Měření hustoty, koncentrace a rychlosti zvuku v průmyslových aplikacích. ::: Unique Density & Concentration Meters

Transkript

1 Měření hustoty, koncentrace a rychlosti zvuku v průmyslových aplikacích ::: Unique Density & Concentration Meters

2 Dlouhodobý proces inovace Anton Paar GmbH, založená v roce 1922 jako rodinná firma, nyní s více než 800 zaměstnanci po celém světě, klade již tradičně velký důraz na vývoj a inovaci svých produktů. Díky využívání nejnovějších technologií patří společnost Anton Paar GmbH k renomovaným výrobcům řady vysoce kvalitních přístrojů i vysoce sofistikovaných mechanických komponentů technologických a laboratorních systémů. Pro výrobu jsou využívány obráběcí systémy jako CNC obrábění, SMD elektronika, laserové technologie nebo kruhové svařování striktně podle norem ISO Partnerské vztahy po celém světě a spolehlivá distribuční síť ve více jak 100 zemích s vyškolenými odborníky v oblasti obchodu i servisu jsou zárukou rychlé a efektivní podpory všech obchodních partnerů společnosti Anton Paar. Anton Paar a princip oscilující U-trubice V roce 1967 uvedla společnost Anton Paar na trh revoluční novou metodu stanovení hustoty založenou na zákonu harmonické oscilace. Díky přesnosti a možnosti všestranného použití se tento princip stal celosvětově rozšířenou metodikou stanovení. Přístroje Anton Paar v procesních aplikacích Anton Paar je dodavatelem procesních analyzátorů více než 30 let. V nabídce je řada procesních analyzátorů a příslušenství umožňujících výběr přesně podle potřeb. Procesní analyzátory si získaly vysokou reputaci díky své kvalitě, spolehlivosti a přesnosti především při obtížných a sofistikovaných aplikacích. Pro instalace v rizikových prostorách jsou k dispozici zabezpečené analyzátory (ATEX certifikát).

3 Aplikace Procesní analyzátory AP slouží k zajištění kontinuální kontroly kvality a specifikací produktu v požadovaných tolerančních mezích. Anton Paar nabízí pro zajištění aplikačních požadavků širokou variabilitu v možnosti volby materiálů přicházejících do kontaktu se vzorkem a současně řadu procesních připojení. Tým aplikačních specialistů je díky svým zkušenostem schopen a připraven řešit všechny požadavky zákazníka. Měření hustoty Přesné měření hustoty a koncentrace 4 potravinářských produktů 4 nápojů (extrakt, alkohol, Brix, atd) 4 cukru 4 olea 4 kyseliny chlorovodíkové 4 kyseliny fosforečné 4 kyseliny dusičné 4 kyseliny borité 4 hydroxidu sodného 4 amoniaku 4 kyseliny sírové s koncentrací do 90 % 4 peroxidu vodíku 4 glukózy 4 etanolu 4 kapalných škrobů 4 uhlovodíků 4 paliv 4 lubrikantů 4 LPG Měření rychlosti zvuku Přesné měření rychlosti zvuku a koncentrace 4 potravinářských produktů 4 kyseliny octové 4 nápojů (extrakt, alkohol, Brix atd.) 4 roztoků hydroxidu draselného 4 cukru 4 oleje v chladicích médiích 4 alkálií 4 kyselin ve speciálních měřících 4 emulzí rozsazích 4 pro monitoring reakcí 4 kapalných škrobů 4 kyseliny sírové s koncentrací nad 90 % 4 fázových separací 4 olea 4 detekcí mezi fázemi 4 hydroxidu sodného Kombinované měření hustoty a rychlosti zvuku Přesné měření koncentrace 4 potravinářských produktů 4 nápojů (extrakt, alkohol, Brix atd.) 4 směsi cukru/invertovaného cukru/ vody 4 směsi formaldehyd/metanol/voda 4 směsi chlorid sodný/sodík 4 směsi hydroxid/voda 4 koncentrace kyseliny sírové/olea 4 monitoring reakcí

