预防食品行业中侵蚀性液体腐蚀

预防食品行业中侵蚀性液体腐蚀

碳酸和乙醇对测量设备会产生一定的影响。一些自动在线实验室液体分析仪的制造商通过STS找到了持久和精确的压力传感器。

当用于酒精或碳酸等腐蚀性液体时,标准材质会受到腐蚀。例如,碳酸会导致氢离子浓度增加从而导致氢蚀。一旦压力传感器的膜片受到腐蚀,传感器就无法使用了。这就是为什么普通的不锈钢不能满足强碳酸应用的需求。

除了具有较强的耐腐蚀能力外,在罐装厂的这种特殊应用的压力传感器必须能够处理接近真空的极低压力。由于此应用属于食品行业的一部分,对卫生标准要求特别高。设备经常处于真空也是杀菌过程的一部分(类似于高压灭菌器,但是没有那么极端). 压力低于0bar会给压力传感器的完整性造成影响。真空可能会使传感器里的膜片移位。也由此导致错误的测量结果和传感器的损坏。

基于这些要求,我们必须在压力传感器 ATM.ECO. 基础上,为自动在线实验室液体分析仪的生产商提供相应的解决方案。我们选择了及其耐腐蚀的哈氏合金材料。为了确保在低压力条件下的膜的固定,我们用一种特殊的胶粘剂把膜片固定在特定的位置。

由于在此应用中,压力传感器在室温条件下工作,所以不需要特殊的温度补偿。对于这个特殊应用程序来说,0.25%的精度也足够了。满量程测量范围在1…15000psi非常适用于小压力测量。

液压系统中比例调压阀的测试

液压系统中比例调压阀的测试

作为复杂液压系统开发的一部分,在测试比例调压阀时,所使用的压力传感器需要具有较高的脉冲能力和精度。

 在新的液压系统的开发中,以汽车工程为例,大量的部件需要完美地结合在一起。除了已获得的经验和所使用的模型之外,试验台上的试验回路在这里也起着重要的作用。供应商提供的零部件是否符合规格?在整个系统中是否已经实现了最佳结果

在油压系统中,如车辆离合器,所使用的施压阀是非常重要的。作为机械部件,它们需要完全符合规格,以尽量减少诸如过冲等负面影响。一个不合适的阀门会影响到整个系统的性能。可以预期到的压力峰值是多少,它们会如何影响系统?

需要如何设计阀门能够使耦合作用尽可能平滑和无振动?精确的压力测量在阐述这些问题中起着关键的作用。在完善一个整体系统之前,需要进行大量的测试,这些负面影响可以在很大程度上消除。然而,由于这些测试并不仅仅局限于压力阀,而是在整个系统中进行,因此对传感器的要求也相对较高。

液压系统中的压力测量:需要超高精度

STS作为测试和测量部门压力测量任务的经验丰富的合作伙伴,已经支持了大量与液压系统比例压力调节器测试相关的项目。因此,我们非常熟悉油压系统压力阀的压力测量要求。

由于液压系统越来越复杂的资质要求,尺寸已成为一个决定性的标准。这些系统现在配备了大量的传感器,因此尺寸越小越好。为了满足传感器尺寸小型化的技术要求,STS推出了一款高精度的压力传感器ATM.mini, 外部尺寸只有17.5×49毫米,目前正在许多试验台上使用。在安装方面也需要灵活性,因为传感器不只是要适应空间要求,还需要适合 压力接口, th最终,从我们的经验上看,传感器技术的选择和安装往往是在测试台上应用的开发之后进行的,并且必须能够符合所需要求。因此,STS遵循模块化设计原则,针对客户所需要求进行 定制. T当然这些也适用于ATM.MINI。

除了尺寸之外,“内在数据”也是至关重要的。如果我们现在回到汽车工程中的液压系统的案例上,在测试中,精准的响应时间对于连续测量是必不可少的。必须能够在几毫秒内记录动态压力。此外,也必须在相对广泛的温度范围-30到140°C保持高精度。非线性通常只能达到满量程测量值的0.1% (阅读更多关于精度的内容 ). 这也意味着压力压力传感器很大程度上对振动不敏感。液压系统中部件测试的另一个重要因素是总是会出现压力峰值 , 而事先又不能提前预估范围。针对这种类型的应用,需要一种过载能力是测量范围的许多倍的压力传感器。

STS生产的ATM.MINI能够满足所有这些要求。

产品优势:

