BASINÇ ÖLÇÜMÜ Kamil Gürsel

Transkript

1 BASINÇ ÖLÇÜMÜ Kamil Gürsel ABB Ltd - 1

2 Basınç? absolute Pressure gauge Pressure positive gage Pressure negative 0 bar (a) -1,013 bar g 1,013 bar (a) 0 bar g 2,0 bar (a) 0,987 bar g Pressure p ABB Ltd - 2 Mutlak Vakum Ortam Basıncı Gauge (Manometre) Basıncı

3 BASINÇ ÖLÇÜMÜ Basınç transmitterleri çeşitli formlarda ( Gauge, mutlak, vakum ve fark )basınç değişkenini ölçmek için kullanılır. Atmosferik Basınç: Atmosferik basınç atmosferin oluşturduğu kuvvettir. Örneğin deniz seviyesinde 14,695 psia değerine eşittir. Bu değer, deniz seviyesinden yükseldikçe azalır. ABB Ltd - 3

4 Hidrostatik Basınç: Hidrostatik basınç sıvı seviye ölçümlerinde karşılaşılan bir terimdir. Sıvı seviyesinin üzerindeki kuvvet ile sıvı seviyesinin altında oluşan basınç değeridir. Hat Basıncı: Bir hat içerisindeki akışkanın hat(boru) yüzeyine uyguladığı kuvvet miktarıdır. Statik Basınç: Statik basınç = hat basıncı Çalışma Basıncı: Çalışma basıncı da hat ve statik basınç gibi aynı kuvvet tarafından oluşan basınçtır. ABB Ltd - 4

5 ABB Ltd - 5 Absolute(Mutlak) Basınç: Mutlak basınç, referans noktası tam vakum olan bir basınç ölçümüdür. Mutlak basınç ölçümü proses basıncının, tam vakum (0 psia) değerinden farkı olarak ölçülür.sıfır mutlak basınç toplam basınç kaybı olarak da tanımlanabilir. Örneğin uzay, tam vakum yada sıfır mutlak basınç olarak tanımlanır. Gauge Basınç: Atmosfer basıncının üzerindeki basınç değerlerinde ölçüm yapılan değerdir. Gauge pressure atmosfer basıncı ile ölçülen değer arasındaki pozitif farkdır.gauge basıncını mutlak basıncına çevirmek için ölçülen basınç değerine gerçek atmosfer basıncını eklemeniz gerekmektedir.

6 Vakum: Vakum ölçümü de atmosfer basıncını referans alan basınç ölçümüdür. Vakum, atmosfer basıncının altındaki alçak basınç alanın da ölçülen değerdir. Vakum ölçümlerinde genelde cm(mm) veya inç su sütunu birimi kullanılır. Vakum ölçümü, elevated (yükseltilmiş) sıfır ayarı yapılmış gauge basınç transmitter kullanılarak ölçülür. ABB Ltd - 6

7 Fark Basınç: Fark Basınç ölçümü, bir referans noktası ile mevcut ölçümü yapılan bir değer arasındaki değerdir. Bu referans değeri tam vakum ( mutlak basınç) da olabilir, atmosfer basıncı da. ABB Ltd - 7

8 BASINÇ TRANSMITTER UYGULAMALARI: etc. Basinç Transmitter i temel birçok ölçüm uygulamalarında kullanılır: Basınç ölçümü Fark Basınç Ölçümü Akış ölçümü Seviye ölçümü Yoğunluk ölçümü ABB Ltd - 8

9 Endüktif Sensör: ABB Ltd - 9

10 Endüktif Sensör: P1 P2 L = K x + b + a L1 L2 L m H (basic gap 0.21mm) ferrite diaphragm to LC resonant circuit L = ± 0.3 m H (total displacement ±0.04mm) L 0 Measuring diaphragm L 0 ABB Ltd - 10 x 0 x

11 Endüktif sensor: Avantaj ve Dezavantajlar Advantages Disadvantages Integral overpressure protection Simple mechanical design Low measuring circuit impedance requires more energy Output signal very high Very high input/output signal ratio Easy signal conversion In-house technology ABB Ltd - 11

