremt lave tryk (mindre end eller lig med 8,7 bar / 600 mbar).
Ved at forhindre direkte kontakt mellem mediet og trykmåleelementet, tætner membrantætningen også:
Eliminerer tilstopning og krystallisering i måleinstrumentet
Minimerer korrosion
Beskytter følerelementet mod ekstreme temperaturer
Når det bruges med en membrantætning, kan måleinstrumentet bruges i et temperaturområde på -130 til +750 grader F (-90 til +399 grader ) og med ætsende, højviskositets- eller giftige medier. Til krævende industrielle applikationer såsom bioethanolproduktion, gødningsproduktion og spildevandsfiltrering er en række forskellige membrantætningsdesigns, -materialer og overførselsvæsker tilgængelige.
Hvorfor bruge membrantætninger?
En vel-designet membrantætning kan give effektiv beskyttelse og samtidig minimere indvirkningen på nøjagtigheden. Derfor kan membrantætninger forlænge levetiden for trykmåleinstrumenter, hvilket sparer brugerne betydelig tid og omkostninger i det lange løb.
Membrantætninger understøtter også fjerninstallation fra trykporten via et specialdesignet-kapillarrør, der er skræddersyet til specifikke applikationer. Ydermere opfylder membrantætninger på grund af dets brede udvalg af procesforbindelser, materialer og tilbehør adskillige industristandarder.
Membran-forseglede tryktransmittere er tryktransmittere af flange-type. Disse tryktransmittere måler tryk, differenstryk, niveau og flowhastighed ved at installere en membrantætning.
Måleprincip for membrantryktransmittere
I nogle kemiske eller sanitære applikationer er det nødvendigt at isolere måleinstrumentet fra procesvæskens tryk.
Membrantætningen fungerer som en beskyttende grænseflade mellem måleenheden og procesmediet.
Membranen og kontaktdelene er lavet af et procesvæske-bestandigt materiale og er svejset til bunden af måleenheden.
Et kapillarrør eller en forbindelsesmuffe bruges til at forbinde membrantætningen og sensoren i måleenheden.
Denne spalte skal afgasses under vakuum, derefter fyldes med passende olie og forsegles.
Det målte tryk udøver en kraft på den ydre overflade af membranen.
Når membranen bøjer indad, forsøger den at komprimere påfyldningsvæsken inde i instrumentet.
Denne påfyldningsvæske er inkompressibel, så kraften overføres direkte til måleenheden.
Hele driftsprincippet for en membrantryktransmitter er baseret på Pascals princip.
Dette princip siger, at tryk, der virker på en væske, overføres i alle retninger uden tab.
For at denne proces kan fungere korrekt, skal den kraft, der kræves for at bevæge membranen, være større end den kraft, der kræves for at flytte føleelementet inde i måleenheden.
I praksis betyder det, at jo mindre kraft der kræves for at flytte måleelementet, jo lettere er det at bygge et præcist tætningssystem.
Hvordan vælger man en membrantryktransmitter?
Pålideligt og robust design
Pålidelig samlingsstruktur
Alt-svejset design, gevindløse forbindelser
100% Helium testet, sikrer ingen lækager
Det buede design på membranen beskytter membrantætningens integritet.
Flere procesforbindelsesmuligheder
Vi tilbyder en række forskellige membrantætninger, der passer til forskellige installations- og anvendelseskrav:
DN40 til DN100 Flangemembrantætninger med flush membran, velegnet til generelle applikationer
Membrantætninger med forlængelser (50 til 200 mm), velegnet til tilstopning af-tilbøjelige tyktflydende væsker eller flush-monteret på tankvægge for at forhindre procesblokering
Membrantætninger med flangeadaptere, svejsede eller gevindforbindelser, velegnet til procesforbindelser med lille-diameter med forbedret ydeevne
Membrantætninger med DIN, SMS eller klemme-type fødevaresikkerhedsforbindelser, velegnet til sanitære applikationer
Adaptermonteringsmuligheder gør det muligt for membrantætninger at tilpasse sig specielle forbindelser, hvilket især forbedrer sensorfølsomheden under særlige forhold.
Kontakt os venligst for specifik information om membrantætning.
Stiv montering
Hvis temperaturen ikke overstiger 150 grader, kan tryktransmittere med membrantætninger monteres stift eller direkte monteret.
Kapillærsamling
Brug af en kapillær kan begrænse virkningen af procestemperatur på instrumentets nøjagtighed.
En kapillarlængde på 500 mm kan reducere instrumenttemperaturen til stuetemperatur.
Kapillærlængden skal være så kort som muligt, da det påvirker målenøjagtigheden og responstiden.
Kapillærlængder varierer fra 0,5 m til 15 m og er udstyret med PVC (-10 til +80 grader) eller rustfri stål (-40 til 350 grader) beskyttelseshylstre.
Den indvendige diameter er 1 mm for standardapplikationer og 2 mm for specielle applikationer.
Temperaturvariationer langs kapillarrørets længde vil påvirke instrumentets nøjagtighed.
