Rheonics instalación del sensor: principios básicos
Rheonics Los resonadores torsionales equilibrados permiten instalar el sensor en cualquier orientación.
Rheonics Los SR-Sensors se pueden instalar en cualquier posición siempre que el elemento sensor del sensor esté completamente sumergido. Los resonadores torsionales equilibrados no se verán afectados por el mundo externo y no transmitirán vibraciones a su entorno.
Sin embargo, con esa afirmación, encontramos usuarios que piden más orientación sobre la instalación. Las experiencias en diferentes aplicaciones también nos han permitido recopilar suficientes datos para recomendar decisiones de montaje para situaciones particulares. Esta página tiene como objetivo explicar cómo Rheonics Los sensores SR se comportan con los tipos de fluidos más comunes y dan recomendaciones de instalación para cada caso.
Rheonics ofrece dos tipos de sondas SR, la SRV viscosímetro en línea y SRD medidor de densidad y viscosidad en línea. Obtenga más información sobre cada sensor en el Rheonics la página del producto y artículos de apoyo esta página.
Antes de describir el desempeño del SRV y SRD en diferentes tipos de fluidos, se deben mencionar dos categorías de fluidos que se encuentran cada vez que entran en juego las mediciones de viscosidad: estos son newtoniano y nfluidos on-newtonianos. Rheonics tiene mucha información que define cada uno de estos tipos de fluidos en la web, como esta Blog.
Para un fluido newtoniano, la viscosidad no cambia cuando se aplica una fuerza, por lo que las condiciones estáticas y en movimiento muestran las mismas lecturas de viscosidad. Otras condiciones pueden cambiar la viscosidad de estos fluidos, como las diferencias de temperatura.
Para un fluido no newtoniano, la viscosidad medida depende de la velocidad de corte con la que se realiza la medición. Hay muchos tipos de fluidos no newtonianos, pero lo que tienen en común es que sus viscosidades no se pueden asociar con un valor particular para diferentes instrumentos de medición, ya que, a menudo, la velocidad de corte a la que se realiza la medición difiere entre las diferentes tecnologías de medición. .
Las mediciones de densidad, por otro lado, no deberían verse afectadas. por el comportamiento newtoniano o no newtoniano de los fluidos.
La mayoría de los fluidos que se encuentran en los procesos industriales no son newtonianos, por lo que cuando se utiliza un viscosímetro en línea, se deben considerar las condiciones operativas. Rheonics Garantiza la repetibilidad de las lecturas en las mismas condiciones, que es, en última instancia, el factor más importante en el control del proceso.
Ahora podemos revisar diferentes tipos de fluidos y condiciones, y dar algunas consideraciones y recomendaciones para ellos. Los escenarios cubiertos en este artículo son:
- Condiciones estáticas
- Fluidos en movimiento
- flujos burbujeantes
- Partículas sólidas
- Depósitos
- Fluidos con límite elástico
Definiremos las condiciones estáticas como ausencia de flujo en el fluido. Por lo general, así es como funcionan la mayoría de los instrumentos de laboratorio.
Para los fluidos newtonianos, la viscosidad será la misma si se mide en un vaso de precipitados, donde el fluido está estático, o en línea en un proceso, donde podría estar moviéndose a diferentes velocidades.
Para fluidos no newtonianos, las medidas de viscosidad del fluido estático serán diferentes a las medidas del mismo fluido bajo diferentes velocidades de flujo. Esto se debe a las diferentes velocidades de corte impuestas por el flujo. así como la interrupción de la estructura debido al flujo de un fluido estructurado.
Si se requiere una prueba estática, el usuario debe:
- Sumerja el sensor lo suficiente para que el elemento sensor esté en contacto con el fluido (vea la Figura 1).
- Considere un espacio libre de 5 mm desde la punta hasta las obstrucciones para el SRV y de 12 mm para el SRD.
- Sujete el sensor de modo que quede firmemente fijado evitando cualquier movimiento de la sonda en el fluido.
- Si se requiere medir el agua, el recipiente debe presurizarse para evitar burbujas en el fluido. Deben evitarse siempre las burbujas que se depositan en el elemento sensor, ya que interrumpirán la medición.
- Los fluidos de prueba/referencia recomendados son alcoholes, solventes o aceites.
- Considere que las pruebas de alta temperatura requerirán una cámara de control de temperatura.
