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合理選擇液位計(jì) 液位計(jì)技術(shù)指標(biāo)

時(shí)間:2020-07-30    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
和其他行業(yè)一樣,制藥業(yè)也越來越要求更高的生產(chǎn)力和更可靠的儀器。在需要用到連續(xù)液位計(jì)的時(shí)候,制藥商更愿意選用準(zhǔn)確度高而無需經(jīng)常校準(zhǔn)的全固態(tài),非機(jī)械設(shè)備,這樣即便儀器失靈也不會(huì)耽誤生產(chǎn)的正常運(yùn)行或?qū)е抡诩庸ぶ械脑系膱?bào)廢。

在Genentech公司位于加州舊金山南部的生產(chǎn)廠區(qū),有許多反應(yīng)裝置和發(fā)酵車間被用于生產(chǎn)抗腫瘤藥物,血液病制劑以及生物療法用藥。量度學(xué)家Steve Ward 正在采用兩種新開發(fā)出來的相關(guān)技術(shù)-磁致伸縮探針和導(dǎo)波探針雷達(dá),來使液位測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化。

這兩種情況下,決定因素是準(zhǔn)確度高,穩(wěn)定性好,能夠從反應(yīng)器頂部取出探針進(jìn)行校準(zhǔn)或者直接更換的性能(也許是較為重要的)。

Ward先生說,“我們的工藝會(huì)連續(xù)運(yùn)行10到30天,如果因?yàn)樯a(chǎn)中的問題導(dǎo)致一批原料報(bào)廢的話,那就意味著一大筆錢就這樣損失了?!?br />
Ward也注意到校準(zhǔn)領(lǐng)域內(nèi)所取得的可喜成就,Genetech公司設(shè)計(jì)出一種離線校準(zhǔn)裝置,該裝置采用激光技術(shù)旨在確定磁致伸縮探針和雷達(dá)液位計(jì)的精確度。

Ward進(jìn)一步解釋說,“即使在生產(chǎn)過程中時(shí),我們也能拉出探針進(jìn)行校準(zhǔn),”在過去,使用測(cè)壓元件來測(cè)定反應(yīng)器內(nèi)物料的量時(shí),需要在反應(yīng)釜內(nèi)裝滿純水并以科氏質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)定作為空白進(jìn)行校準(zhǔn)。

Ward接著說,“這個(gè)過程很花時(shí)間,而且純水價(jià)格非常昂貴。再加上一旦用過以后,需要進(jìn)行再處理,現(xiàn)在我們淘汰了常規(guī)的純水校準(zhǔn),但是我們每隔三四年才回過頭來校驗(yàn)一次,而不像以前六至十二個(gè)月就要校驗(yàn)一次。”

他總結(jié)說:“我們幾乎試過所有的方法,之所以采用這兩種技術(shù),是因?yàn)閷?duì)準(zhǔn)確度的要求更高和反應(yīng)器的壓力而不能關(guān)閉反應(yīng)器。”

在其它制藥企業(yè),液位計(jì)的問題經(jīng)常出現(xiàn),因?yàn)橛靡詨毫榛A(chǔ)的設(shè)備和測(cè)壓元件確定的液位是依靠推斷而不是直接測(cè)量得到的液位。

在美國麻省Worcester的Abbott Bioresearch公司, 正在全力生產(chǎn)公司新批準(zhǔn)的人類無性繁殖抗體Humira,在此之前靠生產(chǎn)其他產(chǎn)品勉強(qiáng)維持。量度經(jīng)理Mark Edlinger,更喜歡用測(cè)壓元件和壓敏元件組合的方法,而不喜歡用其它的液位測(cè)定方法。他甚至采用一個(gè)頂部型的探針裝置,為了克服壓力傳導(dǎo)底座在一些應(yīng)用中可能會(huì)出現(xiàn)的不利條件,他在探針的底座裝了壓力傳送器。這個(gè)裝置與其它的頂部型探針類似,你可以隨時(shí)拉出探針并校準(zhǔn)。當(dāng)他提到采用探針電容和非接觸式雷達(dá)技術(shù)的特殊應(yīng)用時(shí)說,“我強(qiáng)烈支持壓敏技術(shù),我們現(xiàn)在遇到的最大挑戰(zhàn)就是,起泡和湍流所帶來的困難?!?br />
豐富的選擇

