Kuinka induktiivisesti toimivat PTFE-lämpötila-anturit poistavat anturijohtojen tarpeen?

PTFE-lämmittimen lämpötilansäätöjärjestelmän heikko lenkki ei useinkaan ole anturi, vaan siihen liitetty johto-pitkä, herkkä kaapeli, joka kulkee syövyttävien höyryjen, kemikaalien roiskevyöhykkeiden ja pakatun laiteasettelun läpi, jossa se voidaan puristaa, vahingoittaa tai leikata. Tämä uuden sukupolven lämpötilantunnistustekniikka eliminoi täysin fyysisen yhteyden lataamalla anturia ilman läpi magneettisen induktion avulla.

Tämä uusi tekniikka yhdistää induktiivisen tehonsiirron ja lyhyen{0}}matkan langattoman viestinnän täysin suljetuksi anturilaitteeksi vihamielisiä kemiallisia ympäristöjä varten. Uudessa induktiivisella teholla toimivien PTFE-lämmittimen langattomien järjestelmien alalla anturikaapeli korvataan koteloitulla elektroniikkamoduulilla, joka voi toimia ilman suoraa sähköliitäntää säiliön seinän läpi.

Ongelma standardin anturin johdotuksessa luotettavuuden vuoksi
PTFE-upotuslämmittimiä käytetään laajalti kemiallisissa prosessointijärjestelmissä, joissa lämpötilaa ohjataan upotetuilla termopareilla tai RTD:illä. Vaikka anturielementti itsessään saattaa kestää erittäin syövyttäviä ympäristöjä, siihen liittyvä johdotus on usein järjestelmän heikko kohta.

Tyypillisiä vikatiloja ovat:

Kemiallinen hyökkäys lankojen eristeisiin

Vettä tulee liittimien kautta

Tärinä katkaisee johtimet

Käsittelyvauriot huollon aikana

Sähkömagneettiset häiriöt teollisuusympäristössä

Puolijohteiden valmistuksessa, metallien kiillotuksessa ja aggressiivisissa happosovelluksissa pienetkin johdotusvirheet voivat johtaa lämpötilan epävakauteen, häiritseviin hälytyksiin tai äkillisiin lämmittimen sammutuksiin.

Johdon irrottaminen poistaa yhden kemiallisten lämmitysjärjestelmien sitkeimmistä huoltoongelmista.

Kuinka induktiivinen tehonsiirto toimii
Sen toiminta on hyvin samankaltaista kuin langaton lataustekniikka, jota käytetään nykypäivän mobiililaitteissa.

Ulkoinen ensiökäämi
Prosessisäiliön ulkopuolelle on asennettu pieni pääkäämi, joka on kapseloitu PTFE:hen tai muuhun kemiallisesti kestävään materiaaliin. Tämä kela saa virtansa pienitehoisesta-ohjainpiiristä, joka tuottaa vaihtelevan magneettikentän.

Patteri sijaitsee säiliön ulkopuolella, joten asennus on mahdollista rikkomatta säiliön seinää.

Toisiokäämin sisäinen
Lämmittimen kylmävyöhykkeessä on suljettu moduuli, johon on kiinnitetty vastaava toisiokäämi. Kun se sijoitetaan muutaman senttimetrin päähän ensiökäämistä, ajassa muuttuva magneettikenttä tuottaa sähkövirtaa toisiokäämiin.

Tämä energiansiirto antaa voiman pienelle elektroniikkapaketille, joka sisältää:

Vähätehoinen-MCU

Termopari- tai RTD-signaalinkäsittelypiiri

Elektroniikka - langaton viestintä

Tehonsäätöelementit

Induktiivinen tehonsiirtoetäisyys on tarkoituksenmukaisesti lyhyt, matkapuhelinten latausjärjestelmissä hyödynnetyn etäisyyden luokkaa.

Anturi on täysin suljettu
Mahdollisia vikoja ovat SPM-kylvyn, happoetsausjärjestelmän tai pinnoituslinjan paljaat sähkökoskettimet. Langattomassa induktiivisessa suunnittelussa ei ole heikkouksia.

Anturi on suojattu aggressiivisilta prosessiolosuhteilta inertissä langattomassa kuplassa.

Koska säiliön seinän läpi ei ole langallista yhteyttä:

Kaapeliholkkeja ei käytetä

Suojaa liitintä korroosiolta

Kosteuden sisäänpääsyreitit on minimoitu

Kaapelin mekaaninen jännitys on eliminoitu

Anturielektroniikka on edelleen täysin suljettu kemiallisesti kestäviin materiaaleihin, yleensä PTFE-, PFA- tai erikoisfluoripolymeerikoteloihin.

Ei--kontaktilämpötilan mittaus
Lämmitinkokoonpanossa on edelleen tyypillinen lämpöpari lähellä lämmitysvyöhykettä. Ero on siinä, miten signaali käsitellään ja lähetetään.

Sen sijaan, että lähetettäisiin pientä millivolttilähtöä pitkien analogisten liitäntöjen kautta, mikroskooppinen sisäänrakennettu elektroniikka vahvistaa ja digitoi lämpöparin signaalin paikallisesti.

Havaittu lämpötila lähetetään sitten langattomasti ohjausjärjestelmään lyhyen -kantaman tiedonsiirtoprotokollan avulla.

Mahdolliset yhteyskäytännöt
Teollisuudessa tutkitaan useita langattomia tekniikoita lämpöjärjestelmille:

Bluetooth Low Energy (BLE)

Patentoitu telemetria matalataajuuksisessa teollisuudessa

Lähikentän teollisuuden viestintäjärjestelmät

Pienitehoisten mesh-verkkojen arkkitehtuurit

BLE tarjoaa helpon käytön ja yhteensopivuuden, kun taas patentoidut matalataajuiset ratkaisut voivat vastustaa paremmin teollisuuden sähköistä melua ja metallisia häiriöitä.

