Snímače hladiny s planžetovou membránou eliminují mrtvý prostor a ucpávání u kalů, suspenzí a viskózních médií. Získejte bezplatné doporučení velikosti od inženýrů WELK.
Vysílač hladiny s přímou membránou je hydrostatický tlakový vysílač, jehož snímací prvek je plochá kovová nebo polymerová membrána namontovaná v jedné rovině s procesním připojením, takže zde není žádný tlakový port, tryska nebo impulsní potrubí, které by se mohlo ucpat. Měří hydrostatický tlak sloupce kapaliny nad sebou v rozsahu od 0-1 mH₂O do 0-100 mH₂O, s typickou přesností 0,25-0,5 % plného rozsahu (FS), a výstupem je signál 4-20 mA. Protože membrána z 316L nebo s PTFE výstelkou je v jedné rovině se stěnou nádrže nebo přírubou, je eliminován mrtvý prostor a kal, kejda, buničina nebo krystalizující média nemohou přemostit nebo se usazovat za prvkem, což činí vysílač hladiny s přímou membránou standardním řešením měření hladiny bez ucpávání pro odpadní vody, kejdy a viskózní média.
Standardní tlakové vysílače měří hladinu přes tlakový port nebo délku impulsního potrubí, které spojuje proces se snímacím prvkem. U čisté vody nebo lehkých chemikálií to funguje dobře, ale u špinavých, viskózních nebo pevných látek obsahujících médií selhává předvídatelným způsobem.
Mrtvé zóny za membránou. Konvenční vysílač má dutinu, kapiláru nebo trysku mezi procesem a křemíkovou buňkou. V nádrži na kal nebo v jímce na kejdu se pevné látky usazují v této dutině, časem ztvrdnou a vytvoří zátku, která špatně nebo vůbec nepřenáší tlak. Výsledkem je drift nulového bodu a údaj hladiny, který již nesleduje skutečný obsah nádrže.
Ucpaná impulsní potrubí. Když je vysílač namontován na dálku a připojen trubkou nebo potrubím, impulsní potrubí se naplní procesním médiem. Vláknitý materiál v papírenské a celulózové suspenzi, obsah hadrů v odpadních vodách a vysrážené soli v chemických provozech se všechny hromadí v potrubí. Jakmile se potrubí ucpe, vysílač čte zachycený tlak spíše než skutečnou hladinu kapaliny a vyčištění potrubí je ruční, pracně náročná práce, která vyřadí přístroj z provozu.
Přemosťování pevných látek a tvorba krusty. Média, která krystalizují nebo vytvářejí krustu, jako je žíravý solný roztok, vápenná kejda, sádra nebo polymerní dávkovací roztoky, mohou přemostit otvor tlakového portu. Krusta silná jen několik milimetrů stačí k izolaci buňky od procesu, což vede k zamrzlému údaji. Stejné selhání se objevuje v potravinářských aplikacích, kde pasty a sirupy karamelizují nebo tuhnou kolem portu.
Společným jmenovatelem je geometrie: každý zapuštěný port, tryska nebo trubka vytváří místo, kde se mohou hromadit pevné látky. Vysílač hladiny s přímou membránou tuto geometrii zcela odstraňuje.
U přístroje se zapuštěnou membránou je snímací prvek přivařen nebo upnut tak, že jeho přední plocha je přesně v rovině s čelem příruby, závitového procesního připojení nebo svorky. Procesní médium tlačí přímo na celý povrch membrány a membrána, obvykle tloušťky 0,05–0,20 mm z oceli 316L nebo 316L s PTFE/PVDF povrchem, se prohýbá působením hydrostatického tlaku. Plnicí kapalina zachycená mezi membránou a snímací buňkou přenáší toto prohnutí na křemíkový tlakový senzor za ní.
Protože je membrána zapuštěná, neexistuje žádný mrtvý prostor, žádné impulsní potrubí ani žádný port, který by se mohl ucpat. Kal, suspenze, buničina a viskózní pasty protékají kolem prvku, aniž by se hromadily, proto se toto provedení také označuje jako převodník tlaku se zapuštěnou montáží nebo převodník s nulovým mrtvým prostorem. Rozsah tlaku je určen plochou a tuhostí membrány: větší membrány (až do DN80/DN100 nebo 3–4 palcové příruby) poskytují nízké rozsahy až do 0–1 mH₂O s dobrým rozlišením, zatímco menší připojení zvládají vysoké statické tlaky. WELK hydrostatický převodník hladiny se zapuštěnou membránou pokrývá celou škálu velikostí membrán, smáčených materiálů a výstupních možností používaných v aplikacích s kalem a odpadními vodami.