4 Kompletní řešení Procesní analyzátory Anton Paar lze použít v řadě kombinací. Nabízené optimalizované standardní konfigurace lze flexibilně modifikovat na základě individuálních požadavků. Kompletní sestava pro monitoring se skládá z příslušného snímače, vyhodnocovací jednotky mpds a softwarového programu specifického pro danou aplikaci. Typické aplikace Níže uvedené aplikace jsou kombinací senzorů uváděných v tomto prospektu Kyselina sírová 4 měření kyseliny sírové v rozsahu 0 až 100% 4 plně rezistentní tantalový nebo pozlacený senzor Analyzátor nápojů Cobrix3 4 kontinuální měření Brix, % Diet, CO 2 a ostatních parametrů nealkoholických nápojů, vína a alkoholických směsí Oleum 4 měření koncentrace olea v rozsahu 0 až 65% volného SO 3, 4 plně rezistentní pozlacený senzor Brix Monitor 4 Vysoce přesné měření Brix nealkoholických nápojů, sirupů a ovocných džusů Monitor API hustoty 4 měření specifické hmotnosti, API hmotnosti a hustoty Beer Monitor 4 vysoce přesné měření alkoholu, skutečného a původního extraktu 4 volitelné měření obsahu CO 2 pro maximální přesnost Monitor válcovacích olejů 4 kontinuální měření koncentrace 4 volitelná kompenzace tlaku Alkohol monitor 4 přesné měření obsahu alkoholu ve směsích etanol-voda 4 schválení typu PTB (volitelně) Monitor fázových změn 4 monitoring fázových změn a rozhraní kapalina/kapalina Monitor hustoty 4 hustota při teplotě měření a teplotně kompenzovaná hustota Monitor koncentrace formaldehydu 4 měření koncentrace formaldehydu a metanolu

5 Měření rychlosti zvuku Pro řadu kapalných směsí je rychlost zvuku přímo úměrná koncentraci jednotlivých složek. Rychlost zvuku lze tedy jednoduše použít pro měření koncentrace dvousložkových směsí. Rychlost zvuku je rovněž charakteristickou vlastností kapalin, která může být využita pro materiálovou charakterizaci. Charakteristika 4 vysoké rozlišení a opakovatelnost 4 rychlá odezva na změny koncentrace nebo teploty umožňuje rychlé měření bez driftu 4 robustní design 4 automatická konverze na odečet koncentrace ve vyhodnocovacích jednotkách mpds1100/mpds 5 SPRn snímače rychlosti zvuku princip měření Vzorek protéká kolmo na zvukový signál. Rychlost zvuku je měřena mezi přijímačem a vysílačem a výsledky měření jsou teplotně kompenzovány díky použití teplotního senzoru Pt Snímače rychlosti zvuku SPRn 4115/SPRn typické aplikace: původní extrakt v pivu, čistota kapalin, detekce rozhraní mezi kapalinami, koncentrace chemikálií atd. 4 inline instalace, vidličkový typ snímače 4 materiál (smáčené části): nerez ocel 316 Ti, potažení zlatem, hastelloy C276 nebo monel L verze (dlouhý stonek) pro instalaci v tancích 4 pozlacené smáčené části pro aplikace při měření kyselin 4 2T senzory: stabilní hodnoty měření při přerušení výroby, vysoká tolerance vůči přítomnosti bublinek plynu v měřeném vzorku 4 2S senzory: stabilní měření při vytvoření povlaku na snímačích << SPRn T snímač rychlosti zvuku << SPRn 4115 L 2S snímač rychlosti zvuku Snímač rychlosti zvuku SPRn typické aplikace: stanovení koncentrace, chladících médií, sladu 4 instalace do bypasu, trubkový typ senzoru 4 materiál (smáčené části): hastelloy C276 4 LS verze pro vzorky s nízkou rychlostí zvuku např. freonů << SPRn 4214 snímač rychlosti zvuku

6 Měření hustoty Anton Paar metoda oscilující U-trubice Kovová nebo skleněná U trubice je elektromagneticky rozkmitána na harmonickou frekvenci. Perioda oscilace je závislá na hustotě vzorku naplněného do trubice, hustotu nebo veličiny od hustoty odvozené lze takto kalkulovat s vysokou přesností. Snímače DPRn princip měření Vzorek kontinuálně protéká vibrující U-trubicí. Současně probíhá měření charakteristické frekvence vibrace a připojená vyhodnocovací jednotka mpds přepočítává tento signál na hodnotu hustoty nebo koncentrace. Každý snímač DPRn je připojen k vyhodnocovací jednotce mpds. Teplotní kompenzace výsledku je zajišťována integrovaným teplotním senzorem Pt << DPRn 427 (I) snímač hustoty Snímač DPRn 417/DPRn typické aplikace: chemikálie, oleje, nápoje atd. 4 doporučené použití pro aplikace s požadavkem na vysokou přesnost 4 materiály (smáčené části): hastelloy C276, nerez ocel 316 Ti nebo incoloy vnitřní průměr: 6.6 mm 4 PTB typové schválení pro fiskální měření (volitelně) 4 měření při vysokých teplotách do 150 C (volitelně) << DPRn 427S (I) snímač hustoty

