מאפייני חנקן ואתגרי מדידת לחץ

חנקן (N₂), כאחד הגזים האינרטיים הנפוצים ביותר ביישומים תעשייתיים, בעל תכונות פיזיקליות וכימיות ייחודיות המציבות דרישות מיוחדות למכשירי מדידת לחץ. ראשית, חנקן (N₂) הוא גז חסר צבע וחסר ריח בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים, עם צפיפות נמוכה מעט מזו של אוויר (1.25 גרם/ליטר לעומת 1.29 גרם/ליטר באוויר), מה שאומר שיש לקחת בחשבון את המאפיינים הדינמיים של הגז למדידת זרימת צינורות. שנית, חנקן יציב ביותר מבחינה כימית ורק לעתים רחוקות מגיב עם חומרים אחרים. אמנם הדבר מפחית את סיכוני הקורוזיה, אך הוא גם הופך חיישנים מסורתיים המבוססים על תגובות כימיות או עקרונות ספיחה ללא יעילים.


בתהליכים תעשייתיים, טווחי לחצי החנקן משתנים באופן דרמטי - מחנקן בלחץ נמוך המיוצר על ידי ציוד הפרדת אוויר (אולי נמוך עד כמה קילו-פסקל) ועד מיכלי אחסון בלחץ גבוה (עד 40 מגה-פסקל או יותר). בינתיים, טמפרטורת החנקן יכולה לנוע בין חנקן נוזלי קריוגני ב-196°C- ועד כמה מאות מעלות צלזיוס בתהליכים בטמפרטורה גבוהה. תנאי הפעלה קיצוניים אלה דורשים ציוד מדידה בעל יכולת הסתגלות סביבתית יוצאת דופן וביצועים יציבים.


ראוי לציין במיוחד שחנקן תחת לחץ גבוה עשוי להפגין התנהגות גז לא אידיאלית, ולסטות ממשוואת מצב הגז האידיאלית. זה דורש ממכשירי מדידת לחץ לפצות במדויק על השפעות הטמפרטורה. יתר על כן, בתעשיות עם דרישות טוהר מחמירות כמו מוליכים למחצה ותרופות, ציוד המדידה חייב להבטיח אפס זיהום, תוך הימנעות מכל פוטנציאל פליטת גזים או השפעות ספיחה של החומר.

יתרונות טכניים של משדרי לחץ מסדרת SH308-M

משדרי לחץ מסדרת H308-M הם הבחירה המושלמת למדידת לחץ N2

משדר הלחץ מסדרת SH308-M משתמש בשבב חיישן תהודה מסיליקון חד-קריסטליני וטכנולוגיית MEMS מתקדמת, ועומד בצורה מושלמת בדרישות המחמירות של מדידת חנקן.

יתרונותיה הטכניים המרכזיים באים לידי ביטוי בהיבטים הבאים:

✔ ביצועי לחץ יתר מובילים בעולם

משדר הלחץ כולל עיצוב ייחודי של חיישן סיליקון מונוקריסטלי עם יכולת לחץ יתר של עד 50MPa, העולה בהרבה על חיישנים קיבוליים קונבנציונליים מסיליקון מפוזר או קרמיים https://www.silverinstruments.com/ceramic-pressure-sensor.html. עבור מערכות חנקן הנוטות לתנודות לחץ או זעזועים מקריים, יכולת הגנה מעולה זו מפני עומס יתר מונעת ביעילות נזק לחיישן. מפרטי המוצר מראים שגם עבור מערכות חנקן בטווח של 40MPa (5800 psi), המשדר שומר על יציבות לחץ יתר של ±0.1%FS/MPa, דבר קריטי במיוחד עבור מיכלי אחסון חנקן בלחץ גבוה ומערכות צנרת.

✔ יכולת הסתגלות יוצאת דופן לטמפרטורה על חיישן לחץ N2

סדרת SH308-M פועלת בטווח טמפרטורות של -40°C עד +85°C (עם מילוי שמן פלואורו-פחמן: -10°C עד +60°C) וניתן לאחסן אותה בטווח של -40°C עד +90°C. טווח טמפרטורות רחב זה מאפשר לה להסתגל לתנאים שונים, החל מאידוי חנקן נוזלי ועד לעיבוד חנקן בטמפרטורה גבוהה. ראוי לציין כי השפעת טמפרטורת הסביבה שלה היא רק ±0.1%FS/10°C, כלומר המדידות כמעט ולא יסטו אפילו ביישומים עם שינויים דרסטיים בטמפרטורת החנקן.

