アプリケーション使用ガイドライン

Rheonics センサーの取り付け: 基本原則

　 Rheonics 利点

Rheonics バランスの取れたねじり共振器により、センサーを任意の方向に取り付けることができます。

Rheonics SR センサーは、センサーの検出素子が完全に浸漬されている限り、任意の位置に取り付けることができます。バランスのとれたねじり共振器は外界の影響を受けず、周囲に振動を伝えません。

ただし、この声明では、ユーザーがインストールに関するさらなるガイダンスを求めていることがわかります。さまざまなアプリケーションでの経験により、特定の状況での取り付けの決定を推奨するために十分なデータを収集することもできました。このページはその方法を説明することを目的としています Rheonics SR- センサーは最も一般的な液体タイプで動作し、それぞれの場合に推奨される設置方法を提供します。

概要

Rheonics は XNUMX 種類の SR プローブを提供します。 SRV インライン粘度計 & SRD インライン密度・粘度計。各センサーの詳細については、 Rheonics 製品ページおよびサポート記事こちら.

さまざまな種類の流体における SRV および SRD の性能を説明する前に、粘度測定が必要になるたびに遭遇する XNUMX つのカテゴリの流体について言及する必要があります。 ニュートンと nニュートン上の流体. Rheonics には、Web 上にこれらの流体タイプのそれぞれを定義する多くの情報があります。次のようなものです。ブログ.

ニュートン流体の場合、力を加えても粘度は変化しません、したがって、静的条件と移動条件では同じ粘度測定値が表示されます。温度の違いなど、他の条件によってこれらの流体の粘度が変化する場合があります。

非ニュートン流体の場合、測定される粘度は、測定が行われるせん断速度に依存します。 非ニュートン流体には多くの種類がありますが、それらの流体に共通しているのは、測定が行われるせん断速度が異なる測定技術間で異なることが多いため、粘度を異なる測定機器の特定の値に関連付けることはできないということです。。

一方、密度測定には影響はありません。 流体のニュートン挙動または非ニュートン挙動による。

工業プロセスで使用される流体の大部分は非ニュートン性であるため、インライン粘度計を使用する場合は動作条件を考慮する必要があります。 Rheonics 同じ条件での読み取り値の再現性を保証します。これは最終的にプロセス制御において最も重要な要素です。

これで、さまざまな種類の流体と条件を確認し、いくつかの考慮事項と推奨事項を提供できるようになりました。それら。この記事で取り上げるシナリオは次のとおりです。

静的条件
流体の移動
泡立つような流れ
固体粒子
降伏応力のある流体

1. 静的条件

静的状態を流体に流れがない状態と定義します。通常、これがほとんどの実験室機器の動作方法です。

ニュートン流体の場合、流体が静止しているビーカー内で測定した場合でも、さまざまな速度で移動しているプロセス内のインラインで測定した場合でも、粘度は同じになります。

非ニュートン流体の場合、静止流体の粘度測定は、異なる流量下での同じ流体の測定とは異なります。これは、流れとは異なるせん断速度が課されるためです。構造流体の流れによる構造破壊も同様です。

静的テストが必要な場合、ユーザーは次のことを行う必要があります。

センサーを十分に浸し、検出素子が液体と接触するようにします (図 1 を参照)。
先端から障害物までのクリアランスは SRV の場合は 5mm、SRD の場合は 12mm と考えてください。
流体中でプローブが動かないようにセンサーをクランプしてしっかりと固定します。
水の測定が必要な場合は、流体内の気泡を避けるために容器を加圧する必要があります。検出素子上に気泡が溜まると測定が中断されるため、常に避けてください。
推奨されるテスト/参照流体は、アルコール、溶剤、またはオイルです。
高温試験には温度制御チャンバーが必要になることを考慮してください。

2. 流体の移動

この場合、センサーはプロセスラインまたは混合タンクに設置されます。 SRV と SRD は設置内で発生する可能性のある振動の影響を受けませんが、ほとんどの流体の粘度測定では流量が重要な役割を果たします。

	一般的なポイント	インストール手順
ニュートン流体	測定値は影響を受けず、どのような流量でも、どのような流体状態（層流または乱流）でも同じになります。	停滞ゾーンを避けてください。
非ニュートン流体	- 測定値は流量によって変化し、他の測定技術 (ザンカップなど) と一致しない場合があります。 Rheonics SR センサーは測定値の再現性と再現性を保証するため、クライアントは履歴データを使用してプロセス/バッチ/レシピのアイデンティティを研究および作成する必要があります。 - 密度には影響しません。	- センサーを均一な流量にさらす必要があります。短いセンサーではこれを保証できない場合は、長い挿入センサーを検討してください。 - 停滞ゾーンは避けなければなりません。 - 粘度センサー (インラインまたはラボ) を交換する場合、SR センサーと同じ粘度を期待しないでください。センシング技術は異なり、粘度の測定値も異なります。

3. 泡状の液体

空気や気泡が混入した流体が頻繁に使用されます。 SRV と SRD はバブルに対して異なる動作をするため、別々に調べてみましょう。

	一般的なポイント	インストール手順
SRV粘度計	- SRV は、濡れた表面に接触しているものを測定します。静止状態では、気泡がセンサーの表面に集中し、通常、流体が変化していない場合でも粘度が増加して読み取り値に影響を与えます。これは、気泡が共振器表面に追加の減衰を生み出すためです。動いている状況では、気泡は切り取られます。 SRV は主に流体を感知し、測定には影響しません。通常、気泡の割合とサイズは、移動する流体内の測定には影響しません。	- 検出素子の周囲に気泡が蓄積する可能性を排除するために、よどみゾーンを避けてください。センサー。 - 検出素子は完全に水中に浸しておいてください。 - パイプラインの高い箇所には空気が溜まっている可能性があるため、そのようなゾーンへの設置は避けてください。
SRDの密度と粘度計	SRDはねじり振動しながら流れを誘発します。これは密度を測定するために必要です。気泡は SRD の密度と粘度の測定値に影響を与えます。ほとんどの場合、気泡が発生すると粘度が増加し、密度が減少します。変化は気泡の割合、サイズ、動きによって異なります。	- SRD は、気泡がない、または最小限の場所に取り付けるようにしてください。ラインに圧力をかけると気泡を取り除くのに役立ちます。 - センサー電子機器でフィルターを使用すると、SRD の読み取り値の気泡による測定時のノイズを低減できます。 - SRD は泡状の流体での使用に成功しているため、テストは常に行う価値があります。