Edut vaikeissa kemiallisissa olosuhteissa
Induktiivisesti toimivan anturi-PTFE-lämmittimen langattoman menetelmän edut ovat erityisen tärkeitä vaativissa kemiallisissa käsittelysovelluksissa.

Lisää korroosionkestävyyttä
Ei paljaita johtoja tai liittimien läpivientejä minimoi happohöyryjen hyökkäyksille alttiina olevien komponenttien määrää.

Helpompi jälkiasennus
Vanhemmat lämmitysjärjestelmät voidaan tunnistaa langattomasti lisäämällä usein ulkoisia induktiokierukoita ilman merkittävää säiliön vaihtoa.

Pienempi huolto
Vähentää kaapelin vaihto- ja liitinongelmia ja minimoi palvelutarpeen vaikeapääsyisissä--järjestelmissä.

Suurempi luotettavuus
Poistamalla fyysiset johtimet eliminoidaan useita tyypillisiä anturihäiriöiden ja signaalin epävakauden lähteitä.

Kehitys{0}}ajosovelluksia
Kiinnostus induktiivisesti ohjattua langatonta tunnistusteknologiaa kohtaan on kasvussa useilla alueilla.

Puolijohteiden märkäkäsittely
Ultra-puhtaita kemiallisia prosesseja tukevat suljetut instrumentit, joilla on pienin kontaminaatioriski.

Viimeistely ja pinnoitus, metalli
Perinteiset johdotuskokoonpanot hajoavat rutiininomaisesti pinnoituslinjojen ja syövytyssäiliöiden syövyttävän ilmakehän vaikutuksesta.

Korkean puhtauden kemikaalien tuotanto
Langattomat suljetut anturit yksinkertaistavat saniteetti- tai kemiallisesti kestävien laitteiden suunnittelua ja vähentävät vuotoreittejä.

Vaaralliset prosessipaikat
Kaapeliläpivientien määrän vähentäminen voi parantaa turvallisuutta ja yksinkertaistaa järjestelmäarkkitehtuuria kemiallisesti vaarallisissa tilanteissa.

Suunnitteluhaasteita edelleen tutkitaan
On olemassa useita teknisiä esteitä, joihin pyritään aktiivisesti teknologian suurista eduista huolimatta.

Tehonsiirron tehokkuus
Induktiivisen liitännän tehokkuus heikkenee dramaattisesti etäisyyden ja kohdistusvirheiden kasvaessa. Kelan sijoituksen tulee olla vakaa.

Kestävyys lämmölle
Integroidun elektroniikan tulee kestää korkeita lämpötiloja lämmittimen kylmävyöhykkeen läheisyydessä ilman pitkäaikaista ajautumista tai vikaa.

Langaton SI
Teollisuusympäristössä sähkömagneettinen kohina, metallirakenteet ja heijastavat pinnat voivat vaikuttaa langattoman viestinnän luotettavuuteen.

Pitkäaikaisen{0}}kapseloinnin vakaus
Fluoripolymeerikapselointijärjestelmän on kestettävä vuosien lämpötilavaihtelut ja kemiallinen altistus.

Pienitehoisen elektroniikan ja teollisen langattoman viestinnän parannukset lisäävät kuitenkin vähitellen järjestelmän joustavuutta.

Siirrä kohti älykkäämpiä PTFE-lämmitysjärjestelmiä
PTFE-lämmitysteknologian kehitys keskittyy yhä enemmän paitsi korkeampaan korroosionkestävyyteen, myös parempaan tunnistusälykkyyteen ja ennakoivaan huoltokykyyn.

Induktiivisesti ohjatut langattomat anturit sopivat luonnollisesti isompien alan kehitysten, kuten:

Älykkäät prosessilaitteet

Hajautetut anturiverkot

Arkkitehtuurit vähähuoltoa varten

Ennustavat diagnoosit

Kemiallisten prosessien seuranta digitaaliaikana

Poistamalla herkät fyysiset liitännät anturijärjestelmästä itsestään tulee kestävämpi ja helpompi integroida automatisoituihin teollisuusympäristöihin.

Päätös
Langattomat, induktiivisesti toimivat lämpötila-anturit leikkaavat vihdoin viimeisen fyysisen johtonsa PTFE-lämmittimen valvontajärjestelmiin. Nämä tekniikat toimittavat sähköä magneettisesti lyhyen matkan päähän ja lähettävät lämpötilatietoja langattomasti ratkaistakseen monet perinteiseen anturijohdotukseen liittyvät luotettavuusongelmat.

Tuloksena on korroosionkestävä anturialusta, jossa käytetään tiivistettyä fluoripolymeerirakennetta, sisäänrakennettua pienitehoista elektroniikkaa ja langatonta viestintää, joka soveltuu käytettäväksi vaativissa teollisuusolosuhteissa. Kehityksen edetessä induktiivisesti toimivan PTFE-lämmittimen langattoman konseptin ennustetaan olevan yhä tärkeämpi nykyaikaisissa kemiallisissa käsittely- ja lämmönsäätöjärjestelmissä.

Nykyaikaisissa lämpökäsittelylaitteissa parempaa luotettavuutta ei joskus saada aikaan lisäämällä lisälaitteita, vaan poistamalla riskialttiita komponentteja kokonaan. Usein hienoin kaapeli on lopulta se, jota ei ole olemassa.