Seramik ölçüm hücresi: korozyona dayanıklı, sağlam, hassas

Michaela Sum

Basınç, kimya branşındaki proseslerde en önemli parametrelerden biridir. Basınç ve fark basınç ölçümleri seviye, hacim akımı ve filtrelerin durumunu belirlemek için de kullanılır. Bununla birlikte, basınç sensörlerinin özellikle kimya sektörünün özel gereksinimlerini karşılaması da beklenir. VEGA cihazları bu talepleri, metalik ölçüm hücreleri, ama özellikle seramik ölçüm hücreleri ile yerine getirir.

Metal ölçüm hücresi: güvenilir çözüm

VEGABAR 83 gibi metal basınç sensörleri kimya tesislerinde on yıllardan beri emniyet ve güvenilirlik sunmaktadır. Bu sensörler genellikle 316L gibi üstün kaliteli paslanmaz çelikten veya başka alaşımlardan üretilmektedir. Bu özellikleriyle en zorlu ve sert koşullar altında kullanıma en iyi şekilde elverişlidirler. Sağlam yapıları yüksek basınçlara ve aşırı sıcaklıklara dayanıklıdır. 

Seramik ölçüm hücresi: optimum bir alternatif

Seramik ölçüm hücresinin yapısı
Seramik basınç sensörleri, çoğunlukla agresif maddelerin kullanıldığı kimyasal prosesler için metal cihazlara göre genellikle daha ideal bir alternatiftir, bunun nedeni ise yalnızca korozyona karşı gösterdikleri olağanüstü direnç değildir. Peki, seramik bir basınç sensörü nasıl çalışır? Sensörün çalışma şekli bir kondansatörünki ile karşılaştırılabilir: Membran ve ana gövdenin içine gömülü ölçüm elektrotları, hava ile birlikte bir elektrik alanı oluşturur. Seramik membrana etki eden basınç, minimum düzeyde saptırılır ve kapasite değişir. Basınç, fabrika kalibrasyonu kullanılarak kapasite üzerinden hesaplanır.

Kendimiz geliştirdik, kendimiz üretiyoruz

VEGA, CERTEC® seramik ölçüm hücresini kendi geliştirdi ve üretimini de kendi yapıyor. Dünya genelinde bunları kendi yapan çok az üreticiden biri. Seramik ölçüm hücresi, seramik basınç sensörlerinin temelini oluşturmaktadır. Membran ve alüminyum oksit seramikten yapılmış ana gövde, karmaşık bir yöntemle temiz oda koşullarında altın macunla basılır ve yüksek sıcaklık altında bir cam lehim ile ölçüm hücresine bağlanır.

Seramiğin getirdiği birçok avantaj

Seramiğin korozyona karşı gösterdiği dirence ek olarak, seramik ölçüm hücresinin başka avantajları da vardır:

  • Üstün kaliteli uzun süreli stabilite
  • Yüksek derecede güvenilirlik
  • Olağanüstü bir aşırı yük direnci

Seramik, uzun süreler boyunca ölçümlerin büyük bir hassasiyetle yapılmasını sağlar. Buna rağmen seramik ölçüm hücresine kimi zaman şüpheyle yaklaşılır, seramiğin kırılmaya yatkın olduğu kanısı yaygındır. VEGA Ürün Yöneticisi Robin Müller, bunun haksız bir endişe olduğunu söylüyor ve sözlerine şöyle devam ediyor: “Seramik ölçüm hücrelerinin aşırı yük direnci, metal hücrelere göre çok daha yüksektir. Metal membranlar çok yüksek basınca maruz kaldıklarında geri dönüşü olmayan bir deformasyona uğrayabilirken, seramik membran ana gövdeye yaslanır ve daha sonra yeniden orijinal konumuna geri döner.”

Kuru ve sağlam

VEGA seramik ölçüm hücresini temiz oda koşullarında üretir.
Seramik ölçüm hücresinin lehine olan bir diğer argüman, kuru bir hücre olmasıdır; yani yağ içermez. Diyaframın yırtılması durumunda, hiçbir madde dışarı çıkıp kirlenmeye neden olamaz – yağın sıklıkla iletim ortamı olarak kullanıldığı metalik ölçüm hücresinden farklı olarak. Planlamacılar ve operatörler, agresif ve zehirli gazların ölçümü söz konusu olduğunda da bundan yararlanır; çünkü bu gibi durumlarda güvenlik özellikle önemli bir rol oynar. Ancak VEGABAR 82 ve 83 ile asit ve alkalilerdeki uygulamalarda bile VEGA, proses bağlantıları ve ölçüm hücresi için son derece dayanıklı malzemeler sunmakta ve aynı zamanda "İkinci Savunma Hattı" da sağlamaktadır. Bu, ölçüm hücresinin elektronik parçalardan gaz geçirmez cam bir geçişle ayrıldığı anlamına gelir.