Výběr smáčeného materiálu je nejdůležitějším rozhodnutím u převodníku se zapuštěnou membránou, protože musí odolávat jak chemickému působení, tak abrazi procesního média.
Nerezová ocel 316L je výchozím materiálem membrány a vyhovuje většině kalů z odpadních vod, primárním a sekundárním usazovacím nádržím, buničině při střední konzistenci a neutrálním nebo mírně korozivním suspenzím. Pro procesní teploty do asi 130–150 °C trvale je 316L obvykle dostačující.
Membrány z Hastelloy C-276 se specifikují pro silně kyselé nebo chloridové suspenze, jako je kyselina chlorovodíková, prostředí s mokrým chlorem a dávkování chloridu železitého při čištění odpadních vod. Membrána z Hastelloy zabraňuje důlkové a štěrbinové korozi, která zkracuje životnost 316L v těchto proudech.
Membrány s PTFE nebo PVDF povrchem přidávají polymerovou bariéru přes kov pro vysoce korozivní média, jako jsou koncentrované kyseliny, louhy a agresivní rozpouštědla, při zachování zapuštěné geometrie. PTFE povrchy se také používají tam, kde média mají tendenci přilnout ke kovu. WELK protikorozní hydrostatický vysílač hladiny je postaven na korozivzdorných smáčených částech pro chemické kaly a agresivní dávkovací aplikace.
Sanitární provedení pro potravinářský, nápojový a farmaceutický provoz používají 316L s povrchovou úpravou Ra ≤ 0,4 μm, 3A kompatibilní svěrné spoje a bezešvé svary. Tato provedení jsou popsána níže v části o sanitárních provedeních.
U abrazivních médií je třeba zvážit, že tenká membrána vystavená nepřetržitému dopadu pevných částic může být v průběhu let provozu erodována. Tam, kde je abraze extrémní, může být opodstatněná silnější membrána, PTFE krytka nebo prodloužená verze, která přesune prvek do chráněné kapsy, a inženýři WELK doporučí správnou kombinaci na základě průměru membrány, tvrdosti média a rychlosti proudění.
Při porovnávání vysílačů s membránou v jedné rovině jsou pro rozhodování o procesu důležité následující specifikace:
Jmenovité statické tlaky se obvykle pohybují od 1,6 bar do 40 bar nebo více v závislosti na jmenovitém tlaku příruby (PN16, PN40, ANSI 150/300), proto při dimenzování přístroje potvrďte provozní tlak nádrže, nejen hladinu kapaliny.
Všechny tři rodiny jsou hydrostatické hladinové senzory, ale nejsou zaměnitelné při měření znečištěných médií.
| Funkce | Plovoucí membrána | Prodloužená membrána | Konvenční příruba/kapilára |
|---|---|---|---|
| Mrtvý prostor v místě snímání | Žádný | Malá kapsa před membránou | Velká příruba; tryska; nebo potrubí |
| Odolnost proti ucpávání u kalu/kašoviny | Vynikající | Dobrá | Špatná |
| Citlivost na nízké rozsahy | Dobrá (velká plocha membrány) | Dobrá | Nejlepší u čistých médií |
| Vakuové/tlakové cyklování | Vyžaduje provedení pro vakuum | Střední | Obvykle v pořádku |
| Typické nejlepší použití | Odpadní voda; kašovina; viskózní média | Vysoká teplota; vysoký tlak; viskózní s pevnými částicemi | Čisté kapaliny; plyny |
Zvolte plovoucí membránu, když médium ucpává, usazuje se nebo krystalizuje. Zvolte prodlouženou membránu, když procesní teplota překročí limit plnicí kapaliny plovoucí jednotky (nad asi 150 °C) nebo když je statický tlak velmi vysoký, a přijměte malou mrtvou kapsu. Zvolte konvenční vysílač pouze tehdy, když je médium čisté a potřebujete maximální rozsah měření nebo nejnižší náklady. Pro podrobnější srovnání radarových, ultrazvukových, hydrostatických a dalších technologií pro kal a odpadní vodu, WELK's průvodce výběrem snímačů hladiny pro vodu a odpadní vodu prochází kompromisy podle aplikace.
