Transmisores de Nivel por Desplazador

Transcripción

1 Transmisores de Nivel por Desplazador

2 Transmisores de Nivel por Desplazador Nivel, Interfase y Densidad 2

3 Transmisores de Nivel Tipo Desplazador Un transmisor para la medida del nivel, interfase o densidad Fácil, dos botones para la calibración en campo Condiciones de proceso y ambientales extremas (Tubo de Torsión) 196 a+400 C, hasta 550 bar Gran estabilidad a largo plazo Medida eficiente de la fuerza Sin influencia de vapores, espumas o las constantes dieléctricas del fluido del proceso Versión de bajo precio para aplicaciones sencillas (baja presión y temperatura) 3

4 Principio de Funcionamiento Principio de Arquímedes Todo cuerpo sumergido en un fluido, experimenta un empuje hacia arriba, proporcional al peso del volumen del líquido desalojado. a fuerza puede ser obtenida a partir del volumen por la densidad. a fuerza en el desplazador es proporcional al nivel El peso del desplazador tiene que ser mayor que la fuerza máxima de empuje el desplazador no flota. El El nivel, la la interfase o la la densidad de un líquido puede ser medida por este principio. 100% 0% 75% 4

5 Medida de Nivel F W0 F W % 2 1 Density of of lower fluid 1 Density of of upper fluid 2 Displacer length Displacer volume V =.... d 2 2 /4 /4 Displacer weight force F G Buoyancy force F A ~ 1 2 Max. buoyancy force F Amax = Amax V.. g Effective force F W = F G F F A at at 0 and and 100% F W0 and W0 and F W100 W100 0% RV URV Fw es proporcional al nivel F G > F A (desplazador no debe flotar) El rango está limitado por la longitud del desplazador a medición está basada en la diferencia de densidad 1 2 5

6 Medida de Interfase y Densidad F W0 F W100 F W0 F W % % RV URV F W0 : max. 25 N max. density of lower fluid: 1350kg/m 3 RV URV F W0 : max. 25 N max. density of fluid 1350kg/m 3 Medida de Interfase Medida de Densidad 6

7 Cálculo de la Fuerza de Empuje Fuerza Efectiva a RV F W0 FW0 FG V g 1 h 0 2 h 0 F W0 F W % RV sin elevación de cero ( h 0 = 0) 2 y = 0 2 FW0 FG 1 Fuerza Efectiva a URV F W100 FW FGV g h0 h h0 h m m 2 0% RV URV h m h 0 7

8 Dimensionado del Desplazador 1. Definición de la fuerza máxima de empuje 144VD F A = N 144D F A = N 2. Cálculo del volumen y diámetro del desplazdor F A volumen: V 1 2 g diámetro: d Comprobar peso y rating de presión d 2 V 4 F A g 1 2 in mm 8 d

9 Ejemplo Datos de la aplicación: rango: 1400 mm; densidad inferior = 1000 kg/m 3 ; densidad superior 2 = 0 kg/m 3 selección desplazador: longitud = 1500mm (104DESDS15...) dimensiones (selección por fábrica): d=26,9 mm; V=850 cm 3 ;pesof G =16.0 N fuerza de empuje of range : F A = 7.78 N fuerza max. De empuje of displacer: F Amax = 8.33 N measuring range Max. span F Amax N = 3601 mm upper range limit theoretical value of max. span with this displacer choice F W0% = F G N 4 ma = 0 mm F W100 = F G F A 8.22 N 20 ma = 1400 mm F Wmax 7.67 N = 1500 mm max. span of displacer Min.Span F A min 2.0 N = 360 mm lower range limit input output 9

10 Diferencias Constructivas 144VD 144D sensor Tubo de torsión sensor desplazador desplazador 10

11 Características Técnicas Temperatura 196 C C 50 C C Presión up to PN 250 up to PN 500 Rango de medida N N Peso max. desplazador 25 N Brida DN80, DN100 / ANSI 3, 4 Material brida Acero, 316 (1.4404), Hastelloy C Tubo de torsión 316 (1.4404), Hastelloy C, Inconel Diafragma 316 (1.4404), HC Montaje sandwich bridado 11