Termal şok? Hiç sorun değil!

Seramik sensörlerin neme ve termal şoka karşı gösterdiği hassasiyet –ki bu daha önceleri metal ölçüm hücresi ile karşılaştırıldığında bir dezavantaj teşkil ediyordu– artık hiçbir sorun yaratmıyor. Bir taraftan sıcaklığın ölçülen basınç değeri üzerindeki etkisini telafi etmek için proses sıcaklığı ölçülürken, öte yandan seramik membranın arkasındaki cam dikişinde bulunan ikinci bir termal sensör en küçük sıcaklık değişikliklerini dahi algılıyor. Sensörün elektronik aksamının algoritması, termal şokların telafi edilmesini sağlıyor. Robin Müller, “Bu oldukça hassas sıcaklık ölçümünden elde edilen değerler de, ayrı bir sinyal olarak kullanılabiliyor,” diyerek bir başka yararlı fonksiyonu daha açıklıyor.

Hidrojene uygun

Vakum veya hidrojen ile çalışılan uygulamalar ölçüm teknolojileri için oldukça zorlu uygulamalardır. Vakum ortamında sıvıların kaynama noktası düşer. Bu nedenle kimi zaman metalik ölçüm hücresinin içindeki yağ, atmosferik kaynama noktasının altındaki sıcaklıklarda kaynamaya başlayabilir. Hidrojen söz konusu olduğunda, daha az önemli olmayan başka bir engel daha vardır: Hidrojen moleküllerinin metale, hatta metalik bir basınç ölçüm hücresinin ince membranına dahi nüfuz etmesi mümkündür. Robin Müller bu konuda, “Hidrojen metal membranın içine ve etrafına yayıldığında, arkasındaki aktarım ortamı yağı ile tepkimeye girer,” diye açıklama yapıyor. Bu tepkimede oluşan hidrojen birikintileri, ölçüm performansının kalıcı bir değişikliğe uğramasına yol açabilir.

Difüzyona ek olarak hidrojenle bağlantılı başka bir sorun da, malzemenin gevremesidir (kırılganlık). Ancak VEGA’nın hidrojen uygulamalarında sensörler için kullandığı dirençli malzemeler, difüzyona dayanıklı bağlantılar ve altın ve altın rodyum kaplamalarda böyle bir sorun söz konusu değildir. Bu bağlamda kuru seramik ölçüm hücreleri de önemlidir: Robin Müller buna ilişkin olarak, “Hidrojen ölçüm hücresinin içine girse bile, herhangi bir hasara neden olmaz,” diyor. Bu nedenle seramik basınç sensörlerinin, düşük basınçlarda çalışan elektrolizle hidrojen üretimi için son derece uygun olduğunu belirtiyor. 

Fark basınç ölçümü artık çok kolay

Fark basınç ölçümü ile, kimya branşının uygulamalarında debi, seviye ve hazne basıncı ölçümleri için çok önemli veriler elde edilir. Fark basınç ölçümü ile örneğin şunlar yapılabilir:

  • Basınç altında bulunan bir haznenin içindeki basınç ölçülür
  • Orifis levhalarında debi ölçümü yapılır
  • Bir filtre veya ısı eşanjörü izlenebilir
İmpuls hattı olmadan yapılan fark basınç ölçümü: Bunu birbirine elektrik bağlantısı olan iki sensör mümkün kılar.
Bunun için yaygın olan uygulama, bir fark basınç sensörünün kurulmasıdır; sensörün ölçüm hücresi karşılaştırılması istenen proses alanlarına bir impuls hattı ile bağlanır. Ancak Robin Müller bu tür uygulamalarda sık sık sorunlar oluştuğunu vurguluyor: Sorunun, tam da bu impuls hattından kaynaklandığını belirtiyor, örneğin donma sıcaklıklarında sıvıların veya kondensatın donması ya da gaz sıkışmaları nedeniyle ölçümlerin hatalı olması sebeplerinden dolayı. VEGA’nın sunduğu çözüm: Çözüm, ayrı ayrı çalışan ve birbiriyle elektronik bir bağlantı ile bağlanmış iki sensör kullanılmasıdır. Hata eğilimli impuls hattı ortadan kaldırıldığında sonuç güvenilir ve hassas bir fark basınç ölçümü ve doğru ölçüm sonuçları oluyor.

Stefan ve Tom, VEGA’nın seramik ölçüm hücresinin neden stabil olduğunu, VEGA Talk’ın bu bölümünde açıklıyorlar:

We need your consentThis content is provided by an external provider. If you activate the content, personal data may be processed and cookies set.

Yorumlar

Yorum yaz

Gönderi paylaş

VEGA Grieshaber KG, Am Hohenstein 113, 77761 Schiltach
info.de@vega.com · +49 7836 50-0