Come si misura la portata dei fluidi di processo industriali su tubi di piccolo diametro?
Come si misura la portata dei fluidi di processo industriali su tubi di piccolo diametro?
La necessità di misurare e controllare accuratamente i fluidi è onnipresente nei processi produttivi, nei laboratori di ricerca, durante la trasformazione delle materie prime in prodotti finiti e durante il confezionamento.
La misura, il controllo e l'analisi continua del flusso dei fluidi, utilizzando tecnologie di misura appropriate, migliorano l'affidabilità, le prestazioni e i tempi di attività dei processi industriali, nonché la sostenibilità ambientale e la conformità a standard e normative.
Questo articolo analizza le crescenti sfide e le moderne soluzioni per il controllo del flusso dei fluidi su tubi di piccolo diametro.
Perché la gestione dei flussi di fluidi sta diventando sempre più importante nell'industria manifatturiera?
Le tecnologie di misurazione e controllo della portata dei fluidi industriali sono ben consolidate per le applicazioni che coinvolgono tubi di grandi dimensioni, ma l'accelerazione delle tendenze di mercato presenta una sfida distinta e pressante: la misurazione della portata su tubi di piccole dimensioni.
Il passaggio a macchine più veloci, più piccole, più compatte e meno costose ha aumentato la necessità di misurare il flusso di fluidi in tubi di piccolo diametro e densamente distanziati. Tra gli esempi vi sono i semiconduttori, i prodotti farmaceutici, biofarmaceutici e le scienze biologiche, la lavorazione degli alimenti, il riscaldamento, la ventilazione e il condizionamento dell'aria e tutte le applicazioni con acqua ultrapura.
Le applicazioni in tubi piccoli e spazi ristretti richiedono un nuovo metodo di misurazione e conteggio, e non solo in termini di dimensioni.
I produttori sono alla ricerca di una tecnologia accurata, efficiente ed economica, con facilità d'uso, costi di installazione bassi o nulli, dati affidabili e basso consumo energetico.
Quali applicazioni per i tubi di piccole dimensioni stanno guidando la tendenza delle misure microfluidiche?
Produzione di semiconduttori
L'industria dei semiconduttori ha rivoluzionato il modo in cui ha miniaturizzato la tecnologia di produzione. I fluidi a microflusso sono utilizzati per la pulizia, il risciacquo, il raffreddamento, il rivestimento e altri processi vitali. Ad esempio, il processo di raffreddamento delle apparecchiature viene eseguito all'interno della macchina stessa, utilizzando tubi molto piccoli e densamente spaziati, con un diametro fino a 10 mm.
Test di laboratorio e miscele misurate
Nel settore farmaceutico, il processo di creazione e produzione di massa dei farmaci comporta un dosaggio molto preciso dei vari componenti della ricetta. Dai test di laboratorio al dosaggio e alla miscelazione, vengono misurati diversi tubi per le diverse sostanze attive e inattive che compongono il prodotto finale.
Queste misure devono essere sempre ultraprecise per garantire la massima qualità, sicurezza ed efficienza.
Efficienza di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria
Il controllo delle portate nelle tubature HVAC aiuta a risparmiare energia e acqua, oltre a rispettare le normative ambientali. Il recupero e il riciclo della condensa dai sistemi HVAC è un'altra misura di risparmio e di prevenzione degli sprechi che prevede pompe di condensa compatte e sistemi di ritorno.
Rilevamento delle perdite
La prevenzione delle perdite è un'esigenza fondamentale, indipendentemente dalle dimensioni del settore o dell'applicazione. Il rilevamento precoce delle perdite nelle tubazioni nei processi produttivi a monte e a valle è necessario per bloccare rapidamente fuoriuscite altrimenti costose. La misurazione accurata del flusso del fluido consente di rilevare le perdite di fluido e le tubazioni vuote.
Trasferimento di proprietà
È necessaria un'elevata precisione nella misurazione dei fluidi per garantire che i prodotti fluidi consegnati dai venditori agli acquirenti siano riempiti nel volume previsto. Sia che si tratti di riempire fiale di vaccino o di erogare bevande da fontane, il flussimetro utilizzato deve essere progettato per soddisfare i requisiti di precisione specificati.