12 Kapasitif Sensör: ABB Ltd - 12

13 Piezorezistif Sensör: İzolasyon Diyaframı P-Sensor Dolgu Sıvısı ABB Ltd - 13 Yüksek Basınç Diyaframı

14 Seviye ölçümü ABB Ltd - 14

15 . Sıvı Seviye Ölçümü: Sıvı seviye ölçümü Fark Basınç veya Gauge Basınç Transmitter i kullanılarak yapılabilir. Bu seçim, ölçüm yapılacak tankın atmosfere açık yada kapalı olmasına göre yapılır. ABB Ltd - 15

16 Fark Basınç Prensibi ile Seviye Ölçümü Açık Tank Atmosfer Tank boş iken diyaframa uygulanan basınç =0 Sensör basıncı = seviye ile oluşan basınç Basınç belli seviyede her noktada aynıdır ABB Ltd - 16

17 Fark Basınç Prensibi ile Seviye Ölçümü Açık Tank: Atmosfer basıncında oluşan her türlü değişim, referansı atmosfer basıncı olan Gauge Basınç transmitteri ile kompanze edileceğinden seviye ölçümüne etki etmeyecektir. Bu nedenle bu tip uygulamalarda Gauge Basınç transmitter i kullanılır. ABB Ltd - 17

18 ABB Ltd - 18

19 ABB Ltd - 19 Fark Basınç Prensibi ile Seviye Ölçümü Kapalı Tank Basınç İçerideki basınç ne olursa olsun tank boş iken her iki sensör aynı basıncı ölçer, ancak yüksek basınç sensörüne uygulanan artı basınç seviye bilgisidir

20 Fark Basınç Prensibi ile Seviye Ölçümü Kapalı Tank: Kapalı tank içerisinde ölçüm yapılan sıvı atmosfer basıncından tamamıyla izole edilmiş durumdadır. Bu uygulamalarda Fark basınç tip Transmitter kullanılması gerekmektedir. Transmitter in düşük basınç tarafı tankın üstüne, yüksek basınç tarafı ise alt tarafına bağlanacaktır. ABB Ltd - 20

21 Fark Basınç Prensibi ile Seviye Ölçümü Hesaplama Yöntemi: Tankın dibindeki basıncı hesaplayabilmek için ihtiyaç duyulan bilgilerden bir tanesi h tank yükseklik bilgisidir. Bu değer cm veya mm olarak verilebilir. Örneğin ölçülecek sıvı su ve seviye 10 mt = mm ise ; Tank dibindeki basınç mmh2o dur. Ölçülen sıvı su değilse, bu durumda hesaplamada ihtiyaç duyulan diğer bilgi Sıvının Spesifik Gravite değeridir. Bu durumda hesaplama aşağıdaki şekilde yapılır; h = (h') (SG) h = En yüksek seviye, h' = Ölçülen sıvı seviyesi, ABB Ltd - 21 SG = Sıvının Spesifik Gravitesi

22 Basınç Transmitteri Bileşenleri ABB Ltd - 22

23 Transmitter Yapısı: Pressure transmitter Sensor Primary Electronics Secondary Electronics (µp) Display Secondary Electronics (Power Supply) Input / Output T600 Series ABB Ltd - 23

24 Ana Transducer Ana Elektronik Sensör İndüktif, Kapasitif Piezo Rezistif Giriş Diaframları ABB Ltd - 24

25 Giriş Diayaframı Giriş Diyaframı Giriş Diyaframı ABB Ltd Uygulanan Basıncın Sensöre ulaşmasını sağlayan ve sızdırmaz olarak sensöre hidrolik bağlı diyafram.

26 Sensör Elektroniği + Sensör elemanlarının sinyallerinin zaman süresel sinyale ilk olarak dönüştürüldüğü ve sensöre elekriksel olarak bağlı olan devredir ABB Ltd - 26

27 Ana Elektronik Devre Transducer in sıcaklık sensörünü taşır İkincil Transducer tarafından sıcaklık kompanzasyonunda kullanılan; Sıcaklık Sinyalini standardize edilmiş zaman süresel sinyale cevirir. Tüm ilgili kompanzasyon sabitelerini içeren non volatile hafıza E 2 PROM u taşır ABB Ltd Tüm kalibrasyon ve ayar değerlerini içeren non volatile hafıza E 2 PROM u taşır.

