Il problema dello status quo: una situazione non proprio fluida
Quindi, è necessario ottenere una misurazione accurata della temperatura dei liquidi che scorrono attraverso un tubo.
È una situazione in cui si trovano molti professionisti, dai produttori di birra artigianale e gelato nel settore Alimentari e bevande ai ricercatori e produttori nel campo aerospaziale.
Ma qual è il modo migliore per farlo?
Il nostro team di ingegneri (guidato dal direttore tecnico Ken Leibig) ha cercato di rispondere a questa domanda sorprendentemente complessa.
Misurazione della temperatura all'interno dei tubi: lo status quo
Quali sono le opzioni disponibili?
Ken e il suo team hanno iniziato confrontando i diversi modi per misurare la temperatura di un fluido che scorre all'interno di un tubo o di un serbatoio, tenendo conto dei pro e dei contro di ciascuno in termini di rapporto costo/prestazioni.
E quello che hanno scoperto rapidamente è che le opzioni disponibili, in poche parole, non sono granché.
Sensori di superficie
Il primo metodo che si potrebbe tentare per effettuare la misurazione della temperatura di un fluido che scorre in un tubo o all'interno di un serbatoio è quello di utilizzare un sensore di superficie. I sensori di superficie sono comodi, facili da installare e disponibili in tutti i tipi di forme e dimensioni. È possibile incollarli all'esterno di un tubo, fissarli con bulloni o, se non si utilizza Acciaio inossidabile, fissarli con un magnete all'esterno di un tubo.
I sensori di superficie, tuttavia, hanno un grave difetto: le prestazioni. Hanno una accuratezza molto scarsa e tempi di risposta lenti perché misurano la temperatura della superficie del tubo e non la temperatura del liquido stesso.
Pertanto, se consideriamo i sensori di superficie dal punto di vista del rapporto costo/prestazioni, essi sono economici ma anche poco performanti e, di conseguenza, non ideali per molti tipi di applicazioni.
Sensori a immersione
Il secondo modo per misurare la temperatura del fluido che scorre in un tubo, e il metodo attualmente più utilizzato nella maggior parte delle applicazioni industriali, è quello dei sensori a immersione. Questi sensori richiedono l'installazione di sonde all'interno del tubo, in modo che il sensore possa entrare in contatto diretto con il fluido. Pertanto, questi tipi di sensori sono invasivi per il sistema.
I sensori a immersione hanno una grande accuratezza e buoni tempi di risposta, a condizione che non si utilizzi un pozzetto termometrico. Tuttavia, i sensori a immersione presentano molti rischi. Poiché sono immersi all'interno del tubo o del serbatoio, possono subire danni a causa del flusso nel tubo, dell'alta pressione, dei colpi d'ariete, della frequenza di scia o dei liquidi caustici e abrasivi. Inoltre, le sonde dei sensori danneggiate possono creare un alto rischio di contaminazione.
Anche i costi di installazione dei sensori a immersione sono piuttosto elevati. E non si tratta solo del costo del sensore stesso: ci sono molte altre considerazioni da fare quando si calcola il costo di un sensore a immersione. Ci sono i costi iniziali di progettazione del sistema e del sensore, che includono il calcolo della profondità di immersione corretta, la verifica che la sonda sia al centro del flusso del fluido, l'esecuzione dei calcoli della frequenza di scia e tutti i disegni associati all'implementazione di una sonda a immersione.
Poi c'è l'installazione e il collaudo della sonda. Se sulla sonda si sono accumulati residui o se è danneggiata a causa di un flusso elevato o di liquidi caustici, è necessario considerare la manutenzione, che comporta l'interruzione del processo, la rimozione della sonda, tempi di inattività indesiderati e la calibrazione della sonda.
E se decidete di spostare la sonda in una nuova posizione perché quella attuale non è soddisfacente, dovrete ripetere tutte le operazioni: installazione, collaudo, Manutenzione e tempi di inattività.
È evidente che i sensori a immersione possono essere piuttosto costosi nel corso della loro vita utile, quindi, se si considera il rapporto prezzo/prestazioni, si tratta di prodotti ad alto costo e ad alte prestazioni.
Infatti, i sensori a immersione sono stati a lungo considerati nel mondo industriale come un "male necessario": precisi, ma con non pochi inconvenienti.
Presentazione di HANI: una tecnologia rivoluzionaria
Potrebbe esserci una terza opzione? Ken e il team di Omega Engineering erano pronti ad affrontare la sfida.
Il risultato del loro impegno: il sensore di temperatura a morsetto Omega HANI™.
HANI, acronimo di High-Accuracy, Non-Invasive (alta precisione, non invasivo), è una tecnologia rivoluzionaria che cambia completamente le regole del gioco nella misurazione della temperatura dei fluidi all'interno di un tubo. Questo sensore di temperatura fa ciò che pochi ritenevano possibile: si fissa direttamente all'esterno del tubo e misura la temperatura del fluido all'interno del tubo con la stessa precisione e le stesse prestazioni elevate dei sensori a immersione invasivi, ma senza alcun rischio, Manutenzione e costi di fermo macchina.
Come funziona
Dall'apertura della confezione alla misurazione, i sensori HANI richiedono circa 10 secondi per l'installazione: basta avvolgere la cinghia del sensore attorno al tubo desiderato e tirare il meccanismo di chiusura rapida, che imposta automaticamente la tensione per il diametro del tubo specificato. (Uno dei nostri clienti del settore birrario lo ha descritto come "letteralmente la cosa più facile che abbia mai fatto"). Non è necessario tagliare, saldare, forare o interrompere la produzione per installare o spostare un sensore HANI. Una volta montato, è possibile iniziare a ottenere misurazioni della temperatura altamente accurate, pari a quelle di una sonda a immersione.
HANI è l'unico sensore di temperatura oggi sul mercato che utilizza un sensore di flusso termico a film sottile per assistere nel calcolo della temperatura. Questo, insieme al nostro algoritmo proprietario, consente al sensore Omega HANI di offrire una precisione (±0,9 °F) e tempi di risposta (t63 = 5 sec) paragonabili a quelli dei sensori di temperatura RTD a immersione, rendendolo l'unico sensore non invasivo sul mercato in grado di farlo - e HANI è meno costoso di altri sensori di temperatura non invasivi.
HANI vs Sensori di temperatura alternativi: un chiaro vincitore
Con i sensori di superficie, si compromette la performance a favore della facilità di installazione e dei costi contenuti.
I sensori a immersione, che sono l'opzione preferita per la maggior parte delle applicazioni industriali, hanno costi elevati e rischi di contaminazione per ottenere le prestazioni desiderate. Sono il "male necessario" del mondo industriale.
Ma ora non più.
Il HANI, che offre sia la facilità di installazione dei sensori di superficie che l'accuratezza dei sensori a immersione, è il meglio dei due mondi. Come ama dire Ken: "Il HANI si monta come un sensore di superficie, ma funziona come un sensore a immersione".
Leggi questo articolo per saperne di più su come gli ingegneri Omega hanno inventato la prima tecnologia al mondo per sensori di temperatura non invasivi ad alta precisione.
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