En este caso, el sensor se instala en una línea de proceso o tanque de mezcla. El SRV y el SRD no se ven afectados por posibles vibraciones en la instalación, pero el caudal juega un papel importante en las mediciones de viscosidad para la mayoría de los fluidos.
| Puntos generales | Instrucciones de aplicación | |
|---|---|---|
| Fluidos newtonianos | Las lecturas no se ven afectadas y serán las mismas para cualquier caudal o en cualquier estado de fluido (laminar o turbulento). | Evita las zonas de estancamiento. |
| Fluidos no newtonianos | - Las lecturas variarán según el caudal y es posible que no coincidan con otras tecnologías de medición (por ejemplo, tazas zhan). Rheonics Los sensores SR garantizan la repetibilidad y reproducibilidad de las lecturas, por lo que el cliente debe utilizar los datos históricos para estudiar y crear una identidad de proceso/lote/receta. - La densidad no se ve afectada. | - Es necesaria la exposición del sensor a un buen caudal uniforme. Si un sensor corto no puede garantizar esto, considere un sensor de inserción largo. - Deben evitarse las zonas de estancamiento. - Al reemplazar un sensor de viscosidad (en línea o de laboratorio), no espere las mismas viscosidades con los sensores SR. Las tecnologías de detección son diferentes y las lecturas de viscosidad varían. |
Los fluidos con aire ocluido o burbujas son frecuentes. SRV y SRD se comportan de manera diferente con las burbujas, así que estudiémoslas por separado.
| Puntos generales | Instrucciones de instalación | |
|---|---|---|
| Viscosímetro SRV | - El SRV mide lo que está en contacto con su superficie mojada. En condiciones estáticas, las burbujas se concentrarán en la superficie del sensor, lo que afectará las lecturas, generalmente con incrementos en la viscosidad aunque el fluido no cambie. Esto se debe a que las burbujas crean una amortiguación adicional en la superficie del resonador. En condiciones de movimiento, las burbujas se cortarán. SRV detectará principalmente el fluido y las mediciones no se verán afectadas. Por lo general, el porcentaje y el tamaño de las burbujas no afectan las mediciones en un fluido en movimiento. | - Evite las zonas de estancamiento para eliminar la posibilidad de que se acumulen burbujas alrededor del elemento sensor. sensor. - Mantenga el elemento sensor completamente sumergido. - Los puntos altos de la tubería pueden tener aire acumulado, evitar la instalación en esas zonas. |
| Medidor de densidad y viscosidad SRD | SRD induce un flujo mientras vibra torsionalmente, esto es necesario para medir la densidad. Las burbujas afectan entonces las lecturas de densidad y viscosidad del SRD. En la mayoría de los casos, la viscosidad aumenta y la densidad disminuye con las burbujas. La variación depende del porcentaje de burbujas, tamaño y movimiento. | - Intente instalar el SRD donde no haya burbujas o sean mínimas. Presurizar la línea es útil para eliminar las burbujas. - Los filtros se pueden usar en la electrónica del sensor para reducir el ruido en la medición debido a las burbujas en las lecturas de SRD. - SRD se ha utilizado con éxito en fluidos burbujeantes, por lo que siempre vale la pena realizar pruebas. |
El comportamiento de los sensores SR en fluidos con partículas sólidas dependerá del tamaño de estas partículas.