Kapillarlængden er velegnet til både lav--- og højtrykssiden af balanceringssystemet.
Ved stiv montering kan kapillaren kun installeres på lavtrykssiden; for fjernmonterede enkelt-membrantætningssystemer kan kapillaren kun installeres på højtrykssiden. Temperaturkompensation skal udføres på fabrikken for at sikre nøjagtigheden.
Membranmaterialer
Til applikationer, der involverer ætsende væsker, fås membrantætninger i en række forskellige korrosionsbestandige- materialer (rustfrit stål, Hastelloy C, Monel, tantal, titanium, zirconium, nikkel osv.).
Overfladefinish
Til hygiejniske applikationer og rengøringsanvendelser (in{0}}rengøring) er overfladekvaliteten af membranen og væske-kontaktende komponenter afgørende.
For at forhindre kontaminering fra produktrester eller mikroorganismer skal overfladefinish kontrolleres.
En række gennemsnitlige ruhedsværdier er tilgængelige for membrantætninger: Ra mindre end 0,4 til 0,8 µm for glatte overflader og Ra mindre end 1,6 µm nær svejsninger.
Membranens tykkelse og materialer
En membran er et fleksibelt metallisk måleelement.
For optimal fleksibilitet og følsomhed bør membrantykkelsen være så stor som muligt.
Den fås i en række forskellige materialer (rustfrit stål, Hastelloy C, Monel, tantal osv.) og kan coates (PFA, PVDF, guld osv.) for at modstå det kemiske angreb af den målte væske.
Tykkelsen varierer afhængigt af materialet. Membranen er svejset til membrantætningen, og vi bruger heliumtest til at kontrollere tætningen.
Pakningsvæske
Den anvendte påfyldningsvæske skal være egnet til anvendelsestemperaturområdet.
Minimums- og maksimumtemperaturerne for den væske, der testes, samt den omgivende temperatur skal tages i betragtning.
Ydermere skal påfyldningsvæsken være kompatibel med væsken, der testes, især for væsker såsom oxygen.
Til fødevareindustrien kan der anvendes mineralsk påfyldningsolie for at forhindre kontaminering af den væske, der testes, i tilfælde af membranbrud.
Skyllering
Skyleringsringe fås som ekstraudstyr til membrantætningssystemer og tilbydes i en række forskellige materialer.
Skyleringen monteres mellem membrantætningen og procesflangeforbindelsen.
Det er komponenten i kontakt med væsken.
Ringen har et eller to huller til skylning og rengøring af membranoverfladen.
Den kan også bruges som en kalibreringsring ved at påføre tryk gennem disse huller.
Tekniske data
Nøjagtighed: ±0,1 ved 20 grader
Disse værdier skal lægges til tryktransmitterens nøjagtighedsklasse: ±0,065% for differens- og relativtryk og 0,2% for absolut tryk.
Imidlertid kan vakuumnøjagtigheden af standardmodeller ikke garanteres til at overstige 20 Torr (27 mbar abs).
Dette skyldes, at de fleste pakkevæsker indeholder spormængder af indespærret luft eller gas, som udvider sig betydeligt nær det absolutte nulpunkt.
Denne udvidelse påvirker instrumentets måleenhed.
Procesvæsketemperatur: Minimum -90 grader , maksimalt +400 grader afhængigt af typen af pakkevæske og membranmateriale.
Effekten af temperatur
Membran-forseglede tryktransmittere består af en membrantætning (med eller uden kapillar) og en trykmåleenhed.
Instrumentet er fyldt med en pakkevæske ved en bestemt temperatur (typisk +20 ±2 grader), kaldet referencetemperaturen.
Ændringer i omgivelsestemperaturen eller temperaturen af den målte væske vil forårsage en proportional ændring i pakkevæskens volumen. Dette vil påvirke det indre tryk i målesystemet og dermed indføre fejl.
For at minimere denne fejl skal der kompenseres for volumenændringer forårsaget af temperatur.
Små-diafragmaer kan kun kompensere for små lydstyrkeændringer.
Derfor anbefaler vi at bruge membrantætningen med størst mulig diameter, afhængigt af procesforholdene.
Når procestemperaturen er mellem +150 grader og +250 grader, skal der bruges en køleplade mellem membrantætningen og målecellen for at forhindre temperaturdiffusion.
Når temperaturen er over 250 grader, skal der bruges en kapillarmembranforsegling til at beskytte instrumentet mod virkningerne af høje-temperaturprocesser.
Dette vil reducere målecellens temperatur til nær den omgivende temperatur.
For at minimere virkningerne af temperatur:
Brug en passende påfyldningsvæske;
Vælg den størst mulige membrandiameter;
Minimer instrumentets indre volumen så meget som muligt;
Brug kapillarsamlinger eller køleplader for at reducere temperaturpåvirkningen på sensoren;
Isoler sensoren og kapillæren fra omgivelsestemperaturen og/eller brug en tracer-kapillær;
Anmod om fabrikstryk- og temperaturkompensation.
Hvad er fordelene ved membranforseglede-tryktransmittere?
