Brooks Instrument - precyzja i powtarzalność

MIERNIKI I REGULATORY MASOWEGO PRZEPŁYWU GAZÓW I CIECZY W TECHNOLOGII TMF

Brooks Instrument to globalny lider w dziedzinie przepływomierzy masowych, który wprowadził je na nowy poziom. W grupie produktów związanych z technologią Thermal Mass Flow (TMF) na szczególną uwagę zasługują mierniki i regulatory serii SLA58XX, GF40 oraz Quantim w technologii Coriolisa.

Seria SLA58XX charakteryzuje się wysoką dokładnością, stabilnością oraz powtarzalnością – cechami, jakich można spodziewać się od globalnego producenta urządzeń z zakresu technologii pomiaru i sterowania przepływem masowym. Mierniki i regulatory serii SLA58XX służą do pomiaru i regulacji ponad 160 różnych gazów oraz mieszanin gazowych w zakresach od 3 ml/min do 2500 l/min (podane zakresy są zakresami górnymi) przy zakresowości 100:1. W przypadku nowej serii SLA Biotech MFC przeznaczonej dla biotechnologii zakresowość wynosi nawet 250:1. Dzięki zwiększonej zakresowości możemy kontrolować szerszy zakres przepływu jednym urządzeniem, co przyczynia się do zmniejszenia liczby kontrolerów w celu pokrycia całego zakresu (więcej na temat serii SLA Biotech MFC – na końcu artykułu). Dodatkowo urządzenia wykazują bardzo wysoką dokładność na poziomie 0,9% aktualnego przepływu (dla zakresu 20‒100%) oraz 0,18% pełnej skali (dla zakresu 2‒20%). Standardowe maksymalne ciśnienie operacyjne wynosi 100 barów, ale dostępne są także wersje dla ciśnienia 300 barów.

Seria GF40 to mierniki i regulatory masowego przepływu wyposażone w funkcję Multi-Gas & Range Configurability. Dzięki niej użytkownik może samodzielnie poprzez oprogramowanie wybrać z listy rodzaj medium oraz zakres przepływu, na jakim będzie pracował (w ramach określonych binów urządzenia). Seria GF40 stanowi doskonały wybór dla systemów, procesów i urządzeń, które wykorzystują różne gazy, często zmieniają typy gazów lub wymagają zmiany zakresu, jednocześnie zachowując precyzję pomiaru i regulacji przepływu. Umożliwia nowy poziom elastyczności procesu w połączeniu z bezprecedensowym pomiarem przepływu i wydajnością sterowania. Podobnie jak dla serii SLA58XX mamy tu możliwość wyboru ponad 160 różnych gazów oraz mieszanin gazowych, w zakresie od 3 ml/min do 50 l/min (podane zakresy są zakresami górnymi). Zakresowość wynosi 50:1, a dokładność 1% aktualnego przepływu (dla zakresu 35‒100%) oraz 0,35% pełnej skali (dla zakresu 2‒35%). Regulatory i mierniki serii GF40 przeznaczone są do aplikacji o ciśnieniu maksymalnym 10 barów.

Seria Quantim to bardzo precyzyjne mierniki i regulatory przepływu gazów i cieczy – w szczególności tych cieczy, których pomiar oparto na efekcie Coriolisa. Technologia Coriolisa jest rzeczywistym pomiarem przepływu masy, a nie wnioskiem na podstawie pomiaru przepływu. Regulatory serii Quantim stosowane są wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z drogimi mediami, bardzo wysoką precyzją dozowania oraz powtarzalnością. Pomiar przepływu nie zależy od typu płynu oraz zmiennych procesowych (nawet w zmieniających się warunkach). Do kluczowych aplikacji zaliczyć możemy: produkcję półprzewodników i LED, systemy osadzania cienkich warstw, bioreaktory, biofarmację, petrochemiczne i chemiczne gazowe oraz ciekłe instalacje pilotażowe, obróbkę cieplną i procesy termiczne oraz zastosowania próżniowe.

PRZEPŁYWOMIERZE – ROTAMETRY

Jako jeden z pionierów produkujących przepływomierze (rotametry) Brook Instrument stworzył zróżnicowane i sprawdzone portfolio rotametrów – począwszy od budżetowych akrylowych, poprzez szklane, aż po metalowe rotametry do pomiaru i regulacji przepływu gazów i cieczy.

Rotametry akrylowe serii PT2500 oraz MR3000 z poliwęglanu stosowane są do pomiaru i regulacji przepływu wody lub powietrza w różnych zakresach przepływu. Zostały zaprojektowane, aby wytrzymać maksymalne ciśnienie 6,9 bara i maks. 65°C.

Do rodziny rotametrów ze szklaną rurką pomiarową zaliczyć możemy serię Sho-Rate 1350/1355 oraz nową serię GT1600.

Przepływomierze Sho-Rate 1350/1355G to rotametry o długości rurki 65 lub 150 mm. Zapewniają dokładność do 3% i powtarzalność 0,25% (w zależności od modelu). Produkty te dostępne są ze standardowym zaworem regulacyjnym lub bez niego. Mogą być stosowane do niemal wszystkich rodzajów gazów i cieczy w wielu branżach, np. chemicznej i biotechnologicznej, a także służyć do badań i analiz. Dzięki możliwości kombinacji pływak-rurka oraz zastosowania odpowiedniego uszczelnienia możemy ich użyć do niemal każdego rodzaju gazu czy cieczy.

