过程控制的缺失的因素

虽然许多制造业和流程企业认识到需要测量粘度,使测量在实验室多年来一直挑战过程工程师和质量控制部门。因为粘度可以直接受温度、剪切速率和其他变量可以是非常不同的从他们的在线离线,现有实验室粘度计在过程环境中是没有价值的。与传统仪器测量粘度在线很困难。粘度的变化-流体测量的一致性可以提供说明涂料的溶剂损失测量混合颜料的特点和其他multi-formulation液体,或提供最终的质量控制基准photo-resist和其他液体的过程。

BiODE公司,开发了一种固体粘度计满足需求的过程(图1)这样的公司的全球流体系统分部库,全球领先供应商的高度设计金属制动油管和专业快速连接和涂料,燃料、排放、动力转向、加热和冷却系统。流体系统分部是库博汽车的一部分,Inc .一级国际汽车零部件供应商在14个国家拥有大约16000名员工和62设施。

的客户群包括戴姆勒克莱斯勒、福特、通用、大众和丰田,库与客户密切合作来提供高度可靠brake-related液体管理系统需要在今天的汽车。刹车线不再仅仅是简单的金属管。例如,刹车油管的内径是基于制动系统动作时间。这是通过制动液的粘度影响使用,操作温度、管长度和流体流量由轮缸位移需求。刹车线必须耐腐蚀、灵活和能够处理高水压。

在库博Archbold、俄亥俄、设施,双壁,钎焊的管刹车线是由低碳钢和对待专业专用涂料,以满足严格的OEM耐腐蚀要求。该公司最近合格和实现BiODE固态粘度计仪器监测和控制其专有涂料过程,创建了一个隔热板在刹车线。通过保持适当的涂层材料的粘度,库能够建立一个紧密控制层涂料。然后检查制动器的热剖面线的光学传感器进行最后QA / QC。

一个BiODE ViSmart固态传感器放置在反应堆槽提供的涂料,提供实时粘度测量24/7优化涂料的配方。通过监测和控制粘度的涂料配方,库大大减少产品缺陷,如本文中的数据所示,一直能够保持涂料业务在限制一个连续过程,实时的基础。

粘度涂料或其他液体的变化直接影响温度,剪切速率和其他变量可以是非常不同的从他们在一个在线离线环境。在线和管道之间的区别是很重要的。在在线应用程序中,样品被吸引或转移的流程可以进行测试。在一个在线应用,传感器是沉浸在流程流。由于温度变化、剪切速率等,会影响粘性,在线测量不一定反映实际的工艺条件。

关键需要的是能够检测过程中的粘度变化流实时发生时,从一个基线测量而不是简单地测量绝对值。在库,实时、在线粘度数据消除了操作人员需要做决定基于间歇数据从周期采样获得的“快照”。

固态ViSmart传感器所使用的库是基于石英晶体声波研究由BiODE Inc .)、国防部和美国环境保护署。直到这些传感器的开发和商业化BiODE,很难对制造商和设备厂商将实时、在线粘度管理过程控制系统。大多数现有的粘度计技术最初是为离线开发实验室分析。虽然这些机械和机电粘度计可以用于一些在线应用程序,它们通常不适合过程的环境成本,大小,在困难的条件下的鲁棒性和可靠性是至关重要的因素。

声波的引入和商业可用性粘度计,现在有一个固态解决实时测量粘度流程应用程序的问题。表面声波技术结合固相化学反应敏感的音响。,因为他们不包含移动部件,声学传感器可用于大,在线应用程序。例如,传感器是小到可以直接并入到工艺管道。它大约1.3 x 1.1 x 0.3英寸,火柴盒大小,重量只有4盎司。因为传感器是一种固态设备,使用健壮和可靠的半导体封装技术,它包含没有移动部件,不需要校准。

与操作剪切速率高出几个数量级的流体流动特征,声波传感器不受静态影响,层流或湍流。他们可以用在高速流率、实时在线应用程序不断地测量粘度从0到100000 cP(水在68.4ºF绝对粘度一厘泊)±3%可重复性的操作环境-20 + 135°C的压力下450 psi。传感器不受冲击和能够承受振动的30 g或更多。因为粘度会受到温度的影响,一个声学传感器的嵌入式温度芯片可以同时测量粘度和温度实时(图2)。

测量是由将石英晶体芯片接触液体。液体的粘度决定流体的厚度hydro-dynamically耦合到表面的传感器。被测液体流经管道,静止休息在一辆坦克或增值税,也可以是一个小样本(少100固体还原剂)直接放置于传感器的表面。

传感器计算粘度通过测量声波的功率损耗,因为它渗透液体。的平方损失频率的乘积成正比,密度和粘度。由于频率,传感器测量粘度•密度。知识的比重将声波传感器的输出自动显示在厘泊。

传感器可以与其他仪器集成过程控制系统通过局域网或无线网络提供一个连续审计跟踪和作为一个“预警系统”提醒过程控制工程师的问题尽快发展。传感器的车载电子产品和通讯支持现场总线,CANbus、设备网和其他通信协议,使oem厂商提供粘度测量和控制功能作为一个增值特性在配药,泵和涂料系统。BiODE连接模块,支持四个或八个BiODE ViSmart固体粘度计目前正在操作在课堂上我Div 1环境资格。

传感器也可以连接到BiODE的手持阅读器(图3)或笔记本电脑通过USB总线使用的质量控制人员在现场或实验室人员抽查寻找仪器能够测量粘度的小样本。

库的应用程序演示了如何BiODE声波粘度计可以集成到一个实时、在线的过程。其客户,库认识到质量是至关重要的在今天的高性能的制动系统。同时,因为车辆是持久的,现在延长保修服务,汽车制造商正在寻找组件将比它们部分的车辆。

库博刹车线涂提高耐蚀性。BiODE传感器测量涂层液的粘度与交付从混合坦克分发点。在线监测是用来检测过程的峰值在涂料流体粘度超出了允许窗口。如图4所示,工艺人员能够识别这些“山峰”和采取纠正操作如图所示的“平”。

图5显示了如何,一旦消除不必要的山峰、工艺人员能够保持涂料严格规定的范围内。现在看着粘度范围从0到50,粘度在窄幅区间内举行。红线图5中显示了数据集的平均值。库的过程窗口2和4之间AV(声学粘度),平均基线不超过3 AV。

采用BiODE传感器之前,库是无法找到一个在线粘度计,可以为其提供敏感性要求应用程序和可靠性需要生存在一个恶劣的操作环境。许多制造商都面临类似的挑战。涂层和化学过程需要严格控制温度、压力、流量、pH值和其他变量。粘度-流体测量的一致性可以提供的涂料和溶剂损失multi-formulation液体的混合特征像油漆、以及为photo-resist提供最终的质量控制标准和其他液体的过程。粘度影响流的行为,是一种间接测量产品的一致性对分子量和分子量分布过程中的液体。

除了在过程行业广泛应用,市场对声波粘度计包括石油勘探和开发,石油监控和调节汽车、卡车、施工设备和材料处理行业。188金宝搏bet官网

为进一步的信息,联系Kerem Durdag BiODE 207/856.6977。