Kontinuální měření průtoku – praktická realizace
Zákazník JUTA a.s. se obrátil na naši firmu s požadavkem vyřešit problém s nastavením průtoků a jejich následným kontinuálním monitorováním na výrobní lince. Kvalita výroby se přímo odvíjí od správného nastavení odsávání vzduchu od jednotlivých komor linky současně s měřením celkového průtoku jednotlivých sekcí linky.
Vedle průtoku byl požadavek i na měření teploty a na vybraných místech i relativní vlhkosti vzduchu. Linka nebyla osazena žádnými čidly měření průtoku, regulační klapky se nastavovaly na základě empirických zkušeností obsluhy.
Volba sondy
Obr. 1 Instalovaná dynamická rychlostní sonda v potrubí DN400
Volba vhodných čidel byla v tomto případě kompromisem mezi cenou a požadavkem na přesnost. Navíc se zde musel brát v potaz fakt, že sondy musí být snadno demontovatelné a čistitelné, vzhledem k prachu v měřeném vzduchu. Nakonec byly vybrány jednobodové dynamické rychlostní sondy pro trvalou vestavbu, a to i přes poměrně krátké přímé úseky potrubí v místě instalace sond (obr. 1). Vzhledem ke krátkému přímému úseku byla doporučena i instalace voštinové stěny. Samotná voštinová stěna eliminovala úplavy v proudění v místě instalace, ovšem nedokázala dostatečně zrovnoměrnit rychlostní profil. Každé měřicí místo bylo nutné po instalaci sondy zkalibrovat.
Pro vybraná měřicí místa celkového odtahu a předsoušeče byla zvolena VS-sonda, která měří a současně průměruje rychlosti ve více bodech (měření je tak přesnější).
Popis kalibrace sondy
Místní kalibrace sondy není nijak obtížná. Může být časově náročnější v případech, že zákazník požaduje kalibraci pro několik provozních režimů. V tomto případě se prováděla kalibrace na jeden provozní režim. Cílem kalibrace je určit konstantu instalované sondy (standardní konstanta našich sond je 0,997). Při provozním průtoku bylo provedeno síťové měření dle ČSN EN 12599 pomocí dynamické rychlostní sondy Airflow (Prandtlova sonda) připojené k multifunkčnímu přístroji TA465P (včetně měření aktuálního barometrického tlaku a především teploty měřeného vzduchu) a to ve 20 bodech. Navíc (dle normy) byla v každém bodě tlaková diference resp. rychlost zprůměrována v intervalu 10 sekund. Současně byla měřena a zaznamenána i tlaková diference na pevně instalované sondě pomocí mikromanometru PVM620. Výsledkem pak byly střední hodnoty z obou sond, jejichž podíl nám dal konstantu K pro dané místo instalace a sondu. Kalibrace VS-sond probíhala obdobným způsobem.
Obr. 2 Převodník PTSXR (24 VDC) s displejem a přímou indikací průtoku
Zpracování signálu
Sonda je propojena pomocí PVC hadiček s převodníkem PTSXR. Na základě požadavku MaR (lineární proudové závislosti 4–20 mA daného měření průtoku) byla u daného převodníku zapnuta funkce odmocniny. Současně byl nastaven rozsah převodníku (lze nastavit pomocí softwaru uživatelsky) pro danou sondu a konstantu získanou kalibrací. Na této lince byl na začátku instalován u prvního měřicího místa převodník s displejem (obr. 2), tak aby obsluha mohla kontrolovat stav, ještě před tím, než byl dokončen kompletní systém MaR. Na obrázku je ukázka tohoto převodníku, včetně jeho instalace.
On-line zobrazení
Z převodníků PTSXR je analogový signál 4–20 mA přenášen do systému MaR. Displej s kompletním on-line zobrazením měřených hodnoty byl instalován na stanovišti obsluhy linky, která má nyní dokonalý přehled nejen o průtocích, teplotách a vlhkosti, ale i o hodnotách dalších veličin z linky.
Údržba
S ohledem na provoz a prašnost se už při zadání počítalo s možností zanesení sond. Tento předpoklad se potvrdil jen u některých měřicích míst. Sonda zanesená prachem (obr. 3) byla jednoduše demontována (povolením matice), vyčištěna (profouknutí stlačeným vzduchem) a poté opět instalována. Při zpětné montáži je důležité instalovat sondu na původní místo (stejné zasunutí sondy jako při kalibraci). Přestože je sonda čistě mechanická a nemá tudíž žádnou elektrickou signalizaci „poruchy“, pozná obsluha linky, pokud dojde k nějakému problému. Výstupní tlakový signál se totiž změní a indikace průtoku na displeji začne padat k nule, i přestože je linka v chodu. Obsluha může zareagovat a sondu i za chodu linky vysunout, očistit, a zpět nainstalovat.
Obr. 3 Kontrola zanesení dynamické sondy
Závěr
Postupně byla linka osazena několika sondami a čidly, které byly nakonec kompletně svedeny na jeden centrální MaR systém s kompletní indikací aktuálních měřených hodnot s budoucí možností záznamu a následné analýzy. Tento systém umožní obsluze plně vyhovující kontrolu průběhu technologického procesu a tím dojde k zamezení výkyvům v kvalitě produkce. Tento cíl byl beze zbytku instalovaným systémem splněn.
Designové ventilátory ICON, přístroje pro VZT: anemometry, mikromanometry, Prandtlovy sondy, teploměry a termočlánková čidla, vlhkoměry, zvukoměry, ProHood, měření CO₂, MaR: čidla, snímače, převodníky. Odborná školení VZT. Servis a kalibrace.