  • 压力量程从 0…1 bar 到 0…100 bar
  • 高精度:0.1% FS
  • 外部尺寸17.5 x 49mm的紧凑设计
  • 横跨所有温度范围保持超高精度
  • 温度补偿范围从 -40 到125 °C
  • 焊接压力孔不会造成介质不相容
  • 通过模块化结构实现个性化解决方案
精准的压力测量提高压缩天然气的利用潜能

精准的压力测量提高压缩天然气的利用潜能

由于它的能量密度非常高,压缩天然气(CNG)非常适合用作汽车燃料。压缩天然气的辛烷值达到120,燃烧热量是9,000 到 11,000 kcal/ kg 或38 到 47 MJ/ kg。

此外,压缩天然气燃烧产生的二氧化碳排放量远低于汽油的燃烧。由于在许多市场中,压缩天然气是一种特别具有成本效益的燃料,制造商们也对开发能够使用这种燃料的车辆展现出了巨大的兴趣。

优化内燃机在压缩天然气上运行的主要挑战是调节燃油轨道的喷射压力。

Image 1: 汽油和CNG两种燃料的燃油系统示例(图片来源:Bosch Mobility Solutions)

CNG储存在接近200Bar的压力下,注射压力在2到9bar之间,取决于引擎的具体需要-低转速燃油效率低,当需要更大的功率和扭矩时,燃油效率高。

内燃机缸内燃烧的效率受到CNG的温度和压力的强烈影响:在恒定体积下,压力的增加会导致气体质量密度的增加,从而增加其燃烧值。

然而,即使最初的温度和注射压力可以变化,如果在开发过程中没有精确的校准,压缩天然气汽车也会受到功率损耗和驾驶能力差的影响。

一定压力下压缩天然气的注入

一般来说,压缩天然气是通过调压器从高压罐向燃油轨道输送的。为了有效的燃料燃烧,注入的天然气必须与发动机所要求的空气质量相匹配。为了达到这一目标,发动机电子控制系统通常会使用一个空气流量计来确定所需的空气量以及随后需注入的压缩天然气量。

通过中心点注入(CPI),压缩天然气从一个天然气分布器(NGD)进入进气歧管。一个中压传感器测量天然气分布器的压力和温度,允许天然气注入器提供所需的精确燃料量。

另外,也可以在没有天然气分布器的情况下实现注入,通过相对应的气缸进行喷嘴的校准。通过这种多点喷射,汽油直接喷射到各缸的进气前方,再与空气一起进入汽缸形成混合气。

当使用压缩天然气燃料时因为压力变化对发动机的性能有很大的影响,发动机扭矩和尾气的排放(CO,二氧化碳,氮氧化物和碳氢化合物)都必须在发动机测试期间记录。

针对所有行车条件优化轨压

优化压缩天然气系统很重要的一点是在设计和测试阶段,不同的节流阀可口的压力的精确测量和发动机扭矩的相互关联以及相对应的尾气排放。因此大多数研发工程师要求高品质压力传感器

重要的是,这些传感器能够大范围压力下提供准确的读数,同时保持它们在高温下的精准性。尽管压缩天然气压力的增加降低了CO2, HC 和 NOx 的含量,但是尾气排放中的一氧化碳增加了。因此准确记录调节压缩天然气的注入压力的影响是至关重要的

在测试过程中,压力调节器用于控制注入压力,该压力是由一个安装在轨道上精确校准的压力传感器测量的,而一个模拟流量计,通常流量为2.5 m3/ 小时,用来测量和控制进气流量。底盘测功机用于记录发动机扭矩。

在整个测试期间,气体温度和流量保持恒定,分别为22摄氏度和0.1 SCFH。采用高功率鼓风机在试验过程中保持发动机温度,排气污染测试设备附在排气出口上来记录废气中的CO、二氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物含量。

这是一个相当复杂的过程,需要在数百个节流阀开口处测量轨压,扭矩和排放。以便为发动机的电控单元提供有效的需求。

测量、记录并将所有这些数据输入到相关的表中是一项耗时的任务,因此研发工程师常常求助于建模工具来进行快速开发。这些工具通常为动态系统和嵌入式系统提供模拟和基于模型设计的环境,从而减少设计系统所需的硬件版本数量。

