Połączenie zdalnej transmisji danych (telemetrii) i urządzeń pomiarowych z elektrycznym sygnałem wyjściowym otwiera nowe możliwości w temacie zwiększenia efektywności procesu. Jednym z przykładów wykorzystania tej koncepcji jest Cryo Gauge – autorski system pomiarowy firmy WIKA. Umożliwia on centralnie zarządzanie uzupełnianiem zapasów dla sieci zbiorników na gaz płynny. Ten system typu M2M może być również wykorzystany do innych zastosowań.
Gazy takie jak argon, azot, tlen lub dwutlenek węgla są często przechowywane w warunkach kriogenicznych (od greckiego słowa Kryo = mróz), a więc w postaci schłodzonej, skroplonej. Wymagane uzupełnianie zapasów oparte jest na monitorowaniu stanu napełnienia zbiorników. Firma WIKA zaprojektowała do tego celu specjalny układ pomiarowy, który składa się z trzech modułów:
1. Mechatroniczny manometr różnicowy
Manometr różnicowy systemu pomiarowego Cryo Gauge. Drugie wyjście elektryczne (tylne) należy do wbudowanego przetwornika procesowego do wskazywania pomiaru ciśnienia roboczego.
Opisywany przyrząd pomiarowy monitoruje poziom napełnienia w oparciu o różnicę ciśnień pomiędzy fazami ciekłymi i gazowymi w zbiorniku. Uzyskane przezeń wartości wyświetlane są na skali. Poprzez bezdotykowe, sprzęgło magnetyczne (enkoder obrotowy), zintegrowany przetwornik przetwarza pozycję wskazówki na sygnał o natężeniu 4 … 20 mA. Dzięki temu wartości transmitowane elektronicznie i wyświetlane lokalnie są zawsze dokładnie dopasowanie. Dlaczego mechanicznie mierzyć ciśnienie różnicowe? Taki rodzaj pomiaru gwarantuje dokładność na poziomie do 1% niezależnie od zakresu pomiarowego. Rozwiązania oparte wyłącznie na przetwornikach często porównują różnicę pomiędzy dwoma indywidualnymi pomiarami, co może prowadzić do błędów pomiarowych w zakresie do 10% i więcej, zwłaszcza w przypadku małych zbiorników.
2. Mechaniczny wskaźnik ciśnienia roboczego oraz przetwornik procesowy
Wskaźnik ciśnienia roboczego dla bezpieczeństwa zbiornika jest połączony z blokiem zaworów.
Takie połączenie mechanicznych i elektronicznych elementów pomiarowych zwiększa bezpieczeństwo zbiornika. Jeżeli na skutek działania czynników zewnętrznych ciśnienie robocze wzrośnie powyżej określonej wartości, nadmierne ciśnienie (a wraz z nim również gaz) zostanie odprowadzone do atmosfery przez zawór bezpieczeństwa znajdujący się na zbiorniku. Ciśnienie robocze monitorowane jest za pomocą wyświetlacza mechanicznego (manometr), ale również za pomocą sygnału wyjściowego zintegrowanego przetwornika procesowego. Manometr montowany jest na wielofunkcyjnym bloku zaworów. Umożliwia to izolację całego systemu pomiarowego, na przykład podczas prac konserwacyjnych zbiornika.
3. Jednostka zdalnego przesyłania danych (“intelliMETRY”)
Moduł telemetryczny układu pomiarowego
Przyrząd telemetryczny firmy WIKA odbiera elektryczne sygnały wyjściowe obu elementów pomiarowych (poziom napełnienia i ciśnienie robocze). Digitalizuje zmierzone wartości analogowe i przesyła za pomocą technologii GSM do centrum danych online (tryb GPRS lub SMS). W przypadku jakiejkolwiek usterki w sieci, dane są buforowane aż do następnego, możliwego połączenia rutynowego. Częstotliwość transmisji jest ustalana w zależności od potrzeb klienta. Moduł intelliMETRY, oprócz transmisji danych, ma również funkcje monitorowania, np. wyzwalanie komunikatu ostrzegawczego przy każdym nieoczekiwanym, gwałtownym spadku poziomu napełnienia.
Uwaga
Więcej informacji na temat koncepcji Cryo Gauge można znaleźć w ulotce “Inteligentny monitoring poziomu” a także w informacji produktowej na stronie WIKA (manometr różnicowy, model 712.15.160).