V komunální nebo průmyslové čistírně odpadních vod jsou vysílače s plovoucí membránou namontovány na dně nádrží na skladování kalu, zahušťovačů, vyhnívacích nádrží a mokrých jímek čerpacích stanic. V primárním kalu s 2-6 % pevných látek se konvenční přírubový vysílač ucpe během týdnů; plovoucí membrána s povrchem z 316L pokračuje ve správném měření po celá léta. Čerpací stanice, kde je médiem surová odpadní voda s hadry a pískem, jsou dalším klasickým případem: plovoucí prvek zabraňuje hromadění hadrů, které ucpává probublávací potrubí a příruby. WELK's hydrostatický vysílač hladiny pro odpadní vody je konfigurován speciálně pro tyto aplikace a stránka aplikací pro měření hladiny vody a odpadních vod uvádí kompletní sadu přístrojů pro toto odvětví.
Papírová suspenze o konzistenci 3-6 % je vláknitá a abrazivní a překrývá jakýkoli vyčnívající senzor. Zapuštěná membrána namontovaná ve stěně nádrže spolehlivě měří hydrostatický tlak suspenze a hladký povrch zabraňuje hromadění vláken mezi dávkami. Protože suspenze může obsahovat vzduch, přímý kontakt zapuštěného provedení s kapalinovým sloupcem poskytuje stabilnější měření než techniky se vzduchovou mezerou.
V chemických závodech se manipulace se suspenzemi pohybuje od vápenných suspenzí a suspenzí oxidu titaničitého po sádrové a katalyzátorové suspenze. Vápenné a sádrové suspenze krystalizují a tvoří krustu na otvorech; zapuštěná membrána s povrchem z Hastelloy nebo PTFE zabraňuje tvorbě krusty v místě snímání. Pro farmy nádrží zpracovávající více agresivních kapalin je průvodce měřením hladiny v chemických skladovacích nádržích a stránka aplikací pro chemické skladovací nádrže užitečným doplňkem k produktové řadě zapuštěných membrán.
Pasty a viskózní produkty, jako jsou rajčatový protlak, hořčice, čokoláda, barvy, lepidla a pryskyřice, všechny smáčejí kov a ulpívají na něm. Plochá membrána s hladkým povrchem o velké ploše nedává těmto produktům žádný prostor k ulpívání, který by blokoval signál. V potravinářství splňují hygienické ploché verze popsané níže také požadavky na čištění závodu.
Důlní jímky shromažďují hustý abrazivní kal, často s 20-40 % pevných látek hmotnostně. Vysílač s plochou membránou ve stěně jímky odolává nárazům pevných částic mnohem lépe než sonda nebo probublávač a výstup 4-20 mA je přiváděn přímo do řídicí logiky čerpadla, která řídí hladinu v jímce. Pro velmi hluboké jímky a nádrže je ponorná verze s plochou membránou IP68 alternativou k jednotce namontované na stěně.
Měření hladiny v potravinářství a farmacii přidává k problému ucpávání také požadavky na čištění a hygienický design. Samotný produkt – jogurt, sirup, smetana, fermentační bujón, vratná kapalina CIP – je viskózní a povrchy přicházející do styku s produktem nesmí zachycovat zbytky, které by poskytly útočiště bakteriím.
A hygienický vysílač hladiny s plochou membránou je vyroben s membránou z 316L vyleštěnou na Ra ≤ 0,4 μm, svařenou nebo upnutou bezštěrbinovým spojem a zakončenou hygienickou svorkou 3A (tri-clamp) od DN25 do DN51, nebo fitinkem Varivent či DIN11851. Protože je membrána plochá, nejsou zde žádné závity, kapsy ani slepá místa, kde by se produkt mohl hromadit a kvasit.
