Характеристики проблем вимірювання азоту та тиску

Азот (N₂), як один з найпоширеніших інертних газів у промисловому застосуванні, має унікальні фізичні та хімічні властивості, що накладають особливі вимоги на обладнання для вимірювання тиску. По-перше, азот (N₂) – це безбарвний газ без запаху за стандартної температури та тиску, з щільністю трохи нижчою, ніж у повітря (1,25 г/л проти 1,29 г/л у повітря), що означає, що газодинамічні характеристики необхідно враховувати для вимірювання витрати в трубопроводі. По-друге, азот хімічно надзвичайно стабільний і рідко реагує з іншими речовинами. Хоча це зменшує ризики корозії, це також робить традиційні датчики, засновані на хімічних реакціях або принципах адсорбції, неефективними.


У промислових процесах діапазони тиску азоту суттєво варіюються — від азоту низького тиску, що виробляється обладнанням для розділення повітря (можливо, лише кілька кПа), до резервуарів для зберігання високого тиску (до 40 МПа або більше). Тим часом температура азоту може коливатися від кріогенного рідкого азоту при -196°C до кількох сотень градусів Цельсія у високотемпературних процесах. Ці екстремальні умови експлуатації вимагають вимірювального обладнання з винятковою адаптивністю до навколишнього середовища та стабільною роботою.


Особливо слід зазначити, що азот під високим тиском може демонструвати неідеальну газову поведінку, відхиляючись від рівняння стану ідеального газу. Це вимагає від пристроїв для вимірювання тиску точної компенсації впливу температури. Крім того, в галузях промисловості з суворими вимогами до чистоти, таких як напівпровідники та фармацевтика, вимірювальне обладнання повинно забезпечувати нульове забруднення, уникаючи будь-яких потенційних ефектів виділення газу або адсорбції матеріалу.

Технічні переваги датчиків тиску серії SH308-M

Датчики тиску серії H308-M – ідеальний вибір для вимірювання тиску N2

Датчик тиску серії SH308-M використовує монокристалічний кремнієвий резонансний сенсорний чіп та передову технологію MEMS, що ідеально відповідає суворим вимогам вимірювання азоту.

Його основні технічні переваги відображаються в таких аспектах:

✔ Найкраща у світі продуктивність надлишкового тиску

Датчик тиску має унікальну конструкцію датчика з монокристалічного кремнію з можливістю витримувати надлишковий тиск до 50 МПа, що значно перевищує звичайні дифузні кремнієві або керамічні ємнісні датчики https://www.silverinstruments.com/ceramic-pressure-sensor.html. Для азотних систем, схильних до коливань тиску або випадкових ударів, ця чудова функція захисту від перевантаження ефективно запобігає пошкодженню датчика. Специфікації продукту показують, що навіть для азотних систем діапазону 40 МПа (5800 psi) датчик підтримує стабільність надлишкового тиску ±0,1% FS/МПа, що особливо важливо для резервуарів для зберігання азоту високого тиску та трубопровідних систем.

✔ Виняткова адаптивність до температури завдяки датчику тиску N2

Серія SH308-M працює в діапазоні температур від -40°C до +85°C (з фторвуглецевим маслом: від -10°C до +60°C) і може зберігатися при температурі від -40°C до +90°C. Цей широкий температурний діапазон дозволяє йому адаптуватися до різних умов, від випаровування рідкого азоту до високотемпературної обробки азотом. Примітно, що вплив температури навколишнього середовища становить лише ±0,1% від граничного значення/10°C, а це означає, що вимірювання майже не будуть дрейфувати навіть у випадках різких змін температури азоту.

✔ Неперевершена довгострокова стабільність

Монокристалічний кремнієвий датчик демонструє мінімальні ефекти повзучості та гістерезису, досягаючи довгострокової стабільності ±0,2% від допустимої межі допустимої межі/рік. Для безперервно працюючих азотних систем (таких як блоки розділення повітря або системи захисних газів) це призводить до значного зниження частоти калібрування та зниження витрат на обслуговування. Для порівняння, традиційні тензометричні датчики зазвичай демонструють на порядок вищий дрейф.

✔ Гнучкі варіанти конфігурації технологічного підключення

Продукт пропонує різні типи тиску (манометричний, абсолютний), кілька технологічних підключень (G1/2, NPT1/2, M20×1.5 тощо) та різні матеріали діафрагм (SUS316L, Hastelloy C-276 тощо). Для застосувань з надвисокочистим азотом доступний варіант діафрагми з позолоченого сталі 316L, щоб повністю виключити ризики забруднення матеріалу газовиділенням. Ця модульна конструкція дозволяє SH308-M ідеально адаптуватися до спеціальних вимог різних азотних систем.

✔ Цифрові перетворювачі тиску азоту

SH308-M оснащений цифровим дисплеєм з підсвічуванням для моніторингу тиску в режимі реального часу та підтримує аналоговий вихід 4-20 мА + HART для універсальної сумісності. Додатково його можна оснастити MODBUS RTU (RS485) для безшовної інтеграції в цифрові системи керування. Цей універсальний передавач поєднує в собі локальне зчитування показників з можливостями дистанційного зв'язку, пропонуючи як зручність, так і гнучкість для промислової автоматизації.
Ми також додаємо документи з налаштуваннями MODBUS RTU (RS485) для датчиків тиску N2 >> ЗАВАНТАЖИТИ

Типове застосування SH308-M в азотних системах

1. Моніторинг системи повітряного розділення азоту

У системах адсорбції з перепадами тиску (PSA) або мембранного розділення азоту, SH308-M може точно вимірювати зміни тиску в адсорбційній башті (зазвичай у діапазоні 0-1 МПа). Його коефіцієнт регулювання 100:1 дозволяє одному й тому ж перетворювачу охоплювати різні робочі умови від запуску до повного навантаження, а висока точність 0,075% забезпечує точний аналіз вмісту кисню. Вбудована температурна компенсація автоматично коригує коливання температури навколишнього середовища, гарантуючи надійну безперервну роботу 24/7.