Funktionen af en membrantætning er at isolere et trykmåleinstrument fra procesmediet. Det er almindeligt anvendt i de mest komplekse måleopgaver. Følgende er nogle af de vigtigste fordele ved membran-forseglede tryktransmittere:
(a) Minimal indvirkning på nøjagtigheden: En vel-designet membrantætning kan give effektiv beskyttelse og samtidig minimere indvirkningen på nøjagtigheden. Derfor kan membrantætninger forlænge levetiden for trykmåleinstrumenter, hvilket sparer brugerne betydelig tid og penge i det lange løb.
(b) Flere procestilslutningsmuligheder: Membrantætninger understøtter også fjerninstallation fra trykporten via et brugerdefineret kapillarrør, som kan tilpasses til din specifikke applikation. På grund af tilgængeligheden af flere procesforbindelsesmuligheder (flange, gevind osv.), kan den desuden opfylde mange industristandarder.
(c) Velegnet til en lang række skrappe målemedier: Ved brug af membrantætninger kan måleinstrumenter bruges i et temperaturområde på -130 til +750 grader F (-90 til +399 grader ) og kan bruges sammen med ætsende, højviskositets- eller giftige medier. Til højtemperaturmålinger kan tryktransmittere kræve en kondensator i visse situationer.
(d) Nøjagtig måling ved ultra-lave tryk: Fordelen ved membrantætninger ligger i den relativt store "kontaktflade" mellem trykmediet og membranen. Derfor sikres nøjagtige trykmålinger, især ved ekstremt lave tryk (< 600 mbar). Furthermore, low-pressure transmitters are easy to disassemble, for example, for cleaning or calibration. More importantly, the relatively large contact area between the medium and the diaphragm ensures even more accurate pressure measurements.
Hvad er de industrielle anvendelser af membrantætninger?
Membrantætninger bruges typisk til at beskytte tryktransmittere mod en eller flere skadelige faktorer i procesmediet. Membrantætningssystemer er velegnede til måling af niveau, tæthed, flowhastighed og tryk og bruges i følgende scenarier:
Ekstremt høje eller lave væsketemperaturer;
Ætsende væsker, der kan korrodere materialer, de kommer i kontakt med;
Væsker under tryk, der kan tilstoppe forbindelsen til sensoren, hvilket forhindrer trykket i at nå måleenheden på en konventionel tryktransmitter;
Viskøse væsker eller væsker med risiko for størkning (tørring eller polymerisering) i forbindelsen til sensoren, hvilket forhindrer tryk i at nå måleenheden eller gør membranen på en konventionel tryktransmitter ubevægelig;
Væsker, der kan fryse, når temperaturen falder;
Anvendes i applikationer med høje hygiejnekrav, der kræver specifikke overfladeforhold for at forhindre bakterievækst;
Anvendes i hydrogenpermeationsapplikationer: når hydrogenioner (H+) er til stede og kan gennemtrænge membranen;
Til vakuumapplikationer er membran-forseglede vakuumtryktransmittere monteret under højtryksporten- for at reducere virkningen af vakuum på transmitterens påfyldningsvæske. Den mindste kapillarlængde afhænger af afstanden mellem senderens monteringssted og lav-porten. Alle hulrum i samlingen er fyldt med olie, inklusive membran-, kapillar- og membranforseglet- tryktransmitterlegeme. Mens fremstillingsprocessen hjælper med at sikre oliepåfyldning af høj-kvalitet, forbliver temperatur-inducerede fejl en iboende begrænsning af membranforseglede-systemer.
Differentialtryktransmitteren af kapillartypen kan bruges til niveaumåling. Bestem de minimale og maksimale trykforskelle, der skal måles
Laveste væskeniveau:
PMin=(SGp xa) – (SGf xd)
Det vil sige: Minimum målbart tryk (LRV), når tankbundtrykket er højt
Det vil sige: Maksimalt målbart tryk (-URV), når tankens bundtryk er lavt
PMax=(SGp xb) – (SGf xd)
Det vil sige: Maksimalt målbart tryk (URV), når tankbundtrykket er højt
Det vil sige: Maksimalt målbart tryk (-LRV), når tankens bundtryk er lavt
Hvor:
Laveste væskeniveau ved 4mA
Højeste væskeniveau ved 20mA
a=Afstand mellem det nederste målepunkt og det laveste væskeniveau
b=Afstand mellem det nederste målepunkt og det højeste væskeniveau
d=Afstand mellem de to målepunkter
SGf=Densitet af kapillærfyldningsvæsken
SGp=Densitet af procesvæsken
Tætheds- eller grænseflademåling
Beregn de minimale og maksimale trykforskelle, der skal måles
Pmin=(SGmin – SGf) x (d);
Minimum tæthed, 4mA udgang
Pmax=(SGmax – SGf) x (d);
Maksimal tæthed, 20mA udgang
Hvor: d=Afstand mellem de to sonder
SGmax=Maksimal vægtfylde
SGmin=Minimum specifik vægtfylde
SGf=Densitet af kapillærfyldningsvæsken