Kompatibilita s CIP (čištění na místě) a SIP (sterilizace párou na místě) závisí na teplotní a chemické odolnosti přístroje. Hygienický vysílač s plochou membránou by měl vydržet cykly CIP s louhem a kyselinou při 85-95 °C a pro SIP krátkodobé výkyvy na 130-140 °C sytou párou bez poškození membrány nebo náplňové kapaliny. Doporučení EHEDG i 3A upřednostňují ploché, bezštěrbinové snímací prvky přesně z důvodu zde diskutovaného: žádný mrtvý prostor znamená žádné zbytky, což znamená žádné útočiště pro mikroorganismy. Tam, kde je mezi procesem a náplňovou kapalinou vyžadována sterilní bariéra, poskytuje hygienický vysílač s plochou membránou se svařenou kovovou membránou potřebnou integritu.
Správná instalace vysílače s plochou membránou je rozdílem mezi lety spolehlivého provozu a chronickým problémem s údržbou.
Přírubový navařovací nebo trubkový sedlový nástavec. Nejběžnější montáží je navařovací příruba, hrdlo nebo trubkový sedlový nástavec, který se přivaří do stěny nádrže, a převodník se k němu přišroubuje. Nejprve přivařte montážní díl, poté nainstalujte převodník – nikdy nesvařujte s nainstalovaným přístrojem, protože svařovací proud může projít přes membránu a plnicí kapalinu a teplo může poškodit elektroniku. Pokud musí dojít ke svařování v blízkosti nainstalovaného přístroje, demontujte jej nebo chraňte membránu přivařeným krycím plechem.
Orientace montáže. Namontujte převodník tak, aby čelo membrány bylo svislé nebo mírně skloněné dolů u bočních montáží. Tím se zabrání tomu, aby na čele membrány ležela vrstva usazených pevných látek. Pro spodní montáže použijte zapuštěné uspořádání, které umožní pevným látkám odtékat z čela.
Nastavení nulového bodu. Po instalaci naplňte nádrž na známou referenční hladinu nebo ji vyprázdněte a poté proveďte trimování nulového bodu. Protože zapuštěná membrána měří plný hydrostatický tlak včetně plnicí kapaliny a montážních pnutí, nulové trimování v terénu při skutečných procesních podmínkách opraví obojí. Znovu nastavte nulu po jakékoli změně procesní teploty, která ovlivní plnicí kapalinu, a ověřte ruční pumpou, pokud to přístroj podporuje.
Chraňte membránu během výstavby. Před hydrostatickou zkouškou nebo uvedením do provozu zakryjte membránu ochranným krytem. Membrány jsou záměrně tenké a jediná jiskra ze svařování nebo tlakový ráz během zkoušky potrubí je může trvale deformovat.
Kabeláž a ochrana proti přepětí. Pro smyčku 4-20 mA použijte stíněný kroucený pár, uzemněte stínění na jednom konci a nainstalujte ochranu proti přepětí tam, kde kabel vede venku nebo v blízkosti měničů frekvence.
| Kritérium | Převodník se zapuštěnou membránou | Ponorná sonda | Probublávač | Radar |
|---|---|---|---|---|
| Odolnost proti ucpání | Vynikající — zarovnaná membrána; žádný mrtvý prostor | Dobrá — ale špička sondy se může zanést vláknitými médii | Slabá — ponorná trubice a kompresor potřebují přívod vzduchu | Vynikající bezkontaktní; neovlivněna kontaktem s médiem |
| Přesnost | 0 | 25–0 | 5 % rozsahu | 0, 25–0, 5 % rozsahu, 0, 5–1 % rozsahu typicky, ±2–10 mm na čistém povrchu; pěna zhoršuje |
| Údržba | Velmi nízká; periodická kontrola nuly | Nízká; periodické čištění špičky sondy | Vysoká — filtry; sušičky; vzduchové linky; proplachovací průtok | Nízká na senzoru; nutné řešení pěny a par |
| Relativní náklady | Nízké–střední | Nízké | Středně vysoké za celý životní cyklus | Středně vysoké |
| Nejvhodnější pro | Kal; suspenze; viskózní; pasty; míchané nádrže | Hluboké studny; nádrže; otevřené jímky | Znečištěná média v malých nádržích; kalové lože | Čisté nebo mírně znečištěné povrchy; velké nádrže; bez pevných částic |
Zapuštěná membrána a ponorná sonda obě měří hydrostatickou výšku, ale u kalu a suspenze vyhrává zapuštěná montáž díky odolnosti proti ucpání, protože měřicí plocha je čistá. Radar je nejsilnější bezkontaktní alternativou, když má nádrž pěnu, páru nebo rušení míchadlem, které překonává kontaktní senzory, i když radar má problémy se stabilními pěnovými vrstvami a vyžaduje pečlivý výběr antény. Než finalizujete technologii, zaslání procesních dat společnosti WELK k posouzení je nejrychlejší cestou k obhajitelnému rozhodnutí.