7 Charakteristika 4 nejpřesnější měření nabízené na trhu 4 vysoká linearita poskytuje mimořádnou přesnost v širokém rozsahu měření 4 rychlá odezva na změny v koncentraci nebo teplotě zajišťuje výsledky v reálném čase a měření bez jakéhokoliv driftu 4 extrémně vysoké rozlišení a opakovatelnost 4 robustní design pro kontinuální operace 4 volitelný materiál smáčených částí podle požadované aplikace 4 automatická konverze na specifickou hmotnost, Brix, % alkoholu, % H 2 SO 4, API hustotu a další veličiny přepočítávané vyhodnocovací jednotkou mpds 1100/mPDS 5 Snímač DPRn 427S 4 typické aplikace: nápoje, nealko atd. 4 splňuje nejpřísnější hygienické směrnice 4 kryt z nerezové oceli 4 materiály (smáčené části): hastelloy C276 4 vnitřní průměr: 6.6 mm 4 inline čerpadlo nebo inline adaptér pro inline instalaci bez požadavku na bypass (volitelně) Snímač DPRn typické aplikace: agresivní nebo vysoce čisté kapaliny 4 materiál (smáčené části): borosilikátové sklo a PVDF 4 vnitřní průměr: 7 mm Snímač DPRn typické aplikace: vysoké průtoky nebo méně homogenní vzorky 4 materiál (smáčené části): nerez ocel 316Ti 4 velký vnitřní průměr: 22 mm 4 SF verze s různými přírubami a svorkami DPRn 427 Tantalum Density Transducer 4 typické aplikace: kyselina sírová, HCl, ostatní kyseliny, atd. 4 doporučené pro aplikace s vysoce agresivními vzorky 4 materiál (smáčené části): tantal 4 vnitřní průměr: 7 mm Snímač DPRn typické aplikace: vysoké tlaky do 200 bar nebo nízké průtoky 4 materiál (smáčené části): hastelloy C276 4 vnitřní průměr: 2.8 mm Příslušenství 4 online připojení: pro snadnou instalaci DPRn 417/427, DSRn 427, DTR 427 a Carbo inline čerpadlo Inline Pump 5: rychlá a jednoduchá inline instalace v potrubních linkách pro DPRn 427 (S)a DSRn 427 (S). 4 inline adaptér: rychlá a jednoduchá instalace v potrubí s dostatečným průtokem pro DPRn 427S a DSRn 427S.

8 Kombinované měření hustoty a rychlosti zvuku Stanovení třech koncentrací v třísložkových směsích, hustota a rychlost zvuku se stanovují třísložkových. Následné zpracování dat a výpočty využívají speciální polynomické rovnice. Příklady: pivo (alkohol/extrakt/voda), formaldehyd/metanol/voda. Současné měření hustoty a rychlosti zvuku se rovněž využívá pro charakterizaci produktů a kontrolu čistoty. Charakteristika 4 vysoké rozlišení opakovatelnost, rychlá odezva, přesné výsledky měření 4 odolné vůči agresivním průmyslovým podmínkám 4 vyžaduje instalaci vyhodnocovací jednotky mpds 5 Snímače hustoty a rychlosti zvuku Princip měření Vzorek kontinuálně protéká kombinovaným snímačem, který současně měří hustotu a rychlost zvuku. Pro teplotní kompenzaci výsledků se používá teplotní senzor Pt Snímač hustoty a rychlosti zvuku DSRn typické aplikace: koncentrace základních chemikálií jako jsou formaldehyd/metanol/voda, aktuální Brix a stupeň inverze nealko nápojů, alkohol, skutečný a původní extrakt 4 materiál (smáčené části): hastelloy C276 nebo incoloy 825 Snímač hustoty a rychlosti zvuku DSRn 427S 4 typické aplikace: aktuální Brix a stupeň inverze nealko nápojů (Brix monitor), alkohol, skutečný a původní extrakt v pivu (Beer monitor) 4 materiál (smáčené části): hastelloy C276 4 kryt z nerez oceli 4 inline čerpadlo Inline Pump 5 nebo inline adaptér pro inline instalaci bez nutnosti bypassu (volitelně) << DSRn 427 kombinovaný snímač hustoty a rychlosti zvuku s čerpadlem Inline Pump 5 << DSRn 427 kombinovaný snímač hustoty a rychlosti zvuku