Mandati locali
Le nuove direttive locali volte a controllare il consumo di acqua nelle aree a rischio di siccità hanno creato la necessità di dispositivi di misurazione del flusso per i consumatori. Il monitoraggio del consumo di acqua domestica consentirà ai consumatori di prendere provvedimenti per evitare sanzioni in caso di consumo eccessivo.
Perché è importante il tipo di fluido da misurare?
L'acqua ultrapura, cioè depurata secondo gli standard più elevati, è un elemento essenziale in settori come la produzione di semiconduttori e prodotti farmaceutici.
Poiché tutti i contaminanti sono stati rimossi, l'acqua ultrapura non ha una conducibilità che possa essere misurata o rilevata da un dispositivo di misurazione del flusso di tipo elettromagnetico. Per contro, il metodo di misurazione del flusso a ultrasuoni basato sul tempo di transito è ideale grazie alle proprietà dell'acqua ultrapura.
Quali sono i principali vantaggi dei misuratori di portata a ultrasuoni rispetto alle tecnologie tradizionali?
I flussimetri a ultrasuoni misurano la velocità del flusso nelle tubazioni. Rispetto ai misuratori di portata elettromagnetici, ai misuratori di portata massica, ai misuratori di portata a turbina e ad altri, il vantaggio principale della misurazione a ultrasuoni della portata dei fluidi è che non è assolutamente intrusiva.
Tutte le altre tecnologie sono molto più costose, perché non solo bisogna acquistare il misuratore di portata, ma anche pagare i saldatori che vengono a tagliare i tubi, saldare le flange e così via.
Con le soluzioni a ultrasuoni come S-Flow di Fuji Electric, è possibile misurare direttamente vicino all'apparecchiatura di consumo, fissare il dispositivo intorno al tubo e iniziare a misurare senza fermarsi e senza modificare il tubo. È una soluzione molto economica.
Come fanno i misuratori di portata a ultrasuoni integrali come S-Flow ad affrontare le sfide poste dalle tubazioni di piccole dimensioni?
Questo nuovo approccio utilizza dispositivi di misura piccoli e compatti per integrare le misure all'interno delle apparecchiature di produzione, anziché all'esterno.
Oltre ai vantaggi principali di un design non intrusivo, questi misuratori a pinza sono progettati specificamente per tubazioni di piccole dimensioni e spazi ristretti e sono dotati di un'accuratezza standard di ±2,0%. Sono significativamente più piccoli rispetto alle tecnologie convenzionali, poiché il sensore di flusso e il trasmettitore sono integrati per risparmiare spazio.
Leggeri e compatti, sono facili da installare sulle tubazioni esistenti all'interno delle macchine di produzione, mentre sono ancora in funzione, e senza bisogno di grasso, modulazione del tubo o regolazione della distanza tra i sensori.
I misuratori di portata per fluidi a ultrasuoni di questo tipo sono adatti a un'ampia varietà di applicazioni con tubi di diametro fino a 6 mm e per una vasta gamma di materiali e fluidi. Grazie all'elaborazione digitale del segnale con il metodo del tempo di transito, le portate vengono visualizzate rapidamente con un tempo di risposta di 0,5 secondi.
Con un sensore di temperatura integrato opzionale, è possibile misurare contemporaneamente la portata e la temperatura. Gli impianti traggono una serie di vantaggi, tra cui il risparmio di attrezzature, energia e perdite, nonché il miglioramento del processo produttivo e della conformità.
Raggiungere l'apice delle prestazioni e dell'affidabilità della misura di portata
Innovate e ottimizzate con il misuratore di portata a ultrasuoni S-Flow per misurare il flusso di liquidi in tubi di piccole dimensioni.
Il flussimetro a ultrasuoni S-Flow consente di misurare con precisione la portata dei fluidi, anche su tubi di piccolo diametro. Basato sulla nostra avanzata tecnologia a ultrasuoni e su un design innovativo, il flussimetro S-Flow garantisce prestazioni ottimali per i vostri processi industriali.
Facile da installare, basta stringere le 4 viti e non è necessario ingrassare.
Sensore e trasmettitore di flusso integrati e di minimo ingombro.
Un sensore di temperatura è disponibile come opzione per la misurazione simultanea della portata e della temperatura.
In grado di misurare su tubi da DN8 a DN32.
Display LED a due righe di facile lettura.
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