II. Анализ технических характеристик промышленных вискозиметров и поверочных установок для подтверждения их метрологических характеристик

Сравнительный анализ поточных вискозиметров

Anton Paar

Anton Paar GmbH, основанная в 1922 году, является инновационной компанией с более чем 1300 сотрудниками во всем мире. Используя последние технологии и разработки, Anton Paar GmbH - стала известнейшим производителем высококачественных, высокоэффективных приборов для различных областей применения. Оборудование на производстве Anton Paar (механическая обработка CNC, электроника SMD, высокоточная сварка и лазерные приборы) используется строго в соответствии со стандартом ISO 9001. Международные партнеры и надежная дилерская сеть с высококвалифицированными сотрудниками и сервис-инженерами в более, чем 110 странах мира, обеспечивают быструю и эффективную поддержку всем клиентам Anton Paar.

Основные продукты Anton Paar, лабораторное и поточное оборудование для измерения плотности, вязкости, кинематической вязкости. Из предложенных моделей рассмотрим модель поточного вискозиметра L-Vis 510, поточный вискозиметр

Anton Paar L-Vis 510 inline viscometer

Вязкость
Диапазон измерений	1 мПа до 50.000 мПа
Точность	1%
Повторяемость	0,5%
Диапазон температур образца	-5 ° C до +200 ° C
Температура окружающей среды	-20 ° C до +40 ° C
Диапазон давление	От 0 до 25 бар
Материал	Нержавеющая сталь № 1.4462, анодированный алюминий
Размеры (ДхШхВ)	420 мм х 200 мм х 180 мм
Вес	~12 кг
Смачиваемые части	Нержавеющая сталь № 1.4462, алмазное покрытие SiC, кольцевое уплотнение.

Рисунок 5 Принцип работы L-Vis 510

Описание сенсора

L-Vis 510 использует принцип измерения основанный на измерении динамического давления жидкости, которая пропорциональна вязкости жидкости. Чувствительный элемент вискозиметра состоит из частично открытой трубки с вращающейся цилиндрическим валом. В процессе, жидкость всасывается в систему и проходит через зазор между трубой и валом. Зазор по ходу движения жидкости становится уже, в результате чего стенки датчика начинают отклоняться под давлением жидкости, протекающей через него. Электрический датчик измеряет величину прогиба и преобразователь, преобразует это значение в вязкость. Давление или скорости потока не влияет на L-Vis 510.

Замечание. Недостатком данной модели является наличие подвижных частей. Твердых частиц в среде, агрессивные компоненты могут ухудшить работу вискозиметра.

Brookfield

Компания Brookfield была основана в 1934 году Доном Брукфельдом старшим, который окончил Массачусетский технологический институт со степенью в области электро-химического машиностроения. Brookfield Engineering был семейный бизнес до 1986 года, когда она стала компания ESOP.

Brookfield Engineering инженерно-производственная компания со штаб-квартирой в Мидлборо, Массачусетс. Ее продукция включает в себя лабораторные вискозиметры, реометры, анализаторы текстуры, и тестеры потока сыпучих смесей, так же имеется технологическая линии приборов.

Brookfield AST-100

Диапазон измерений	1 мПа до 3000 мПа
Воспроизводимость	1%
Диапазон температур образца	-20 ° C до +120 ° C
Температура среды	0 ° C до +40 ° C
Диапазон давление	От 0 до 25 бар
Материал	Нержавеющая сталь 316L
Размеры (ДхШхВ)	203 мм х 203 мм х 152 мм

Рисунок 6 Схема AST100 вместе с измерительной ячейкой.

Описание сенсора

Поток продукта проходит через нижний патрубок в измерительную камеру, и выходит через верхний горизонтальный отвод. Продукт полностью заполняет камеру.

Зонд, создает крутильные колебания. По корреляции вязкого затухания в жидкости измеряется вязкость. Температура жидкости измеряется с помощью RTD (Pt 100), расположен в зонде. Вязкость и температура отображаются на контроллере.

Замечание. Недостатком данной модели, является отсутствие возможности подключения непосредственно на поток. В комплекте необходима проточная камера, которая поставляется вместе с анализатором.

 

 

Sofraser

SOFRASER (Société Française dе Services) является французской компанией, основанная в 1972 году, которая производит процесс вискозиметров. Ее штаб-квартира находится в Вильмандёр, недалеко Монтаржи.

На первых этапах компания занималась технических обслуживанием. С 1975 года SOFRASER начали производить химические продукты специально разработанные для очистки и обслуживания оборудования. В 1978 году был создал промышленный вискозиметр, чтобы удовлетворить потребности клиентов.

MIVI Process Viscometer

Диапазон измерений	0.1–10 мПа 1 000 –1 000 000 мПа
Воспроизводимость	±0.1% of Full Scale Range
Рабочая температура	0 до 200°C • Опционально до 300°C (для высоких температур) • Опционально до -30°C (для низких температур)
Рабочие давление	До 60 бар • Опционально до 500 бар
Материал	Нержавеющая сталь 316L • Опционально, нержавеющая сталь, 316Ti
Масса оборудования	• Сенсор: 2.6 kg • Трансмиттер: 1 kg/4 кг, плюс взрывозащищенный кожух
Размер	238 мм

Рисунок 7 Схему установки MIVI Process Viscometer в Г образный участок

Описание сенсора

Принцип работы основан на крутильных колебаниях.

Замечание. Отсутствие информации на российском рынке.