9 Vyhodnocovací jednotky mpds a software Vyhodnocovací jednotky mpds slouží ke zpracování signálů ze snímačů hustoty DPRn, rychlosti zvuku SPRn a kombinovaných snímačů rychlosti zvuku a hustoty DSRn. Přepočet na koncentraci je zajištěn výkonným softwarem. Flexibilní hardware nabízí analogové a digitální vstupy, analogové výstupy, různé typy alarmu, snadno čitelný displej atd. Jako volitelné příslušenství je k dispozici speciální PC software DAVIS, který slouží ke zpracování dat a řízení procesu. Vyhodnocovací jednotka mpds je používána v kombinaci se snímačem hustoty DPRn nebo rychlosti zvuku SPRn 4 přepočet na koncentraci pro běžné aplikace jako jsou Brix, Plato, % alkoholu, API hustota, specifická hmotnost atd. 4 stanovení hustoty a koncentrace dvousložkových kapalných směsí 4 volitelně: zabezpečený vstup DPRn/SPRn 4 volitelně: Profibus DP Vyhodnocovací jednotka mpds 5 4 je používána pro kombinaci se snímači DPRn, SPRn nebo DSRn Software DAVIS pro vizualizaci dat Software DAVIS je interaktivní nástroj pro sběr dat a řízení procesů pracující na pozadí Windows TM. 4 DAVIS pro mpds DAVIS 5 pro mpds 5 4 grafická indikace v reálném čase 4 ukládání všech dat a alarmů 4 statistické analýzy 4 možnost připojení do sítě 4 tvorba zpráv a jejich tisk 4 dislokovaná údržba a operace 4 možnost připojení Anton Paar snímače Carbo CO 2 4 široký rozsah aplikačních programů 4 možnost uživatelského programování aplikací 4 stanovení hustoty a koncentrace dvousložkových nebo třísložkových kapalných směsí v kombinaci se snímačem DSRn 4 zabezpečené provedení: pro připojení snímačů DPRn/SPRn/DSRn je vyžadován izolovaný transformátor IPS volitelně: Profibus DP

10 Vysílače hustoty a rychlosti zvuku Vysílače DTR a STR využívají stejný princip měření jako snímače DPRn a SPRn. Integrovaná procesorová deska poskytuje analogový výstupní signál 4 až 20 ma. Tento senzor tedy nevyžaduje připojení vyhodnocovací jednotky mpds. Vysílače nabízí nejlevnější řešení v případě, že jako výstup postačuje pouze signál 4 až 20 ma. Charakteristika 4 kalkulace teplotně kompenzovaných hodnot hustoty a koncentrace s převodem na výstupní signál 4 až 20 ma 4 vysoká spolehlivost a kvalita 4 profibus PA/DP volitelně Vysílač hustoty DTR 427/ DTR typické aplikace: nápoje, sirupy, džusy, kyseliny, zásady atd. 4 materiál (smáčené části): hastelloy C276, incoloy 825, tantal nebo borosilikátové sklo Vysílač hustoty DTR typické aplikace: vysoké průtoky 4 materiál (smáčené části): nerez ocel 4 SF verze s různými přírubami a svorkami << DTR 427 (I) vysílač hustoty Vysílač rychlosti zvuku STR 4115/STR materiál: nerez ocel 316 Ti, hastelloy C276, monel inline instalace 4 SF verze s různými přírubami a svorkami Vysílač rychlosti zvuku STR materiál: hastelloy C276 4 instalace do bypassu, trubkový typ senzoru << DTR 4122 (I) vysílač hustoty << STR 4115 L (I) vysílač hustoty

