Микроволновый датчик влажности и концентрации растворов Hydro-Probe BX для сосудов под давлением и трубопроводов

Hydro-Probe BX - это промышленный цифровой микроволновый датчик для непрерывного контроля параметров влажного продукта и жидких сред в технологическом потоке. В типовых задачах датчик используют как измерительный узел для контроля влажности, концентрации растворённых веществ по шкале Брикса (°Brix) и как источник технологического сигнала температуры. Благодаря микроволновому принципу измерения датчик оценивает диэлектрические свойства среды в зоне чувствительной керамической площадки, поэтому подходит для растворов, концентратов, суспензий, а также для процессов, где в потоке присутствуют растворённые сухие вещества и требуется стабильная повторяемость показаний.

Конструкция и способ установки ориентированы на работу в закрытом оборудовании. Датчик рассчитан на монтаж в сосудах под давлением и в трубопроводах, при этом для получения корректного результата измерительная часть должна быть полностью введена в основной поток и постоянно омываться продуктом. Для надёжной герметизации применяется фланцевое крепление с прокладкой, а монтажное основание выполняют как приварной (монтажная втулка) с обеспечением герметичности сварных швов. При установке в линию трубопровода измерительная камера должна быть постоянно заполнена, а для обслуживания рекомендуется байпасная линия.

Важная практическая особенность Hydro-Probe BX - это способность работать с горячими продуктами. В части, контактирующей с материалом, допустим диапазон температуры продукта до 120°C, при этом электронная часть датчика рассчитана на условия до 60°C. Такой диапазон делает датчик применимым в выпарных аппаратах, вакуумных аппаратах, узлах концентрирования и в горячих технологических линиях, где нельзя ждать охлаждения пробы и требуется получать измерение прямо в процессе.

Для автоматизации датчик формирует быстрый и удобный сигнал: измерения обновляются 25 раз в секунду, внутри реализованы функции цифровой обработки, сглаживания и усреднения, а также настраиваемые пороги и аварийные функции. Выходы позволяют подключить датчик к PLC и АСУ ТП как напрямую по аналоговым каналам, так и по цифровой связи. Настройка, калибровка, диагностика и обновление встроенного ПО выполняются дистанционно через инженерные средства.

Принцип работы

В зоне керамической измерительной площадки датчик формирует микроволновое электромагнитное поле и «считывает» изменение параметров поля при контакте со средой.

Содержание воды и концентрация растворённых веществ изменяют диэлектрические характеристики продукта, на основании этого датчик вычисляет значение влажности и параметр, связанный с °Brix. Диапазон по влажности задаётся как 0…100% (зависит от продукта), а измерение по шкале Брикса рассчитано на области высокой концентрации, в том числе более 50 °Brix.

Глубина взаимодействия поля с продуктом составляет ориентировочно 75…100 мм, поэтому измерение получается более «объёмным» и менее чувствительным к тонкой поверхностной плёнке и кратковременным изменениям у стенки.

Встроенная цифровая обработка сигнала выполняет фильтрацию и усреднение, обеспечивая чистый сигнал при быстром отклике.

Результаты передаются в PLC по двум аналоговым каналам и по цифровой линии RS-485 с протоколом Modbus RTU, дополнительно доступны конфигурируемые дискретные входы и выходы для технологической логики и сигнализации.

Преимущества

• Измерение влажности и концентрации растворённых веществ в потоке в режиме реального времени позволяет стабилизировать параметры продукта без ручного отбора проб, особенно в выпарке, концентрировании и смешивании.
• Высокая скорость измерений 25 изм./с даёт быстрый отклик на изменение условий, это полезно для управления подачей воды и реагентов, а также для контроля переходных режимов при запуске, смене сырья и изменении расхода.
• Встроенная цифровая обработка сигнала с фильтрацией, сглаживанием и усреднением улучшает качество сигнала в реальных условиях, где присутствуют пульсации потока, пузырьки, вибрации и турбулентность.
• Работа с горячим продуктом до 120°C позволяет измерять непосредственно на горячих участках, без ожидания охлаждения пробы.
• Два аналоговых канала 0/4…20 мА и цифровая связь RS-485 с Modbus RTU позволяют внедрять датчик как в новые, так и в существующие PLC системы без сложной переработки автоматики.
• Дистанционная настройка и калибровка через инженерные средства снижает время пусконаладки и упрощает поддержку при смене продукта и технологического режима.
• Опция самоочистки BX-SC снижает влияние нарастания отложений на керамической площадке и повышает стабильность измерений в средах, склонных к налипанию и кристаллизации.

Область применения

• Выпарные аппараты и вакуумные аппараты, контроль концентрации растворов и промежуточных продуктов, управление режимами выпаривания и выдачи продукта на следующую стадию.
• Растворы, концентраты, жидкие суспензии, где требуется контролировать влажность для удержания целевых параметров.
• Трубопроводные линии и измерительные камеры, при условии постоянного заполнения камеры и корректной организации байпаса для обслуживания.
• Порошкообразные продукты, краски, фармацевтические порошки и другие материалы, где требуется измерять влажность и концентрацию при правильной организации потока у измерительной площадки.