✔ יציבות לטווח ארוך ללא תחרות

חיישן הסיליקון המונו-קריסטליני מציג אפקטים מינימליים של זחילה והיסטרזיס, ומשיג יציבות ארוכת טווח של ±0.2%URL/שנה. עבור מערכות חנקן הפועלות באופן רציף (כגון יחידות הפרדת אוויר או מערכות גז מגן), הדבר מתבטא בתדירות כיול מופחתת משמעותית ובעלויות תחזוקה נמוכות יותר. לשם השוואה, חיישני מד מאמץ מסורתיים בדרך כלל מציגים סחיפה גבוהה בסדר גודל.

✔ אפשרויות תצורה גמישות בחיבור תהליך

המוצר מציע מגוון סוגי לחץ (מד, מוחלט), חיבורי תהליך מרובים (G1/2, NPT1/2, M20×1.5 וכו'), וחומרי דיאפרגמה שונים (SUS316L, Hastelloy C-276 וכו'). עבור יישומי חנקן בעלי טוהר גבוה במיוחד, זמינה אופציית דיאפרגמה מצופה זהב 316L כדי לבטל לחלוטין את סיכוני הזיהום של פליטת גזים של החומר. עיצוב מודולרי זה מאפשר ל-SH308-M להתאים באופן מושלם לדרישות מיוחדות במערכות חנקן שונות.

✔ משדרי לחץ חנקן דיגיטליים

ה-SH308-M כולל תצוגה דיגיטלית עם תאורה אחורית לניטור לחץ בזמן אמת ותומך בפלט אנלוגי 4-20mA+HART לתאימות אוניברסלית. ניתן לצייד אותו אופציונלית ב-MODBUS RTU (RS485) לשילוב חלק במערכות בקרה דיגיטליות. משדר רב-תכליתי זה משלב קריאות מקומית עם יכולות תקשורת מרחוק, ומציע נוחות וגמישות כאחד לאוטומציה תעשייתית.
אנו מצרפים גם מסמכי הגדרת MODBUS RTU (RS485) עבור משדרי לחץ N2 >> הורדה

יישומים אופייניים של SH308-M במערכות חנקן

1. ניטור מערכת הפרדת חנקן באוויר

במערכות ספיחה מתנדנדות בלחץ (PSA) או הפרדת חנקן באמצעות ממברנה, ה-SH308-M יכול למדוד במדויק שינויי לחץ במגדל ספיחה (בדרך כלל בטווח של 0-1MPa). יחס ההפחתה שלו של 100:1 מאפשר לאותו משדר לכסות תנאי הפעלה שונים, החל מההפעלה ועד לעומס מלא, בעוד שדיוק גבוה של 0.075% מבטיח ניתוח מדויק של תכולת החמצן. פיצוי טמפרטורה מובנה מתקן אוטומטית את שינויי הטמפרטורה הסביבתית, ומבטיח אמינות פעולה רציפה 24/7.

2. ניטור בטיחות של מיכלי אחסון חנקן בלחץ גבוה

עבור מיכלי אחסון חנקן בלחץ גבוה עד 40MPa, הגנת לחץ יתר של 50MPa של ה-SH308-M מספקת הבטחת בטיחות כפולה. דירוג ההגנה IP67 עומד בסביבות חיצוניות קשות, בעוד שגרסת הדיאפרגמה של Hastelloy עמידה בפני זיהומים קורוזיביים פוטנציאליים. באמצעות פרוטוקול HART, מפעילים יכולים לנטר מרחוק מגמות לחץ ולזהות באופן מיידי חריגות.

3. בקרת חנקן בעלת טוהר גבוה במיוחד בתעשיית המוליכים למחצה

בייצור מוליכים למחצה, אופציית הדיאפרגמה מצופה זהב 316L של ה-SH308-M עומדת במלואה בתקני SEMI F20 לפליטת יונים מתכתיים. הדיוק הגבוה של 0.1% בשילוב עם זמן תגובה מהיר של 0.25 שניות מאפשר בקרת זרימת חנקן מדויקת בתהליכים קריטיים כמו ליתוגרפיה ותחריט. הפעלה מקומית עם שלושה כפתורים מאפשרת כיול מהיר באתר ללא הסרת כיסוי תכופה שעלולה לגרום לזיהום.

4. מערכות אידוי חנקן נוזלי

למרות שה-SH308-M אינו יכול למדוד ישירות חנקן נוזלי בטמפרטורה נמוכה של -196°C, הוא מתפקד היטב בצינורות חנקן מאודים בטמפרטורה נמוכה (-50°C עד 0°C). הגרסה המלאה בשמן פלואור-פחמן פועלת ביציבות בטמפרטורות נמוכות של -10°C, בעוד שביצועי הלחץ הסטטי המצוינים שלו (N/A) מבטיחים עקביות מדידה על פני לחצי אדים רוויים משתנים.