11 Specifikace Snímač DPRn 417 DPRn 427 (S) DPRn 427 ta DPRn 407 DPRn 4122 DPRn 422 DSRn 427 (S) SPRn 4115 A 2T SPRn T Varivent SPRn 4115 L 2T SPRn 4214 (LS) Smáčené části (další materiály dle požadavku) SS , 316 Ti Hastelloy C276 Incoloy 825 Tantalum Borosilicate glass SS , 316Ti Hastelloy C276 Hastelloy C276 SS , 316Ti SS , 316Ti SS , 316Ti Hastelloy C276 Incoloy 825 Vnitřní průměr trubice mm /6.5-LS 2.5 Délka trubky (od vstupu k výstupu) mm Approx. 500 Approx Approx Approx. 500 N/A 162 Připojení k výr.jednotce Threads (parallel) G3/8 ISO 228 Hose connectors OD 10 mm PVDF Tube ends 1 ; flanges on request Fittings 1/8" Threads (parallel) G3/8 ISO 228 Threads fitting DIN NW 65 Varivent; Special flanges on request Flange DIN 2527 NW50 ND16 Threads (parallel) G3/4 ISO 228 Rozsah měření g/cm 3 m/s 0 to 3 g/cm 3 0 to 3 g/cm to 3000 m/s 800 to 3000 m/s 800 to 3000 m/s LS: 200 to 1600 m/s Opakovatelnost měření g/cm 3 m/s 1 x x 10-6 Hast: 5 x x m/s 0.01 m/s Přesnost v nastaveném rozsahu g/cm 3 m/s 1 x 10-4 Hast: 5 x m/s 1 x x m/s Teplotní rozsah (teplota vzorku) C, F -25 to 125 C, -13 to 257 F Rozsah tlaku bar, psi 0 to 50, 0 to to 10, 0 to to 50, 0 to to 200, 0 to to 50, 0 to to 15, 0 to to 14, 0 to to 16, 0 to to 50, 0 to 725 Rozměry l/h, gal/h 100 to 500, 25 to 125 (1000 max., 250 max.) 350 to 6000, 100 to 1600 ( max., 2500 max.) 20 to 50, 5 to 12.5 (100 max., 25 max.) 100 to 500, 25 to 125 (1000 max., 250 max.) 0 to 6 m/s velocity 200 to 1500, 50 to 375 (2500 max., 625 max.) Průtok (pro vodu) mm 470 x 274 x x 274 x x 330 x x 258 x x 274 x x 118 x x 120 x 80 Hmotnost kg ATEX certifikát EEx ia IIC T6 EEx ia IIB T6 Snímač DTR 407 DTR 4122 DTR 427 DTR 427 ta DTR 422 STR 4115 A STR 4115 Varivent STR 4115 L STR 4214 (LS) Smáčené části (další materiály dle požadavku) Borosilicate glass SS , 316Ti Hastelloy C276 Incoloy 825 Tantalum Hastelloy C276 SS , 316Ti SS , 316Ti SS , 316Ti Hastelloy C276 Incoloy 825 Vnitřní průměr trubice mm /6.5 Délka trubky (od vstupu k výstupu) mm Approx Approx Approx. 500 N/A 162 Připojení k výr.jednotce Hose connectors OD 10 mm PVDF Tube ends 1 ; flanges on request Threads (parallel) G3/8 ISO 228 Fittings 1/8" Threads fitting DIN NW 65 Varivent; Special flanges on request Flange DIN 2527 NW50 ND16 Threads (parallel) G3/4 ISO 228 Rozsah měření g/cm 3 m/s 0 to 3 g/cm to 3000 m/s 800 to 3000 m/s LS: 200 to 1600 m/s Opakovatelnost měření g/cm 3 m/s 5 x m/s Přesnost v nastaveném rozsahu g/cm 3 m/s 2 x m/s Teplotní rozsah (teplota vzorku) C, F 0 to 100 C, 32 to 212 F Rozsah tlaku bar, psi 0 to 10, 0 to to 50, 0 to to 200, 0 to to 15, 0 to to 14, 0 to to 16, 0 to to 50, 0 to 725 Rozměry l/h, gal/h 100 to 500, 25 to 125 (1000 max., 250 max.) 350 to 6000, 100 to 1600 ( max., 2500 max.) 100 to 500, 25 to 125 (1000 max., 250 max.) 20 to 50, 5 to 12.5 (100 max., 25 max.) 1 to 6 m/s velocity 200 to 1500, 50 to 375 (2500 max., 625 max.) Průtok (pro vodu) mm 555 x 274 x x 330 x x 274 x x 274 x x 258 x x 120 x 80 Hmotnost kg ATEX certifikát EEx ia IIB T5

12 Fotos: Croce Fotostudio Anton Paar GmbH Anton-Paar-Str. 20 A-8054 Graz Austria - Europe Tel: +43 (0) Fax: +43 (0) info@anton-paar.com Web: Přístroje: Stanovení hustoty a koncentrace Reometry & viskozimetry Mikrovlnná příprava vzorků Mikrovlnná syntéza Koloidní chemie X-ray strukturální analýza Refraktometry Polarimetry Přesné měření teploty Všechna práva na změny technických specifikací vyhrazena. 02/10 XDPIP31-H