Marimex

Marimex Industries была основана в Канаде в 1984 году. 1993 Marimex с концентрировал свое внимание на вискозиметрии, за счет этого получилась расширить свой рынок и на Европу. С 1996 года, было налажено производство в Германии.

VA-300L

Диапазон измерений	0.1–2500 мПа.с.
Воспроизводимость	±1% Опционально до 0.5%
Рабочая температура	От -40 до +450
Рабочие давление	До 450 бар
Материал	Нержавеющая сталь 316 (1.4571)
Масса оборудования	• Сенсор: 2.6 kg • Трансмиттер: 1 kg/4 кг, плюс взрывозащищенный кожух
Размер (по высоте)	338 мм

 

Рисунок 8 Схему установки VA-300L

Описание сенсора

Принцип работы, основан на крутильных колебаниях. Быстро, замкнутый контур ПИД-регулятора поддерживает малую амплитуду на резонансной частоте. Энергия для подержания частоты, математически связанна с вязкостью продукта.

Сенсор можно устанавливать в любое геометрическое положение.

Замечание. Не известны из-за ограниченного количества на российском рынке

 

Galvanic Applied Sciences

Штаб квартира находиться в Канаде. Остальные данные пока не известны…

ViscoLiner 500

Диапазон измерений	00.1–1000 мПа.с. 1–10000 мПа.с. 10–100000 мПа.с.
Воспроизводимость Точность Повторяемость	±1% ±2% ±0.25%
Рабочая температура	0 до 120°C (130°C не более 30 минут)
Рабочие давление	340 бар
Материал	316L SS (1.4571)
Размер	165-127 мм
Резонансная частота	До 650 Гц

 

Рисунок 9 Внешний вид ViscoLiner 500

Описание сенсора

Сенсор работает в любом положении в резервуаре или трубе, поэтому его можно устанавливать в места где это более всего эффективно для пользователя. Измерения происходит, за счет крутильных колебаний, которые поддерживаются на постоянной частоте. Изменение вязкости вокруг зонда, приводит к изменению количества энергии для подержания постоянной амплитуды. Изменение энергии напрямую зависит от вязкости.

Замечание. Не известны из-за ограниченного количества на российском рынке

Emerson Electric

Компания Emerson основана в 1890 году в Сент-Луисе, штат Миссури, (США) как «Emerson Electric Manufacturing Co», названная именем первого президента и владельца компании — Джона Уэсли Эмерсона, который финансировал производство электродвигателей и вентиляторов с использованием патента, принадлежащего братьям шотландского происхождения Карлу и Александру Местон.

Компания совмещает технологию и инжиниринг во многих отраслях промышленности и предлагает технологические решения для промышленных, коммерческих и потребительских рынков.

Solartron 7829

Диапазон измерений	0.5–100 мПа.с. 10 – 1000 мПа.с. Опционально от 100 – 12500 мПа.с.
Повторяемость Погрешность	±0.5% ±1%
Рабочая температура	От -50 +200
Рабочие давление	До 207 бар
Материал	Нержавеющая сталь 316, монель 400 или хастеллой С22
Размер	190 мм

Описание сенсора

Чувствительный элемент преобразователя вязкости 7829 представляет собой камертон, поддерживаемый электроникой в резонансе. Резонансная частота определяется плотностью среды, а демпфирование вибрации, относящееся обратно пропорционально к фактору добротности, пропорционально вязкости, т.е. при повышении вязкости среды Q уменьшается. Вискозиметр измеряет резонансную частоту и коэффициент добротности (резонансная частота/ширина полосы), по которым рассчитываются плотность и вязкость жидкости.

Замечание. Данный вискозиметр, зарекомендовал себя на Российском рынке, соотношением цена качество. В данной дипломной работе он будет подвержен лабораторным испытаниям. Подробности, которых смотрите далее.

Hydramotion

Hydramotion была основана в 1986. Все оборудование разрабатывается и изготавливается в наших лабораториях и производственных объектах вблизи Йорке, Англия.

По мимо вискозиметрии Hydramotion имеет опыт в производстве зондов влажности Microlance для измерения содержания воды в минералах. И MudBug, портативная система для определения глубины судоходного канала путем измерения плотности ила.

XL7

Диапазон измерений	0 … 10 000 000 мПа (рабочий диапазон необходимо согласовывать во время заказа)
Точность Воспроизводимость	±1% ±0.3%
Рабочая температура	0 до 150°C Опционально до 450°C
Рабочие давление	Давления процесса
Материал	Нержавеющая сталь 316
Масса оборудования	4 кг
Размер	483 мм

Описание сенсора

Вискозиметр XL7 является колебательным крутильным вискозиметром. Чувствительный элемент в виде диска на конце упругого стержня из нержавеющей стали погружен в измеряемую жидкость. Во время работы стержень происходят возвратно-поступательные вращательные колебания относительно оси диска на небольшой угол на очень высокой частоте. Колебания диска создают поперечные волны в жидкости. Энергия, расходуемая на поддержание колебаний и создание поперечных волн пропорциональна вязкости жидкости, измеряется микропроцессором, а затем преобразуется на индикаторе вискозиметра в величину вязкости в привычном для нас виде. Более высокая вязкость вызывает большую потерю энергии и, следовательно, более высокую работу.

Замечание. Данный вискозиметр, только появился на российском рынке и уже зарекомендовал себя как стабильный преобразователь вязкости. В данной работе он будет испытываться в лаборатории как претендент на место вискозиметра мастера, для МПУ.