המלצות לבחירה והתקנה

בהתחשב בספציפיקציות של יישום חנקן, אנו ממליצים על עקרונות התצורה הבאים של SH308-M:

1. בחירת טווח לחץ:

בחר טווח של פי 1.5 מלחץ העבודה המרבי של המערכת, שלא יעלה על 40 מגה פסקל. לדוגמה, עבור לחץ עבודה של 10 מגה פסקל, בחר טווח של 0-16 מגה פסקל.
אנו מפרטים את כל טווח חיישני הלחץ של N2 וכתובות האתר:

2. בחירת חומרי דיאפרגמה:

- חנקן תעשייתי סטנדרטי: נירוסטה 316L סטנדרטית
- חנקן עם עקבות של רכיבים קורוזיביים: Hastelloy C-276
- דרישות טוהר גבוהות במיוחד: מצופה זהב 316L

3. סוגי חיבורי תהליך:

- מערכות בלחץ גבוה: 1/2" NPT(F), M20* 1.5 או G1/2
- נדרש פירוק תכוף: חיבורי Tri-Clamp סניטריים (נדרשת הזמנה מיוחדת)

4. פלט שאתה צריך עבור משדרי לחץ n2

למרות שכל משדרי הלחץ n2 שלנו הם עם פלט 4-20mA, עליכם לציין אם אתם זקוקים ל- MODBUS MODBUS, HART עבור היישומים שלכם.

5. אפשרויות מיוחדות:

- חנקן בטמפרטורה גבוהה: בחירת גוף קירור (R1/R2/R3)
- נוכחות רטט: כוונון זמן הריסון (ניתן להתאמה בין 0-99.9 שניות)

הערות התקנה:

- יש להימנע מהתקנת משדרים במקומות בהם חנקן נוזלי עלול לגעת ישירות
- עבור יישומים בלחץ גבוה, מומלץ להרכיב בורג U על צינורות בקוטר 50 מ"מ
- יש לשמור על מרחק של לפחות 15 ס"מ בין כבלי חשמל לכבלים מאותתים, תוך הימנעות מניתוב מקביל

תחזוקה וכיול

העיצוב המודולרי של ה-SH308-M מאפשר תחזוקה פשוטה ביותר:
1. בדיקות יומיות דורשות רק בדיקת אפס סחיפה (ניתן לכייל באופן מקומי באמצעות שלושה כפתורים)
2. אימות ביצועים מקיף שנתי (מומלץ להשתמש במכשיר סטנדרטי בעל דיוק גבוה פי 3 לפחות)
3. החלפת נוזל מילוי כל 3-5 שנים (בהתאם לסביבת ההפעלה)

באמצעות מכשירי תקשורת HART או תוכנת תצורה, מהנדסים יכולים:

- אבחון מרחוק של תקינות החיישנים
- התאם את זמן הריסון כדי לייעל את התגובה הדינמית
- הגדרת זרמי אזעקה (ניתנים להתאמה 3.6-22.8mA)
- הצג פרמטרים קריטיים כמו זמן פעולה מצטבר

יתרון ביצועים זה מעניק ל-SH308-M יעילות עלות יוצאת דופן ביישומי מדידת חנקן. למרות שההשקעה הראשונית מעט גבוהה יותר, יציבותו לטווח ארוך, דרישות התחזוקה המינימליות וחיי השירות המוארכים שלו מביאים לעלות בעלות כוללת (TCO) נמוכה משמעותית.

מַסְקָנָה
משדר הלחץ מסדרת SH308-M, עם טכנולוגיית התהודה של סיליקון חד-קריסטלי ועיצוב MEMS חדשני, עונה בצורה מושלמת על אתגרים שונים במדידת חנקן. בין אם עבור מיכלי אחסון בלחץ גבוה במיוחד, יישומי מוליכים למחצה טהורים במיוחד, או תנאים עם שינויי טמפרטורה דרסטיים, הוא מספק נתוני מדידה יציבים, מדויקים ואמינים. בשילוב עם אפשרויות תצורה גמישות ותכונות תחזוקה פשוטות, ה-SH308-M הוא ללא ספק הבחירה האידיאלית לניטור לחץ במערכת חנקן.

עבור משתמשים המחפשים אמינות מקסימלית ועלויות מחזור חיים נמוכות ביותר, אנו ממליצים בחום על ה-SH308-M כרכיב הליבה למערכות מדידת חנקן. בקרו באתר הרשמי של Silver Instruments או צרו קשר עם מפיצים מקומיים לקבלת ייעוץ בהתאמה אישית ותמיכה טכנית המותאמים ליישומים ספציפיים.