12 Medida de Interfase y Densidad Temperaturas extremas de proceso Alto rating de presión Menor coste 30% en SS 50 % en HC Menor coste de instalación y mantenimiento No necesita contra brida 12

13 Modelo 144VD electrónica linearización digital compensación digital de temperatura calibración de 2 puntos pulsadores externos (opción) cuerpo en inox. (opción) sensor d/p sensor con Ni100 resistor sensor situado bajo la brida posibilidad hasta PN500 sensor roscado a la brida protección del diafragma 13

14 Modelo 144 VD Indicación & Operación ma + HART + 100% 0% 100% 100% MOD991 display HT controller, recorder + supply 14 ABO991 Pulsadores lower range value upper range value zero damping Configurador Portátil o PC: a comunicación es posibletion en cualquier punto

15 Montaje (Ej. 144D) montaje en cámara montaje directo Montaje externo para fluidos problemáticos. 1. transmisor 2. brida 3. brida de cierre 4. Tubo de protección (para fluidos agitados) 5. desplazador (104DE) 6. cámara (104DC) 7. válvula de aislamiento 8. drenaje 15

16 Accesorios de Montaje 144VD % CF 104FK 104DE 104DC 104BF 104FK 10 0 % 144D Amplia selección de accesorios para cualquier adaptación al proceso 104BF 16

17 Cámaras 104DC sin camisa de calorifugado con camisa side side side bottom side top top bottom side side 17

18 Selección del Desplazador Datos del Proceso: nivel interfase densidad rango densidad presión y temperatura fluido materiales compatibles montaje vibraciones os Desplazadores deberan ser seleccionados de acuerdo con estos datos. FoxboroEckardt ofrece dos tipos de desplazadores: uno para aplicaciones de nivel y el otro para aplicaciones de interfase y densidad. Cada tipo tiene un mismo volumen independientemente de la longitud del desplazador. 18

19 Selección del Desplazador rango de densidad diámetro / longitud Displacer 316 Transmitter 144D 144VD 100 in mm 104DESD kg/m kg/m DEID kg/m kg/m ID a elección del Desplazador depende de la densidad del fluido y no del diámetro Materiales: 316 / Hastelloy C PTFE / PTFE & Carbon 20 SD m inches 19

20 Selección del Desplazador ,4 44,5 48, , ,9 101, ,35 0,5 0,75 1,0 1,2 1,5 1,82,0 2,5 3, , ,4 17,2 18,0 20, ,3 22, ,5 mm diameter in mm density diff. kg/m 3 ( , ,7 D max. Dmittl. D min buoyancy force F A in N 7 N length in m 1,5 m

21 Selección del Desplazador Divisor de desplazadores longitudes > 3 mts Suspensión del desplazador Muelle de amortigüación para evitar vibraciones 21

22 Ventajas Un único instrumento para un amplio rango de aplicaciones de nivel para densidades de kg/m 3 con desplazadores standards el desplazador es definido por la aplicación Visualización y Operación indicación del Tag. y Status configuración del rango con el proceso en marcha caracterización de la medida con comunicaciones HART, FOXCOM, PROFIBUS y FIEDBUS Seguridad no necesita conexión inferior en el tanque aislamiento completo del proceso cuando se monta con cámara disponibles con todos los certificados más importantes protección EMI según últimos standards continuo auto diagnóstico 22

23 Ventajas Económicas Precio de adquisición relativamente bajo para mediciones por desplazador un único instrumento para un amplio rango de aplicaciones Montaje e Instalación fácil instalación diferentes desplazadores un instrumento fácil adaptación a diferentes aplicaciones cambio de rango insitu Mantenimiento bajo coste de mantenimiento amplificador electrónico puede ser cambiado insitu descarga fácil de datos: sustitución y actaualización rápida mínimo número de repuestos dada su modularidad 23