對(duì)于給定的工藝變量,測(cè)量本身有多難,從不同的測(cè)量方法中選取合適的測(cè)量方法的難度就有多大,我們把它稱作儀器應(yīng)用技術(shù)的公理。當(dāng)然測(cè)定反應(yīng)釜內(nèi)的液位在原理上是相對(duì)簡(jiǎn)單的問題,在工業(yè)生產(chǎn)中表面和界面的條件變化是如此之大,以至于幾年以來,我們應(yīng)用和發(fā)展了20多種不同類型的儀器。

大多數(shù)情況下,當(dāng)需要測(cè)定連續(xù)過程的液位時(shí),目前可供選擇的液位計(jì)主要分為:電容/射頻導(dǎo)納,雷達(dá),超聲波,磁致伸縮,核子等五類。經(jīng)常使用的壓力傳送器和測(cè)壓元件這兩種方法嚴(yán)格來講不能測(cè)量液位,如果需要點(diǎn)式的(只是需要某幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的測(cè)量)而不是連續(xù)液位測(cè)量的話,就有另外一組可替代的技術(shù)供選用。

在潔凈工藝中液位的測(cè)定幾乎沒有絕對(duì)的應(yīng)用原則,除了測(cè)壓元件和核子測(cè)定儀測(cè)定時(shí)不能直接接觸工藝以外,只有一些幾乎任何的液位計(jì)都需要符合的衛(wèi)生工藝基本準(zhǔn)入成本參數(shù)。

伊利諾斯州儀器供應(yīng)商Magnetrol(Downers Grove, Ill.)的新技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)理,Boyce Carsella解釋說;“儀器必須由與工藝相匹配的材料制成。他們?cè)O(shè)計(jì)和生產(chǎn)出的產(chǎn)品表面必須是沒有裂縫和瑕疵的,以免成為細(xì)菌的避難所,儀器要易于清理、清潔和檢測(cè)。

Carsella補(bǔ)充說,“最終,由用戶來定義潔凈標(biāo)準(zhǔn),但是所有費(fèi)用都是由用戶承擔(dān)的?!?br />
麻省Invensys Foxboro的耐壓和液位市場(chǎng)部經(jīng)理Jonathon Rowe補(bǔ)充說,“潔凈和普通儀器之間的主要區(qū)別是接口。潔凈儀器必須易于日常清理和易于拆分,”在北美,根據(jù)應(yīng)用的不同,三卡連接器可采用一系列不同的墊圈材料。在填充流體的情況下,遠(yuǎn)程密閉壓力傳送器的使用也必須與工藝配套。

如果談到材料的使用,最起碼,制藥廠會(huì)采用乳業(yè)用3A標(biāo)準(zhǔn)的316不銹鋼作為一個(gè)起碼條件。位于美國Phoenix,Honeywell公司的耐壓產(chǎn)品業(yè)務(wù)部經(jīng)理John Schnake 說,日常潔凈處理程序之一的酸洗也需要應(yīng)用到進(jìn)行液態(tài)加工部分的哈司特鎳合金C。

Invensys Foxboro公司的 Rowe 補(bǔ)充說:“對(duì)于一個(gè)壓力傳送器的隔膜來講,用哈司特鎳合金C明顯地意味著比用不銹鋼要好15個(gè)百分點(diǎn)?!?br />
日常無菌處理時(shí),儀器必須能耐高溫。紐約Anderson Instrument公司的市場(chǎng)副總監(jiān), Bill Wilson說:“通常要求儀器至少耐半小時(shí)攝氏121度的低溫,也有可能需要持續(xù)耐1小時(shí)140度的高溫。”

