密度传感器 气体的纳米质量

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Endress+Hauser Flowtec股份公司和TrueDyne Sensors股份公司之间的合作

直接在生产过程中连续测量气体密度的设备——纳米质量气体密度传感器是第一个用于精确测量气体密度的设备,基于革命性的MEMS科里奥利技术。 这是Endress+Hauser Flowtec股份公司多年来的科里奥利技术,和TrueDyne Sensors股份公司的创新微观技术的结合。 首次在经济上有吸引力的条件下,可以在运行过程中直接连续监测气体密度或气体质量等参数。 纳米质量气体密度传感器可以很容易地集成到任何现有的工艺基础设施中。

这就是密度测量的工作方式。
纳米质量气体密度测量系统的核心是一个带有微通道的MEMS芯片,该微通道永久设置为共振振荡。 这种振荡的固有频率直接取决于流过的流体(如气体)的质量或密度。 流体的密度越大,振荡的微通道的固有频率就越小。 因此,振荡频率是对流体密度的直接测量。

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应用

气体混合物的监测

在许多行业中,每天不仅要生产大量的气体和混合气体,而且还要用于各种生产过程。 对气体质量的准确记录在过程监控中起着越来越重要的作用,特别是气体密度的测量。 纳米质量气体密度测量仪是一个使用创新的MEMS技术的高度精确的测量设备,可以同时测量气体密度、压力和介质的温度,昼夜不停。 这为安全高效的流程管理开辟了独特的视角:

  • 有效监测混合过程——例如在焊接系统或其他制造过程中,借助于集成的浓度包(可选)生产双组分的气体
  • 精确控制混合剂——例如空气与燃料气体的混合,以优化燃烧过程

1. 焊接气体。 2. 混合用于焊接气体的气体混合器。 3. 来自TrueDyne / Endress+Hauser Flowtec的纳米质量密度传感器直接测量过程中混合气体的密度和压力。 如果这偏离了目标值,就可以立即中断这个过程。 4. 由于对所使用的气体进行持续的质量控制,可以无浪费地进行焊接。

沼气——质量监测

测量任务:

在输入天然气网之前,用纳米物质气体密度传感器监测沼气的最终成分。

客户的利益:

  • 质量改进:通过持续监测更好地熟悉流程。
  • 降低运营成本:稳健且免维护的测量。

1. 运送生物质并准备进一步加工。 2. 在受控条件下培养(发酵)生物质的发酵罐或生物反应器。 3. 将生物气体处理后输入天然气网。 在适当的加压和加臭(添加典型的天然气气味)之后,处理过的沼气被送入天然气网。 4. 用于质量监测的纳米质量。 沼气由55%至60%的甲烷(CH4 )、高比例的二氧化碳(CO2 )和少量其他气体组成。 通过分离二氧化碳和硫化氢,沼气被升级为天然气质量,甲烷含量为 >96%。

技术规格

一般

测量的变量:

  • 密度
  • 温度
  • 压力

衍生的测量值(自定义配置):

  • 根据理想气体规律的标准密度
  • 根据理想气体规律的平均摩尔质量
  • 根据二元气体混合物的可自由参数化模型的浓度(可选)

允许的测量物质:

允许的介质是以下列出的具有以下特性的气体:

  • 无腐蚀性
  • 绝对湿度 < 10 g/m³( 露点 < 11 °C)
  • 相对湿度(不凝结) < 80 %
  • 氦气浓度 < 50 ppm(不允许使用纯氦气)

允许的气体或其混合物:

  • 氮气 (N2)
  • 氧气 (O2)
  • 空气
  • 二氧化碳 (CO2)
  • 氖 (Ne)
  • 氩气 (Ar)
  • 氪 (Kr)
  • 氙 (Xe)
  • 氢气 (H2)
  • 甲烷 (CH4)
  • 天然气(氦气的最大允许浓度:50 ppm)
  • 乙烷(乙炔)(C2H2)
  • 乙烯 (C2H4)
  • 乙烷 (C2H6)
  • 丙烯 (C3H6)
  • 丙烷 (C3H8)
  • 丁烷 (C4H10)
  • 液化石油气(以气态形式供应)

如有必要,在单独说明后可使用其他介质。

测量性能

测量精度

参考条件下的基本精度

密度(气体):±0.1 kg/m³

用于现场密度校准:±0.05 kg/m³(在工艺条件下进行现场密度校准后有效)

注意:随着系统压力的增加,相对密度的测量精度也会增加。

温度(用于密度测量):±0.5 °C

压力(用于密度测量):±0.05 bar

输出的准确性:

v.m. = 测量值的
对于模拟输出,必须考虑到测量偏差的输出精度。

电流输出:最大 测量值的±0.1 % 或 ±15 μA

可重复性

参考条件下的基本可重复性

密度(气体):±0.05 kg/m³

温度:±0.25 °C

压力:±0.02 bar

响应时间:

500 ms

温度条件

允许的介质温度:

-20…+60 °C

允许的环境温度:

-20…+60 °C

通过USB接口操作时:操作温度限制在0…60 °C。

允许的储存温度:

-20…+60 °C,最好是+20 °C

 

显示/操作

允许的密度测量范围:

0…30 kg/m³

允许的压力范围:

0….20 bar(绝对值)
爆破压力80 bar(绝对值)

建议最大值 完全测量精度的流量:

1 l/min

过滤器

为了避免微通道的堵塞,建议在仪表前安装一个过滤器。

  • 推荐的过滤孔径:≤15 μm
  • 交货包括过滤器:¹⁄₄ “-Swagelok 管线过滤器 SS-4F-15

震动:

由于微型通道的工作频率很高,振动(<20 kHz)对测量精度没有影响。

进流和出流:

进流和出流对测量精度没有影响。

环境条件

气候类别:

DIN EN 60068-2-38标准(测试Z/AD)

电磁兼容性:

根据IEC/EN 61326标准
符合EN550011标准的工业排放限值(A级)

抗冲击性:

根据IEC/EN 60068-2-31标准

材料

房子:

铝,粉末涂层
窗户材料:聚碳酸酯

接触媒体:

不锈钢:

  • 1.4404 (316L)
  • 1.4542 (17-4 PH)

硅胶
BOROFLOAT® 33玻璃
环氧树脂
陶瓷 (AI2O3)
氟橡胶
聚四氟乙烯

连接:

4-20mA接口:

  • 插座:压铸锌,镀镍
  • 接触载体:聚酰胺
  • 接触:黄铜,镀金

RS232接口:

  • 插座:压铸锌,镀镍
  • 接触载体:聚酰胺
  • 接触:黄铜,镀金

USB接口:

  • 插座:聚酯纤维
  • 接触载体:聚酯纤维
  • 接触:铜合金,镀金
  • 保护帽:聚酯纤维

电源连接:

  • 插座:黄铜,镀镍
  • 接触载体:聚酰胺
  • 接触:黄铜,镀金

压力传感器连接:

  • 插座:黄铜,镀镍
  • 接触载体:聚酰胺
  • 接触:黄铜,镀金
尺寸/设计

1908_设计形式_尺寸_纳米质量_TrueDyne_Endress

 

尺寸:

103 mm x 157.5 mm x 62.5 mm³

重量

约1.5kg

尺寸测量通道MEMS芯片:

160 x 200 μm (500 nl)

外壳保护:

IP65/67标准

流体接口

流体接口:

⁄₄”- Swagelok管接头

电气接口

电源线:

外径:3.5…5毫米
核心数量:最少2个
线路电阻:20 °C 时77.8Ω/km
屏蔽:单屏蔽

信号线:

屏蔽:建议使用屏蔽电缆。 观察系统的接地设计。

USB电缆(选项):

电缆类型:迷你USB,B型,Buccaneer;标准USB,A型
电缆长度:最大 5 m

RS232电缆(可选):

电缆类型:M12,4级;D-Sub,9级
电缆长度:最大 5 m
传输速度:57600 Bd

电缆连接:

电源连接:M9,2极(插头)
4-20 mA: M12,4极(插头)
USB接口(选项):迷你USB,B型(插座)
RS232接口(选项):M12,4级(插座)

电源电压:

电源连接:DC 8…30 V,电源装置必须经过安全测试(如PELV,SELV)
USB接口(选项):DC 5 V

最大功率消耗:

400 mW

证书/认证

CE标志:

该测量系统符合欧共体指令的法律要求。
Endress+Hauser通过贴上CE标志来确认设备的成功测试。

C-Tick标志:

该测量系统符合“澳大利亚通信和媒体管理局”的电磁兼容性要求。

CRN认证:

可以选择为测量系统订购CRN(加拿大注册号)认证。

防爆认证:

关于目前可用的防爆版本(ATEX、FM、CSA、IECEx、NEPSI等)的信息,可向您的TrueDyne Sensors AG销售联系人索取。

所有与防爆有关的数据都可以在单独的文件中找到,如果需要可以下载。

电磁兼容性:

根据IEC/EN 61326标准
符合EN550011标准的工业排放限值(A级)

外部标准和准则:

EN 60529
IEC/EN 60068-2-6
IEC/EN 60068-2-31
EN 61010-1
IEC/EN 61326
NAMUR NE 43

产品结构

1908_产品结构_纳米质量_TrueDyne_Endress+Hauser Flowtec