24 Ventajas sobre otros Sistemas Capacitivo Depende del fluido y del depósito Menor precisión Radar No aplicable en líquidos con espumas Manejo problemático, rebotes de la señal, etc. Menor rating de presión Ultrasónico Menor precisión (especialmente en bajos rangos) Menor rating de presión No válido para mediciones de densidad e interfase 24

25 Ventajas sobre otros Sistemas Tubo de Burbujeo o Purga Se requieren equipos adicionales (rotámetro, manorreductor,etc) Dificultad en las mediciones de densidad e interfase Nivel Hidrostático Necesita conexión en el fondo del tanque Menor temperatura y presión Mayor dificultad de instalación El instrumento depende de la aplicación Mayor dificultad en aislarlo del proceso Pocas soluciones en caso de fluidos agresivos 25

26 imitaciones Fluidos con cambios de densidad Fluidos con alta viscosidad Fluidos que se adhieran o cristalizen 26

27 Transmisores Serie 144 VD/244 VD Características Resumen Range: Range: max. max mm mm standard standard displacer displacer Density Density range: range: kg/m kg/m 3 3 Mounting: Mounting: direct direct cage cage side side side side side side bottom bottom Electrical Electrical classification: classification: EEx EEx ia ia T4 T4 EEx EEx d d FM/CSA FM/CSA DIN DIN flanges: flanges: DN DN & DN DN PN PN Form Form C,E,F,N C,E,F,N & ANSI ANSI flanges: flanges: 3inch& 3inch& 4inch 4inch Class Class Form Form RF RF & RJF RJF National Certificates: Zone 0, VbF National Certificates: Zone 0, VbF overfill protection overfill protection VbF, WHG VbF, WHG Material: Material: Csteel Csteel Hastelloy Hastelloy C PTFE PTFE (displacer) (displacer) Certificates: Certificates: EN EN EN EN EN EN B 3.1B TÜV Inspection TÜV Inspection EMVprotection: EMVprotection: due due to to latest latest Temperature: Temperature: media media C +120 C ambient ambient C +85 C standards IEC/EN standards IEC/EN 27

28 Transmisores Serie 144 D/244D Características Resumen Mounting: Mounting: direct: top direct: top side Range: side cage cage side side side side Range: max. max mm mm Standardverdränger Standardverdränger Density Density range: range: kg/m kg/m 3 3 side side bottom bottom topside topside topbottom topbottom DIN flanges: DIN flanges: DN DN & DN DN PN PN Form Form E,F,N E,F,N & Electrical Electrical classification: classification: EEx EEx ia ia T4 T4 EEx EEx d d FM/CSA FM/CSA ANSI ANSI flanges: flanges: 3inch& 3inch& 4inch 4inch Class Class Form Form RF RF & RJF RJF National certificates Zone 0, VbF National certificates Zone 0, VbF overfill protection overfill protection VbF, WHG VbF, WHG Wasserstand Wasserstand Certificates Certificates EN EN EN EN EN EN B 3.1B TÜV TÜV inspection inspection Material: Material: Csteel Csteel Hastelloy Hastelloy C Inconel Inconel PTFE PTFE (displacer) (displacer) Temperature: Temperature: media media C +400 C ambient ambient C +85 C EMVprotection: due to latest EMVprotection: due to latest standards IEC/EN standards IEC/EN 28

29 Detalles 29

30 Aplicaciones Medición contínua de nivel, interfase y densidad en depósitos, tanques, columnas, recipientes con vapor,... en la industria química, petroquímica, plataformas offshore, generación eléctrica,... cuando se necesite precisión en rangos pequeños cuando no es posible ningún tipo de conexión en el fondo del tanque cuando se requiere poder aislarlo del proceso en ambientes agresivos, Ej. sourgas (NACE) para altas presiones y temperaturas para altas temperaturas en fluidos con baja o media viscosidad en fluidos que forman espumas en áreas peligrosas como protección de rebose 30