另一個(gè)參數(shù)跟壓力傳送器的靈敏度有關(guān),那就是儀器對(duì)溫度變化反應(yīng)的快慢程度。位于印第安納州Greenwood 的Endress + Hauser 公司,耐壓產(chǎn)品部經(jīng)理Scott Ric-hardson 指出,“大多數(shù)壓力傳送器有溫度補(bǔ)償,但是如果在驟冷驟熱循環(huán)系統(tǒng)中,傳感器就必須感應(yīng)迅速?!?br />
最后,儀器的外殼本身要符合徹底沖洗的最低標(biāo)準(zhǔn),即NEMA 4X 或IP67標(biāo)準(zhǔn)。Magnetrol公司的產(chǎn)品經(jīng)理Wayne Shanon說,“如果工藝中有堿洗工序,就不能采用標(biāo)準(zhǔn)的鍍鋁表面,人們只能用環(huán)氧材料涂層,塑料外殼,甚至是不銹鋼等儀器?!?p align=center>

一種型號(hào)不是萬能的

在作決定時(shí),準(zhǔn)入成本標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)鍵因素,然而,下面的應(yīng)用原則會(huì)指導(dǎo)選擇儀器的過程以及為特殊應(yīng)用提供方法。

◆減少校準(zhǔn)次數(shù)以節(jié)省時(shí)間。位于美國賓夕法尼亞州Metek Drexelbrook連續(xù)液位產(chǎn)品經(jīng)理Don Koeneman說,“如果在應(yīng)用上合適的話,的技術(shù)應(yīng)該是那些不需要校準(zhǔn)以及與流體的物理性質(zhì)無關(guān)的技術(shù)?!?br />◆ 儀器和加工之間的接觸越少越好,因?yàn)檫@樣加工過程就不會(huì)對(duì)儀器產(chǎn)生影響。從這點(diǎn)來講,測(cè)壓元件和核子測(cè)定儀是的設(shè)備,超聲波,非接觸式雷達(dá)等要求反應(yīng)釜有孔,但也不用插入反應(yīng)釜內(nèi)部,所以對(duì)攪拌或釜內(nèi)其他設(shè)備也沒有影響。導(dǎo)波雷達(dá),磁致伸縮探針和電容設(shè)備等要求有嵌入式探針,另外磁致伸縮探針有漂浮移動(dòng)的情況。
◆如果你能避免在反應(yīng)器底部開孔的話,那就再好不過了,位于美國辛辛那提的Ohmart/VEGA的市場(chǎng)經(jīng)理Brian Oeder說:“人們對(duì)底部沒有附加設(shè)備的反應(yīng)器更感興趣,頂部型的設(shè)備在安裝以及檢修和校準(zhǔn)移動(dòng)時(shí)都會(huì)節(jié)省時(shí)間?!?br />◆更精確不見得就更好,Abbott Bioresearch 公司的 Mark Edlinger 說:“測(cè)量學(xué)家能用的可以的方法就是讓用戶提出儀器應(yīng)具備的性能。太多的性能規(guī)范脫離了實(shí)際,而不是基于真正的工藝需求。我們?cè)噲D以下面的出發(fā)點(diǎn)去解決問題,那就是‘如果在容許誤差范圍之外,又怎么能應(yīng)用呢?’當(dāng)我們遇到這種情況時(shí),我們經(jīng)常會(huì)變寬規(guī)范范圍,想到一個(gè)更好,更劃算的解決方法?!?br />
此外,困難的應(yīng)用仍然會(huì)很困難。Anderson Instrument 公司的Wilson 說:“有時(shí),唯一的解決辦法,就是去試一試。百分之二十制藥業(yè)所采用的解決方案都不是很理想?!?br />
Ohmart/VEGA’s Oeder 補(bǔ)充說:“每種發(fā)酵都是不同的,不存在通用的好方法,你必須去試用,去不斷地改進(jìn)。”