Jaký je rozdíl mezi vysílačem se zapuštěnou membránou a běžným tlakovým vysílačem? Vysílač se zapuštěnou membránou má měřicí prvek namontovaný přesně v rovině s přírubou procesního připojení, čímž odpadá tlakový port, tryska a impulsní potrubí běžného vysílače. Tím se odstraní mrtvý prostor, kde se může usazovat a ucpávat kal, suspenze a viskózní média, za cenu mírně nižšího maximálního rozsahu a většího procesního připojení.
Může vysílač hladiny se zapuštěnou membránou spolehlivě měřit kal a suspenzi? Ano. Plochá membrána nenechává nic, o co by se pevné částice mohly zachytit nebo na co by se nalepily, takže kal, suspenze, buničina a krystalizující média přes ni přecházejí bez blokování tlakového signálu. Je to standardní hydrostatická volba pro měření hladiny odpadního kalu a průmyslové suspenze.
Jakou přesnost mohu očekávat od vysílače hladiny se zapuštěnou membránou? Průmyslové verze obvykle dosahují 0,25–0,5 % plného rozsahu, přičemž 0,5 % FS je běžné v širokém teplotním rozsahu. Vysoce přesné hygienické a provozní verze mohou dosáhnout 0,1–0,2 % FS. Přesnost závisí na rozpětí, teplotní stabilitě a správné instalaci.
Je převodník s plochou membránou vhodný pro čištění CIP/SIP v potravinářských provozech? Hygienický převodník s plochou membránou s membránou z 316L leštěnou na Ra ≤ 0,4 μm a svorkovým připojením 3A je navržen pro čisticí cykly CIP a SIP do přibližně 95 °C pro CIP a krátké parní výkyvy 130–140 °C, bez štěrbin, které by zachycovaly zbytky.
Proč se můj konvenční převodník hladiny stále ucpává vápennou suspenzí a co mám místo něj použít? Vápenné a sádrové suspenze krystalizují a tvoří krustu na tlakových portech a impulsních vedeních. Výměna za převodník s plochou membránou s membránou z Hastelloy nebo PTFE odstraní kapsu, kde se tvoří krusta, a poskytuje nepřetržité měření hladiny bez ucpávání.
Každá suspenze, kal a pasta je jiná a převodník s plochou membránou je spolehlivý pouze tehdy, když materiál membrány, velikost připojení, rozsah a vakuová třída odpovídají vašemu procesu. Pošlete inženýrům WELK údaje o vašem médiu – hustotu suspenze, obsah pevných látek v procentech hmotnosti, teplotu, tlak, rozměry nádrže a zda je nádrž odčerpávána – a získejte bezplatné doporučení převodníku s plochou membránou dimenzovaného pro vaši aplikaci. E-mailem na adresu sales@level-meters.com nebo použijte poptávkový formulář na webu a uveďte podrobnosti z vašeho kontrolního seznamu RFQ , aby nic nechybělo. Všechny přístroje jsou vyrobeny a tlakově testovány podle dokumentované kontroly kvality postupy před expedicí a prototypy a hodnocení vzorků lze zajistit pro kvalifikační testování.
Flush diaphragm pressure-level transmitter for viscous liquids, slurry, buildup-prone media and tank-mounted level measurement.
Sanitary flush diaphragm level transmitter for clean process tanks requiring hygienic connection and easy-clean wetted surfaces.
Submersible hydrostatic transmitter configured for sewage pits, wet wells and wastewater tanks with anti-blocking diaphragm review.
Send drawings, dimensions, material, environment or operating conditions, and we will help confirm the right specification.
Uploaded reference files are included with the inquiry. For larger CAD packages, reply to the confirmation email or send them here:
Our team typically replies within 24 hodin.