| Punto general | Instrucciones de instalación | |
|---|---|---|
| Partículas de escala de micrómetros Ejemplo: Tintas y lodos | Esto está por debajo de la escala de longitud de fluido que el sensor puede medir. El SRV o SRD ve dicha suspensión como un fluido homogéneo, que tiene una viscosidad y una densidad. Para las tintas, la viscosidad es principalmente de interés, por lo que normalmente se usa el SRV. Para lodos, tanto la viscosidad como la densidad pueden ser importantes, por lo que se puede usar el SRD. | - Desde el punto de vista de la instalación, son muy similares a los fluidos no newtonianos. - Es crucial evitar cualquier zona de estancamiento. |
| Partículas grandes (tamaño de maíz de arroz) | - Estas partículas son mucho más grandes que la escala de longitud de medición del sensor, por lo que interactuarán con el sensor de manera diferente. - Cuando una partícula choca contra el elemento sensor, crea una gran perturbación que interrumpe la medición. Esta interrupción puede dar lugar a grandes errores, creando valores atípicos en la medición. Estos errores son esporádicos y dependen de la frecuencia con la que las partículas golpean el sensor. - El SRD tiende a reaccionar más fuertemente a esos impactos que el SRV. - Si las partículas son demasiado grandes y tienen una masa considerable, y los golpes en la sonda del sensor son constantes, es posible que no se puedan obtener lecturas constantes y que el sensor se vea afectado a largo plazo. | - Coloque el sensor en un área donde las partículas grandes no estén presentes o sean menos frecuentes. - Considere instalar el sensor de modo que el flujo lo golpee axialmente. Los sensores de inserción largos pueden ser convenientes. - Considere la densidad de las partículas e identifique dónde pueden concentrarse o crear depósitos en la parte inferior o superior de la tubería, codos, etc. No coloque el elemento sensor en esas zonas identificadas. - No se recomienda el uso de accesorios de funda protectora, excepto en situaciones en las que las partículas son grandes y tienen el potencial de dañar el elemento sensor. Se debe tener cuidado para asegurarse de que la funda protectora no obstruya el elemento sensor. Siempre que sea posible, evite la manga protectora. En los casos en que sea necesario, visite la página de accesorios para seleccionar uno adecuado: Accesorios » rheonics. |
En procesos biológicos o químicos, se pueden formar depósitos en la pared interna de tuberías o reactores, estos son capas o recubrimientos en las superficies. Si este es el caso, existe una buena posibilidad de que ocurra lo mismo en el elemento sensor. Los depósitos en el elemento sensor pueden afectar las lecturas en algunas circunstancias.
Un buen indicador es la escala de longitud del fluido, si el depósito tiene un espesor similar o mayor que la escala de longitud del fluido, es probable que interfiera con la medición. En caso de que esté significativamente por debajo, las medidas no se verán afectadas. Esto depende del tipo de depósito, el grosor del depósito y la viscosidad del fluido.
El SRV es capaz de detectar e incluso cuantificar la cantidad de depósito en el elemento sensor. Por lo tanto, se puede monitorear cómo se acumula el depósito con el tiempo y si se ha eliminado durante el proceso de limpieza.
El SRD no puede detectar depósitos. En caso de que haya uno presente, puede distorsionar tanto la lectura de viscosidad como la de densidad. La única forma de comprobar si está limpio es visualmente, o cuando está seco al aire. Los depósitos en el SRD luego deben eliminarse con una limpieza adecuada. El cliente debe definir la frecuencia con la que se debe limpiar el sensor, ya que las incrustaciones o acumulaciones dependen del fluido y la instalación. Sigue este artículo en cómo limpiar la sonda del sensor.
Los sensores de inserción larga con longitud de inserción adecuada son una alternativa para evitar zonas de estancamiento o depósitos en las paredes internas. Esto permite que el elemento sensor despeje la zona de estancamiento y esté en el fluido que es de interés para la medición. Revisar Inserción larga SRV y Inserción larga SRD artículos.
Un fluido con límite elástico es un tipo de fluido no newtoniano. Un fluido con límite elástico es un fluido que requiere una cierta cantidad de corte para fluir. Ejemplos bien conocidos son el ketchup y la pintura. Para ambos fluidos, el límite elástico es clave para su aplicación final, por lo que esta es una propiedad deseada para algunos fluidos.
| Puntos generales | Instrucciones de instalación | |
|---|---|---|
| Fluidos con límite elástico | - El movimiento de torsión SRV y SRD no es suficiente para cortar un fluido con límite elástico. - Las lecturas de viscosidad para un fluido con límite elástico pueden variar entre sus condiciones estáticas y en movimiento. La diferencia puede ser considerablemente grande, desde un pequeño porcentaje hasta varios cientos de veces la viscosidad. - La instalación es clave para mediciones estables, repetibles y reproducibles. | - Se debe definir un régimen (condiciones estáticas o móviles), preferencia por las condiciones móviles. - El fluido debe moverse dentro de toda el área de detección. - Evite las posibles zonas de estancamiento, incluso las más pequeñas, en la base del área de detección. - La instalación preferible es cuando el elemento sensor está directamente expuesto al flujo, paralelo al elemento sensor, como se muestra en la figura a continuación. Es importante insertar el sensor lo más profundo posible en la tubería, más allá de donde el flujo sale de la pieza en T, por lo que se prefiere un sensor de inserción largo. |
Tecnología de sensores, principio de funcionamiento y aplicaciones
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Conexiones de proceso