眾所周知,所有的儀器儀表產(chǎn)品都是依據(jù)相關(guān)的科學(xué)原理制造而成的,關(guān)于磁翻板液位計(jì)顧名思義則是采用金屬的磁性原理測(cè)量液位的。

具體來說,磁翻板液位計(jì)結(jié)構(gòu)原理是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成,當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí),液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降,浮子內(nèi)的*磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器,驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°,當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?,?dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色,面板上的紅白磁翻板交界點(diǎn)即為內(nèi)部液位的實(shí)際高度。

我們知道磁翻板液位計(jì)是磁鐵的磁性是由于物體內(nèi)部的一部分微小回路因?yàn)槟撤N原因(比如長(zhǎng)期將無磁性的鐵塊放在不變的磁場(chǎng)中)得到一定的排列,在一個(gè)方向上的總磁場(chǎng)強(qiáng)度大于其他方向,所以表現(xiàn)出磁性。高溫會(huì)使磁鐵內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)加劇,打亂內(nèi)部分子排列,就會(huì)使磁鐵失去磁性,這是居里夫人發(fā)現(xiàn)的,所以把磁鐵的高溫退磁點(diǎn)叫做該磁鐵的居里溫度。這個(gè)退磁點(diǎn)在磁翻板制作和使用過程中是一個(gè)非常重要的概念,因?yàn)橥舜劈c(diǎn)的存在,所以對(duì)于所有的磁性材料來說,磁性并不是永遠(yuǎn)都會(huì)存在的,它跟溫度有密切的關(guān)聯(lián)。

一般地,磁性材料具有一個(gè)臨界溫度Tc,在這個(gè)溫度以上,由于高溫下原子的劇烈熱運(yùn)動(dòng),原子磁矩的排列是混亂無序的。在此溫度以下,原子磁矩排列整齊,產(chǎn)生自發(fā)磁化,物體變成鐵磁性的。如果是是溫度過高,則會(huì)導(dǎo)致浮子或翻柱內(nèi)的磁力消磁。對(duì)于用戶來說購買產(chǎn)品的時(shí)候需要向儀表制造廠家提供明確的介質(zhì)溫度,來確定選用使用的高溫浮子。

關(guān)于磁翻板液位計(jì)消磁現(xiàn)象我們應(yīng)該如何應(yīng)對(duì),可以通過以下幾個(gè)方面予以關(guān)注:

首先、高溫型磁翻板液位計(jì)的磁浮子在使用過程中磁浮子會(huì)有消磁現(xiàn)象,消磁從而導(dǎo)致磁翻板液位計(jì)失效。高溫型磁翻板液位計(jì)(特別是高溫高壓型磁翻板液位計(jì))其使用溫度一般都超過180攝氏度。所以從設(shè)計(jì)的角度來看,要選用恰當(dāng)?shù)挠泊挪牧稀1热邕x用居里溫度高于使用溫度20%以上、保證五年后剩磁超過臨界值的磁性材料(我設(shè)計(jì)生產(chǎn)的磁翻板液位計(jì)要求耦合臨界值在1400高斯左右);

其次、從生產(chǎn)的角度來看,加工磁浮子要注意以下幾點(diǎn):

1,、在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)加工階段時(shí)須注意焊接(氬弧焊)時(shí)需要采取降溫措施,以避免磁浮子的磁性材料處的溫度超過磁性材料的居里溫度。

2、在儀表測(cè)量管內(nèi)的磁浮子內(nèi)填充惰性氣體(如氬氣);

第三、站在使用者的角度來看,需要做到以下幾點(diǎn):

1、訂貨時(shí)選用恰當(dāng)?shù)男吞?hào),達(dá)到使用溫度不超過磁翻板液位計(jì)的標(biāo)稱溫度;

2、在使用中,要隨時(shí)觀察液位計(jì)的使用情況(能否正常服役),還要記錄介質(zhì)的實(shí)際溫度(我見過這樣的情況,實(shí)際使用溫度往往會(huì)高于參數(shù)表上的溫度,設(shè)計(jì)參數(shù)表的人可能忽略了某些因素)。