28 İkincil Transducer + Ana Transducer den gelen zaman süresel çıkış sinyalini standardize edilmiş ma çıkış sinyaline çevirir. ( Profibus veya FF değil ) ABB Ltd Hart veya Profibus PA veya FF digital iletişim sinyalini üretir.

29 İkincil Transducer temel operasyonlar + Varolan temel analog sinyali gerçek digital sayıya çevirir ( Analogdan Digitale çevrim ). + DSP işleme ( Digital Sinyal işleme ). + Kompanse edilmiş D/A çıkış çevrimi ile ma sinyal üretimi + Digital Hart İletişim. + Diagnostik. ABB Ltd - 29

30 Remote Sealler ABB Ltd - 30

31 Remote Sealler Tamamı Kaynaklı ABB Ltd - 31

32 Calışma teorisi Seal Diyaframındaki basınç, dolgu sıvısı vasıtası ile iletilir Teorik... olarak sensördeki basınç, sealdeki basınça eşittir ABB Ltd - 32

33 Modüler Tasarım Gövde Sensör Electronik ABB Ltd - 33

34 Transmitter Bağlantı Şekilleri: Akış Ölçümü: Temiz Sıvı veya Buhar (Kondense olabilen) 1. Place taps to the side of the line. 2. Mount beside or below the taps. 3. Mount the drain/vent valve upward. 4. In case of steam application fill the vertical section of the connecting lines with a compatible fluid through the dedicated filling tees. C B H L H L A A C B ABB Ltd - 34

35 Transmitter Bağlantı Şekilleri: Akış Ölçümü: Gaz veya içerisinde katı partiküller olan Sıvı 1. Place taps in the top or side of the line. 2. Mount the transmitter beside or above the taps. H L A C B H L B C A C B B C L A H L H A ABB Ltd - 35

36 Transmitter Bağlantı Şekilleri: Seviye Ölçümü: Açık Tank 1. Mount the transmitter at the same height or below of the lowest level to be measured. 2. Connect the + (H) side of the transmitter to the bottom of the tank 3. Vent the - (L) side of the transmitter to the atmosphere. Max. Level L H Min. Level ABB Ltd - 36

37 Transmitter Bağlantı Şekilleri: Seviye Ölçümü: Kapalı Tank (Kondense olmayan akışkan ve Dry Leg) 1. Mount the transmitter at the same height or below the lowest level to be measured. 2. Connect the + (H) side of the transmitter to the bottom of the tank 3. Connect the - (L) side of the transmitter to the upper part of the tank, above the maximum of the tank. Max. Level Gate valve L Gate valve H Min. Level ABB Ltd - 37 Drain Valve

38 Transmitter Bağlantı Şekilleri: Seviye Ölçümü: Kapalı Tank (Kondense olabilen akışkan ve Wet Leg) 1. Mount the transmitter at the same height or below the lowest level to be measured. 2. Connect the + (H) side of the transmitter to the bottom of the tank 3. Connect the - (L) side of the transmitter to the upper part of the tank. 4. Fill the vertical section of the connecting line to the upper part of the tank with a compatible liquid through the dedicated filling tee. Max. Level Gate valve Wet leg E L Gate valve H Min. Level ABB Ltd - 38 Drain Valve

39 Transmitter Bağlantı Şekilleri: Basınç Ölçümü: Bir Tank da L 1. Place taps in the upper part of the tank. 2. Mount the transmitter above the elevation of the process tap. 3. Connect the + (H) side of the transmitter to the tank H Basınç Ölçümü: Bir hat üzerinde 1. Place tap at the side of the line. 2. Mount the transmitter beside or below the tap for clean fluids, above the tap for dirty fluids. 3. Connect the + (H) side of the transmitter to the pipe. E ABB Ltd - 39 S

40 Transmitter Bağlantı Şekilleri: Basınç Ölçümü: Kondense olan buhar Hattında 1. Place tap in the side of the line. 2. Mount the transmitter below the tap. 3. Connect the + (H) side of the transmitter to the pipe. 4. Fill the vertical section of the connecting line to the tap with a compatible liquid through the dedicated filling tee. Basınç Ölçümü: Gaz Akışı olan hat üzerinde 1. Place tap in the top or side of the line. 2. Mount the transmitter beside or above the tap. 3. Connect the + (H) side of the transmitter to the pipe. ABB Ltd - 40

41 İLGİNİZE TEŞEKKÜRLER ABB Ltd - 41