Unieke 3D gelineariseerde drukverschiltransmitter reduceert tijdrovende kalibraties

Deze techniek is zeker niet achterhaald. Met innovatieve oplossingen spelen toonaangevende leveranciers uit de procesindustrie immers in op de strengere eisen op het vlak van nauwkeurigheid, stabiliteit, connectiviteit op de lange termijn, en vooral op de functionele veiligheid van de drukverschilmeettechniek. KROHNE, marktleider in flow- en niveaumeters, introduceert Optibar DP 7060 C, een verschildruktransmitter, waarbij elke meting een volledige 3D-linearisatie ondergaat – uniek in de markt.

Als toonaangevend leverancier van meetinstrumentatie biedt KROHNE volledige DP-, debiet- en niveauoplossingen met sizing, engineering en documentatie afgestemd op elke specifieke toepassing. De nieuwe verschildruktransmitter Optibar DP 7060 C verschaft niet alleen overal de exacte differentiële druk, maar meet tegelijk de statische druk in de proceslijn. Uniek is dat elke DP-meting een volledige 3D-linearisatie ondergaat, en daardoor gekarakteriseerd wordt over het volledige operationele toepassingsgebied: meetrange +/- DP, temperatuur tussen –40 en 85 °C, statische lijndruk van 0 tot 160 bar. Zo is KROHNE de enige fabrikant die een 100% 3D-linearisatie en kalibratie op elke DP-transmitter uitvoert. 

Een nieuwe meetcel, die 100% gelineariseerd en gekalibreerd is, maakt het verschil. Het uitgangspunt is een puur mechanisch ontwerp met geavanceerde, mono siliconen piëzoresistieve sensoren voor verschildruk en absolute druk, het vulproces en de linearisatie van externe effecten veroorzaakt door statische druk en temperatuur. In de meetcel worden de afzonderlijke drukken aan de hogedrukzijde en aan de lagedrukzijde via een membraan en vulvloeistof naar de primaire sensoren in de vloeistofcapsule geleid. Voor een stabiel ontwerp en een goede nauwkeurigheid bij hoge proces­drukken en wisselende omgevingstemperaturen, moeten de invloeden van deze effecten in drie stappen geëlimineerd worden: slim mechanisch ontwerp, elektronische compensatiemogelijkheden en linearisatie.  Ook de invloed van hoge leidingdrukken en onverwachte overdruk moet tot een minimum beperkt worden. De membranen worden op de basisvorm van de capsule afgestemd, wat de mechanische bewegingen beperkt, waardoor die binnen de elastische materiaaleigenschappen vallen. Zo ontstaat geen plastische vervorming die het meeteffect kan veranderen. Verder wordt de invloed van de omgevingstemperatuur gereduceerd door de capsules te verkleinen en het volume van de vulvloeistof te verminderen. De capsule wordt gevuld met exact gedoseerde volumes van de ontgaste vulvloeistof in een gecontroleerde en geautomatiseerde omgeving en dan verder verwerkt in de 3D-linearisatie. 

Om aan de strengere eisen en de tijdsdruk bij inbedrijfstelling en onderhoud tegemoet te komen, beschikt de capsule over drie sensoren voor drukverschil, absolute druk en temperatuur. Invloeden van resterende statische druk en omgevingstemperatuur worden gelineariseerd. Hiervoor worden mechanische voorbereide meetcapsules batchgewijs op een mal geïnstalleerd en in een verwarmingskamer geplaatst. De capsules ondergaan een linearisatiecyclus met als resultaat een 3D-matrix van linearisatiecoëfficiënten, die in een correctiepolynomiaal geplaatst en naar de front-end elektronica geüpload worden. Zo bekomt de versterker-elektronica de correcte digitale meetwaarden. In de verwarmingskamer wordt een tweede kalibratie uitgevoerd, waardoor men zeker is dat de prestaties aan alle specificaties voldoen. Na het kalibreren kunnen de meetcapsules volgens klantspecifieke eisen voor HMI, communicatie, accessoires en andere functies aangepast worden.

Aan een goede werking van een conventionele DP-transmitter in een industrieel proces gaan toch wel een aantal belangrijke stappen vooraf. Na de mechanische installatie wordt de typische nulmeting uitgevoerd en het bereik gekalibreerd. Bij toepassingen onder hoge statische druk wordt de transmitter voor de kalibratie van het proces gescheiden. De transmitter moet ook regelmatig opnieuw geverifieerd worden. Bij de 3D-gelineariseerde drukverschiltransmitter van KROHNE wordt het aantal tijdrovende kalibraties aanzienlijk verminderd. De transmitter moet ook minder snel opnieuw geverifieerd worden, waardoor de TCO verlaagt. De interne absolute druksensor en de totale 3D-linearisatie voorkomen afwijkingen door regelmatig veranderende leidingdrukken, waardoor periodiek bijstellen overbodig is. Gestandaardiseerde procesaansluitingen, snelle installatieroutines in twaalf talen, diverse montagemogelijkheden en een modulaire HMI versnellen en vereenvoudigen de installatie – dankzij de Bluetooth communicatie worden inbedrijfstelling en controle kinderspel.