雷達(dá)液位計(jì)常見故障現(xiàn)象解決方法

  導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)安裝調(diào)試方便,維護(hù)工作量小,適應(yīng)性強(qiáng),高性能、高精度、工作性能穩(wěn)定可靠,操作方便安全,保護(hù)等級(jí)較高,抗干擾能力強(qiáng),使用壽命長(zhǎng),可廣泛應(yīng)用于冶金、建材、能源、石化、水利、糧食等行業(yè)的液位與物位生產(chǎn)的容器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量要求。在與電容,重錘等接觸式儀表相比較,具有無可比擬的優(yōu)越性。微波信號(hào)的傳輸不受大氣的影響,所以它在測(cè)量生產(chǎn)過程中具有揮發(fā)性氣體、高溫(350℃)、高壓、蒸汽、真空及高粉塵等惡劣環(huán)境時(shí)有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),是一種性價(jià)比很高的儀表。

  好的儀表也要善于使用與維護(hù),尤其象導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)這種精密數(shù)字儀表,良好的安裝與使用、維護(hù)不僅可以保證儀表穩(wěn)定精準(zhǔn)的測(cè)量,也會(huì)大大延長(zhǎng)儀表的使用壽命。下文就主要介紹一下,導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)(物位計(jì))在使用過程中,較為常見的四種故障以及相應(yīng)的處理辦法!

  故障現(xiàn)象一

  對(duì)于天線結(jié)疤的處理:

  介電常數(shù)很小的掛料在干燥狀態(tài)下對(duì)測(cè)量無影響,而介電常數(shù)很高的掛料則對(duì)測(cè)量有影響??捎脡嚎s空氣吹掃(或清水沖洗),且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電器元件的溫度。還可用酸性清洗液清洗堿性結(jié)疤,但在清洗期間不能進(jìn)行料位測(cè)量.

  故障現(xiàn)象二

  探頭結(jié)疤和頻繁故障處理方法:

  第一個(gè)辦法是將探頭安裝位置提高,但是有時(shí)候安裝條件限制,不能提高的情況下,就應(yīng)采用將料位測(cè)量值與該槽的泵聯(lián)鎖的辦法,解決這一難題:將最高料位設(shè)定值減小0.5m左右,當(dāng)料位達(dá)到該最高值時(shí),即可停進(jìn)料泵或開啟出料泵。

  故障現(xiàn)象三

  關(guān)于泡沫對(duì)測(cè)量的影響:

  干泡沫和濕泡沫能將雷達(dá)波反射回來,對(duì)測(cè)量無影響;中性泡沫則會(huì)吸收和擴(kuò)散雷達(dá)波,因而嚴(yán)重影響回波的反射甚至沒有回波。當(dāng)介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時(shí),測(cè)量誤差較大或無法測(cè)量,在這種工況下,雷達(dá)料位計(jì)不具有優(yōu)勢(shì),這是其應(yīng)用的局限性。

  故障現(xiàn)象四

  被淹相應(yīng)的處理方法:

  解決這種問題的辦法是將雷達(dá)料位計(jì)改為導(dǎo)波管式測(cè)量。仍在原開孔處安裝導(dǎo)波管式雷達(dá)料位計(jì),導(dǎo)波管高于排汽管0.2m左右,這樣一來,即使出現(xiàn)料漿從排汽管溢出的惡劣工況,也不會(huì)使料位計(jì)天線被料漿淹沒,而且避免了攪拌器渦流的干擾及大量蒸汽從探頭處冒出,減少了對(duì)探頭的損害,同時(shí)由于導(dǎo)波管聚焦效果好,接收的雷達(dá)波信號(hào)更強(qiáng),取得了很好的測(cè)量效果。使用導(dǎo)波管測(cè)量方式,可以改善表計(jì)測(cè)量條件,提高儀表測(cè)量性能,具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

標(biāo)簽: 雷達(dá)液位計(jì)
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