4. 固体粒子

固体粒子を含む流体中での SR センサーの動作は、これらの粒子のサイズによって異なります。

	総論	インストール手順
マイクロメートルスケールの粒子例: インクとスラリー	これは、センサーが測定できる流体長スケールを下回ります。 SRV または SRD は、このような懸濁液を、粘度と密度を持つ均質な流体と見なします。インクの場合、主に粘度が重要となるため、通常は SRV が使用されます。スラリーの場合は粘度と密度の両方が重要であるため、SRD を使用できます。	- 設置の観点からは、非ニュートン流体と非常に似ています。 - 停滞ゾーンを避けることが重要です。
大きな粒子（米トウモロコシサイズ）	- これらの粒子はセンサーの測定長スケールよりもはるかに大きいため、センサーとの相互作用は異なります。 - 粒子が検出素子に衝突すると、大きな外乱が発生し、測定が中断されます。この中断により大きな誤差が生じ、測定値に異常値が生じる可能性があります。これらのエラーは散発的であり、センサーが粒子に当たる頻度に依存します。 - SRD は SRV よりもこれらの衝撃に対してより強く反応する傾向があります。 - 粒子が大きすぎてかなりの質量があり、センサープローブへの当たりが一定している場合、一定の読み取りが不可能になる可能性があり、長期的にはセンサーに影響を与える可能性があります。	- センサーは、大きな粒子が存在しない、または発生頻度が低い場所に設置してください。 - 軸方向の流れが当たるようにセンサーを設置することを検討してください。長い挿入センサーは便利です。 - 粒子の密度を考慮し、パイプの底部または上部、エルボなどで粒子が集中したり堆積物を生成したりする可能性がある場所を特定します。これらの特定されたゾーンには感知素子を配置しないでください。 - 粒子が大きく、検出素子を損傷する可能性がある場合を除き、保護スリーブ付属品の使用は推奨されません。保護スリーブが検出素子の詰まりを引き起こさないように注意する必要があります。可能な限り、保護スリーブは避けてください。必要な場合は、アクセサリのページにアクセスして適切なものを選択してください。付属品 " rheonics.

5. 預金

生物学的または化学的プロセスでは、パイプまたは反応器の内壁に堆積物が形成されることがあります。これらは表面の層またはコーティングです。この場合、感知素子でも同じことが起こる可能性が高くなります。感知素子上の堆積物は、状況によっては測定値に影響を与える可能性があります。

優れた指標は流体長スケールです。堆積物の厚さが流体長スケールと同等かそれより厚い場合、測定に干渉する可能性があります。大幅に下回っている場合でも、測定には影響しません。これは、堆積物の種類、堆積物の厚さ、および流体の粘度によって異なります。

　 SRV 検出素子上の堆積物の量を検出し、定量化することもできます。したがって、時間の経過とともに堆積物がどのように蓄積するか、また洗浄プロセス中に堆積物が除去されたかどうかを監視できます。

　 SRD 堆積物を検出できません。存在する場合、粘度と密度の読み取り値が歪む可能性があります。きれいかどうかを確認する唯一の方法は、目視、または空気中で乾燥しているかどうかです。 SRD 内の堆積物は、適切な洗浄によって除去する必要があります。汚れや蓄積は液体や設置状況によって異なるため、お客様はセンサーを掃除する頻度を定義する必要があります。この記事をフォローしてくださいセンサープローブの掃除方法。

適切な挿入長を備えた長い挿入センサーは、内壁の停滞ゾーンや堆積物を回避するための代替手段となります。これにより、検出素子がよどみゾーンを通過し、測定対象の流体内に入ることが可能になります。レビュー SRVロング挿入 & SRDロングインサート記事。

6. 降伏応力のある流体

降伏応力を持つ流体は、非ニュートン流体の一種です。降伏応力を持つ流体は、流れるために一定量のせん断が必要な流体です。有名な例としてはケチャップや絵の具などが挙げられます。どちらの流体でも降伏応力は最終用途の鍵となるため、これは一部の流体にとって望ましい特性です。

	一般的なポイント	インストール手順
降伏応力のある流体	- SRV および SRD のねじり運動は、降伏応力を伴う流体を剪断するには十分ではありません。 - 降伏応力のある流体の粘度測定値は、静的状態と移動状態の間で異なる場合があります。その差はかなり大きくなり、粘度の数パーセントから最大で数百倍になる場合があります。 - 設置は、安定性、反復性、再現性のある測定の鍵となります。	- レジームを定義する必要があります (静的条件または移動条件)。移動条件を優先します。 - 流体は検出領域全体内で移動している必要があります。 - 感知領域の基部にある小さな停滞ゾーンであっても、潜在的な停滞ゾーンを避けてください。 - 下図に示すように、検出素子が直接流れにさらされるように、検出素子と平行に設置するのが望ましいです。流れが T ピースから出る場所を超えて、センサーをパイプのできるだけ奥まで挿入することが重要です。そのため、長い挿入センサーが推奨されます。

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