实时测试获得的信息对仿真模型进行编码。然后用C编译器构建一个可执行程序来运行实时操作系统。

一旦获得基线数据,就有可能生成无限的实时仿真应用到设计周期内的任何方面-从最初的理念到控制器设计,测试和使用硬件-循环(HIL)测试。

采用实验室级压力传感器和测试设备的成熟测试项目,完善了来自压缩天然气燃料汽车的功能和操纵灵活性,这些车辆与矿物燃料的同类产品相当,同时节省了成本和提高排放效益。

泥浆录井需要高性能,坚固的压力传感器

泥浆录井需要高性能,坚固的压力传感器

泥浆录井是指在钻井作业中对钻井泥浆进行的分析方法。高效的,坚固的压力传感器对整个过程至关重要。

 “泥浆”“记录”两个词已经提供了一个很好的尽管不是很完整的过程描述: 钻井液工(也是地表记录专家)的任务是为钻井公司提供详细的钻井记录。钻井液工分析在钻井过程中带过来的信息 ,这也是为什么越来越多的公司使用地表日志服务的原因。钻井泥浆是泥浆录井最重要的组成部分因为它把信息从深处钻洞传递的地表,从而检测在循环钻井介质中所含的钻屑(即地表岩石)。

这些发现提供了一种与深度有关的理念来确定碳氢化合物的深度位置,确定钻孔岩性,并监测可能进入钻井泥浆的天然气。泥浆测井的进一步目标是对钻探地层的孔隙压力和孔隙度以及地层的渗透率的评估,收集、监测并对含烃地层的可产性进行预估,并记录下钻井参数的记录。这些数据对确保安全以及节约钻井成本非常重要。

泥浆录井在钻井现场的移动实验室中实时进行。这些实时数据直接用来钻井监控。泥浆录井服务通常是有钻井公司的专业人员进行。STS针对这些地表记录服务提供压力传感器。

钻井中使用的压力传感器:耐久性是关键

为了检测钻井过程,记录仪在钻孔装置上安装了各种各样的传感器。即使对钻管轻微的压力损失进行检测,也需要很高的精度。而且,瞬时响应是非常重要的,以确保打捞,落井和非正常情况带来的风险和成本。

钻探地点的恶劣环境对传感器设备的要求很高。在这方面,最重要的两个因素是钻井作业的泥浆本身和振动。

Image 1: 针对泥浆录井应用的ATEX认证压力传感器

为了应对这些恶劣条件,STS给提供地层记录服务的公司定制了壳体ATM/ECO/EX 钻井过程中的振动很大程度上影响了管道和压力接头之间的区域。STS通过多重焊接解决了这一难题。此外,不锈钢管比常规(26.5mm)要厚。除了较高压力范围和必须要考虑的振动之外,泥浆还带来了另一个挑战-可能堵塞压力通道。为了防止堵塞,我们增宽了压力通道(10mm)。通常,较宽的压力通道会给膜片带来损坏风险。由于泥浆电阻仪处理的是一些静态压力,所以这不是个问题。

泥浆脉冲遥测:压力传感器传输随钻测量数据

泥浆脉冲遥测:压力传感器传输随钻测量数据

液压数据传输需要能够承受高压的灵敏压力传感器。在钻井测量(MWD)应用中,这一点尤为突出。

随钻测量已成为一种标准应用,尤其是在近海定向钻井方面。实时数据采集对于测量钻孔的轨迹是至关重要的。为此,钻头上安装了各种各样的传感器,以便实时提供钻井环境的信息。当然也会用到倾角传感器、温度传感器、超声波传感器和辐射感测器。

这些传感器表面或是数字上接入到一个逻辑单元从而将信息转换成二进制数字。井下数据通过泥浆脉冲遥测传输到地表。除检测和控制钻井外,这些数据也用于以下方面:

  • 钻头情况信息
  • 钻孔的地质形成记录
  • 性能数据统计以确保方案改进
  • 未来钻探的风险分析

泥浆脉冲遥测技术是一种用于液体的二进制编码传输系统。这是通过一个阀门实现的,这个阀门可以改变钻柱内的钻井泥浆的压力,从而将安装在钻头上的传感器的记录转换成压力脉冲。压力脉冲是通过压力传感器测量的,并转换成电子信号传输到电脑被数字化。

STS为海上定向钻井公司提供模拟信号压力传感器,优化了泥浆脉冲遥测技术。这些传感器必须非常灵敏才能可靠地记录哪怕是最小的压差。同时,这些传感器必须能承受高达1000bar的压力。在深井钻孔中需要很大的压力为钻头提供动力。用于泥浆脉冲遥测的压力传感器也需要承受此压力。

除了高灵敏度外,还需要非常快的响应时间来确保实时数据通信。为了排除错误的测量结果,测量仪器应该低噪音。尤其是泥浆泵在钻孔中会产生很大的噪音。钻孔的驱动器是另外一个干扰源。为此,采用 4 – 20 mA输出模拟量传感器是泥浆脉冲遥测技术的最佳解决方案。