zui佳測(cè)量位置如何zui大限度提高溫度傳感器靈敏度與信噪比
zui佳測(cè)量位置如何zui大限度提高溫度傳感器靈敏度與信噪比
我們發(fā)現(xiàn)防止 pH 電極結(jié)垢的zui簡(jiǎn)單方法是將其安裝在流速為 5 到 7 fps 的管道中時(shí)，我們開(kāi)始意識(shí)到測(cè)量位置的重要性，從而防止響應(yīng)速度通常下降 100 倍。僅由幾毫米的涂層造成。更高的速度還使電極在清潔時(shí)響應(yīng)更快。將電極放入容器的傳統(tǒng)觀點(diǎn)在幾個(gè)方面被證明是錯(cuò)誤的。即使是zui高度攪動(dòng)的容器中的速度也僅為 1 fps，導(dǎo)致響應(yīng)緩慢并且需要更頻繁地移除電極。此外，從使用中的容器中取出電極比從可隔離的再循環(huán)管線中取出更成問(wèn)題。
我們還發(fā)現(xiàn)安裝離靜態(tài)混合器出口太近的 pH 電極噪音太大。將電極向下游移動(dòng) 25 個(gè)管徑使世界變得不同。由于額外的傳輸延遲（9 英尺 4 英寸管道，6 fps），回路死區(qū)時(shí)間僅增加了 1.5 秒。噪聲的降低使我們能使用更小的濾波時(shí)間，從而使實(shí)際的總環(huán)路死區(qū)時(shí)間更短。
相同的原則適用于熱電偶套管，但效果不那么顯著。較高的速度會(huì)降低結(jié)垢率并減少測(cè)量滯后，這是傳熱系數(shù)增加的結(jié)果。（溫度傳感器和熱電偶套管內(nèi)徑之間的環(huán)形間隙（氣隙）比速度影響更大。）熱電偶套管還應(yīng)位于熱交換器下游約 25 倍管徑處，以允許來(lái)自管子的流體混合.
液體流中的氣泡和氣流中的液滴在撞擊溫度傳感器時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音。生物反應(yīng)器和化學(xué)反應(yīng)器中的空氣、氧氣和二氧化碳噴霧器產(chǎn)生的氣泡會(huì)導(dǎo)致溶解氧和 pH 信號(hào)變得嘈雜。減溫器出口處的水滴會(huì)導(dǎo)致溫度測(cè)量產(chǎn)生噪音。靜態(tài)混合器出口處的氨氣泡會(huì)導(dǎo)致 pH 測(cè)量產(chǎn)生噪音。
電極或熱電偶套管的尖端應(yīng)靠近管道中心線，因?yàn)闇囟群统煞蛛S管道橫截面而變化。對(duì)于高粘性流體，誤差很明顯。我們發(fā)現(xiàn)，由于聚合物的高粘度和 98% 硫酸的影響，擠出機(jī)出口的溫度測(cè)量和帶有硫酸試劑的靜態(tài)混合器出口的 pH 值測(cè)量對(duì)溫度傳感器尖端的插入深度特別敏感.
差壓水頭計(jì)和渦流計(jì)應(yīng)位于速度分布均勻、流動(dòng)湍流且存在單相的地方——或者管道設(shè)計(jì)人員告訴您的任何地方（開(kāi)玩笑）。
概念：溫度傳感器位置應(yīng)提供足夠的停留時(shí)間和混合，以確保單相和均勻的混合物。該位置應(yīng)盡量減少注射點(diǎn)和溫度傳感器之間的體積，以zui大限度地減少延遲。對(duì)于差壓頭和渦流計(jì)，需要一致的速度分布。zui重要的是，該位置必須對(duì)過(guò)程兩個(gè)方向的變化敏感。
細(xì)節(jié)：zui大限度地檢測(cè)過(guò)程中因干擾和設(shè)定點(diǎn)變化而發(fā)生的變化。對(duì)于成分、pH 值和溫度，選擇在兩個(gè)方向上顯示zui大變化的位置，以實(shí)現(xiàn)受控流量與進(jìn)料流量之比的正負(fù)變化，意識(shí)到存在橫截面和縱向溫度和濃度分布管道和設(shè)備。對(duì)于蒸餾塔，溫度計(jì)套管的zui佳位置是溫度變化zui大的塔板，以增加或減少回流與餾出物的比率或蒸汽與餾出物的比率。溫度或 pH 溫度傳感器和分析儀采樣頭應(yīng)靠近管道的中心，并應(yīng)延伸穿過(guò)設(shè)備壁。通常需要在多個(gè)縱向距離上跨越流化床的一系列溫度傳感器，
熱套管的插入長(zhǎng)度應(yīng)大于熱套管直徑的 5 倍，以zui大限度地減少熱傳導(dǎo)引起的熱傳導(dǎo)誤差，該誤差是沿尖端和過(guò)程連接之間的熱套管壁進(jìn)行的熱傳導(dǎo)。為防止管道中的尾流頻率引起振動(dòng)失效，應(yīng)使用制造商提供的程序?qū)υ试S的zui大長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。具有良好混合和單相的位置將zui大限度地減少測(cè)量溫度和濃度的波動(dòng)以及由液體中的氣泡或固體和氣體中的液滴撞擊溫度或 pH 溫度傳感器或進(jìn)入分析儀的樣品管線或進(jìn)入壓力脈沖管線引起的破壞和水平測(cè)量。高速氣流和熔爐中的壓力探頭必須設(shè)計(jì)成使動(dòng)量和真空效應(yīng)zui小化。溫度傳感器和樣品探針不應(yīng)安裝在泵吸入口上，而應(yīng)安裝在過(guò)濾器的下游。通過(guò)減少運(yùn)輸延遲和提高速度，zui大限度地減少溫度傳感器死區(qū)時(shí)間和滯后。
管道或采樣管線中的傳輸延遲是體積除以流速或距離除以速度。溫度和 pH 溫度傳感器的滯后時(shí)間分別隨著傳熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)的增加而隨著速度的增加而減少。污垢也隨著速度的增加而減少。
注意事項(xiàng)：擋板后面或攪拌容器表面或底部附近或在線設(shè)備出口處的材料體積可能未充分混合。填充和流化床設(shè)備可能因流道而具有不均勻的成分和溫度分布。振動(dòng)分析程序可能只關(guān)注熱套管故障，而不會(huì)預(yù)測(cè) RTD 故障。使用氫氧化鈣（石灰）或氫氧化鎂作為試劑似乎具有成本效益，除非您考慮到控制不良和固體進(jìn)入下游的成本。
例外情況：由于高度或障礙物，zui佳位置可能無(wú)法訪問(wèn)或維護(hù)。
洞察力：zui佳測(cè)量位置可zui大限度地提高溫度傳感器靈敏度并zui大限度地提高信噪比并zui大限度地縮短死區(qū)時(shí)間。
經(jīng)驗(yàn)法則：找到一個(gè)對(duì)過(guò)程變化敏感的位置，在那里流體具有均勻的混合物和單相，并且溫度傳感器滯后和傳輸延遲zui小。
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