2. Моніторинг безпеки резервуарів для зберігання азоту високого тиску

Для резервуарів для зберігання азоту високого тиску до 40 МПа захист від надлишкового тиску 50 МПа в SH308-M забезпечує подвійну гарантію безпеки. Ступінь захисту IP67 витримує суворі зовнішні умови, тоді як версія з діафрагмою з Хастеллою стійка до потенційних слідів корозійних домішок. Завдяки протоколу HART оператори можуть дистанційно контролювати тенденції тиску та оперативно виявляти аномалії.

3. Контроль надвисокочистого азоту в напівпровідниковій промисловості

У виробництві напівпровідників позолочена діафрагма 316L для SH308-M повністю відповідає стандартам SEMI F20 щодо дегазації металевих іонів. Висока точність 0,1% у поєднанні з швидким часом відгуку 0,25 секунди забезпечує точне керування потоком азоту в критичних процесах, таких як літографія та травлення. Локальне керування трьома кнопками дозволяє швидко калібрувати на місці без частого зняття кришки, що може призвести до забруднення.

4. Системи випаровування рідкого азоту

Хоча SH308-M не може безпосередньо вимірювати рідкий азот за температури -196°C, він винятково добре працює в трубопроводах з пароподібним азотом за низьких температур (від -50°C до 0°C). Фторвуглецева олійна версія стабільно працює за низьких температур -10°C, а її видатні характеристики статичного тиску (N/A) забезпечують стабільність вимірювань при різних тисках насиченої пари.

Рекомендації з вибору та встановлення

Враховуючи особливості застосування азоту, ми рекомендуємо такі принципи конфігурації SH308-M:

1. Вибір діапазону тиску:

Виберіть діапазон, що в 1,5 раза перевищує максимальний робочий тиск системи, але не перевищує 40 МПа. Наприклад, для робочого тиску 10 МПа виберіть діапазон 0–16 МПа.
Ми перераховуємо весь асортимент датчиків тиску N2 та URL-адреси:

2. Вибір матеріалу діафрагми:

- Стандартний промисловий азот: стандартна нержавіюча сталь 316L
- Азот зі слідами корозійних компонентів: Хастеллой C-276
- Вимоги до надвисокої чистоти: позолота 316L

3. Типи технологічних підключень:

- Системи високого тиску: 1/2"NPT(F), M20* 1.5 або G1/2
- Потрібне часте розбирання: санітарні з'єднання Tri-Clamp (потрібне спеціальне замовлення)

4. Вихід, необхідний для датчиків тиску n2

-Хоча всі наші датчики тиску n2 мають вихід 4-20 мА, вам потрібно вказати, чи потрібен вам MODBUS, MODBUS, HART для ваших застосувань.

5. Спеціальні опції:

- Високотемпературний азот: Виберіть радіатор (R1/R2/R3)
- Наявність вібрації: налаштування часу демпфування (0-99,9 секунд)

Примітки щодо встановлення:

- Уникайте встановлення передавачів у місцях, де рідкий азот може безпосередньо контактувати з
- Для застосувань високого тиску рекомендується кріплення U-подібними болтами на трубах діаметром 50 мм
- Сигнальні кабелі повинні бути прокладені на відстані щонайменше 15 см від силових кабелів, уникаючи паралельного прокладання.

Технічне обслуговування та калібрування

Модульна конструкція SH308-M забезпечує надзвичайно просте обслуговування:
1. Щоденні перевірки вимагають лише перевірки нульового дрейфу (можна калібрувати локально за допомогою трьох кнопок)
2. Щорічна комплексна перевірка продуктивності (рекомендується використовувати стандартний пристрій з щонайменше в 3 рази вищою точністю)
3. Замінюйте рідину кожні 3-5 років (залежно від умов експлуатації)

Використовуючи комунікатори HART або програмне забезпечення для конфігурації, інженери можуть:

- Дистанційна діагностика стану датчиків
- Налаштуйте час демпфування для оптимізації динамічної реакції
- Встановлення струмів сигналізації (регульований 3,6-22,8 мА)
- Перегляд критичних параметрів, таких як сукупний час роботи

Ця перевага в продуктивності забезпечує SH308-M виняткову економічну ефективність у застосуваннях вимірювання азоту. Хоча початкові інвестиції дещо вищі, його довгострокова стабільність, мінімальні вимоги до обслуговування та подовжений термін служби призводять до значного зниження загальної вартості володіння (TCO).

Висновок
Датчик тиску серії SH308-M, завдяки своїй резонансній технології на основі монокристалічного кремнію та інноваційній конструкції MEMS, ідеально вирішує різні завдання вимірювання азоту. Чи то для резервуарів для зберігання надвисокого тиску, чи для застосування в надчистих напівпровідниках, чи то для умов із різкими коливаннями температури, він забезпечує стабільні, точні та надійні дані вимірювань. У поєднанні з гнучкими варіантами конфігурації та простими функціями обслуговування, SH308-M, безсумнівно, є ідеальним вибором для моніторингу тиску в азотній системі.

Для користувачів, які прагнуть максимальної надійності та найнижчих витрат на життєвий цикл, ми наполегливо рекомендуємо SH308-M як основний компонент систем вимірювання азоту. Відвідайте офіційний веб-сайт Silver Instruments або зв’яжіться з місцевими дистриб’юторами, щоб отримати індивідуальні поради щодо вибору та технічну підтримку, адаптовану до конкретних застосувань.