Przepływomierze serii GT1600 to nowa rodzina mierników o solidnej konstrukcji ze stali nierdzewnej. Zapewniają długotrwałą wytrzymałość na trudne warunki, gwarantują wydajność w aplikacjach o niskim i wysokim przepływie gazu i cieczy, w których ważny jest podgląd procesu. Czyszczenie lub wymianę szklanej rurki można wykonać bez poluzowywania połączeń procesowych, co minimalizuje przestoje w użytkowaniu. Te wszechstronne i ekonomiczne przepływomierze przeznaczone są do ogólnego zastosowania w aplikacjach o umiarkowanych wymaganiach dokładności dozowania. Dokładność mieści się w zakresie od 1 do 10% pełnej skali (w zależności od wybranego modelu). Mogą być wyposażone w czujnik zaniku przepływu lub przekroczenia górnej wartości.

Rotametry metalowe serii MT3809 zapewniają powtarzalny, niezawodny pomiar przepływu gazów i cieczy w wymagających aplikacjach wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych. Przepływomierze z metalowymi rurkami firmy Brooks Instrument ustanawiają światowy standard dla wytrzymałości i trwałej dokładności. Seria MT3809 zawiera elementy pomiarowe odporne na korozję, co czyni je idealnymi do pomiaru agresywnych płynów (są zatwierdzone do użytku w środowiskach niebezpiecznych). Zaprojektowane z myślą o długotrwałej wydajności mierniki tej serii zapewniają doskonałą powtarzalność pomiarów, pomagając dokładnie mierzyć i precyzyjnie kontrolować złożone procesy przemysłowe.

Odpowiednikiem dla mniejszych przepływów gazów i cieczy dla warunków wysokiego ciśnienia i temperatury w niebezpiecznych aplikacjach jest seria MT3750. Zbudowany ze stali o wysokiej wytrzymałości miernik przepływu serii MT3750 charakteryzuje się zwartą budową oraz dużą liczbą przyłączy mechanicznych, co ułatwia instalację i integrację z istniejącymi instalacjami – jest także opłacalnym zamiennikiem przepływomierzy szklanych. Seria MT3750 oferuje również opcjonalne przekaźniki lub czujniki indukcyjne do bardziej zaawansowanych pomiarów przepływu i operacji przechwytywania danych procesowych.

INNOWACYJNE PRZYRZĄDY DO POMIARU PRÓŻNI I CIŚNIENIA – DOKŁADNOŚĆ I NIEZAWODNOŚĆ

Brooks Instrument dostarcza sprawdzony asortyment przyrządów ciśnieniowych, przetworników próżniowych, mierników, sterowników, regulatorów i manometrów pojemnościowych, spełniając najbardziej wymagające aplikacje procesowe.

Dzięki najwyższej klasy dokładności i powtarzalności produkty do kontroli próżni i ciśnienia mogą pomóc w osiągnięciu założonych wyników w wymagających procesach. Firmowa technologia regulatorów próżni i ciśnienia jest wykorzystywana przez producentów półprzewodników, dostawców szaf gazowych i producentów systemów kontroli próżni, w tym systemów osadzania cienkowarstwowego i nowoczesnych pieców specjalnych. Portfolio obejmuje regulatory i czujniki, które precyzyjnie mierzą i kontrolują ciśnienie w zakresie od próżni do 3000 psi. Zaliczają się do nich mechaniczne manometry, regulatory, przełączniki i przetworniki ciśnienia, sprzęt do bezpośredniego pomiaru próżni – manometry pojemnościowe.

PRODUKTY DO ODPAROWYWANIA

Zaawansowana technologia parowania umożliwia czystszą i bardziej wydajną niż dotąd produkcję pary. Wiele procesów przemysłowych i półprzewodnikowych wymaga konwersji cieczy, w tym wody i innych ciekłych prekursorów, w wysoce kontrolowane i czyste pary. Do kluczowych aplikacji należą: parowanie/nawilżanie wodą, chemiczne osadzanie z fazy gazowej, odkładanie cienkich warstw w celu poprawy charakterystyki termicznej, optycznej lub twardości, generowanie pary kalibracyjnej, odparowywanie ciekłych węglowodorów. Odpowiedzią firmy Brooks Instrument na zapotrzebowanie dla tego typu aplikacji jest VDM300 (Vapor Delivery Modules) – odparowywacz. Jest to samodzielny moduł do dostarczania pary wodnej o bardzo wysokiej czystości. Zapewnia większą dokładność, wyższe natężenia przepływu, szeroki zakres regulacji i mniejsze zużycie energii w porównaniu z innymi dostępnymi na rynku odparowywaczami.

AKCESORIA I OPROGRAMOWANIE

Dla wszystkich grup produktów Brooks Instrument zapewnia szeroki wachlarz akcesoriów, takich jak np. sterowniki jedno- i 4-kanałowe serii 0251 oraz 0254, specjalne oprogramowanie – np. MultiFlo Configurator, Brooks Expert Support Tool (BEST), a także okablowanie dla wszystkich rodzajów regulatorów, różnej długości i z różnymi przyłączami, zasilacz w postaci 30-kanałowego kontrolera serii 0260 oraz zawory regulacyjne i inne części zamienne.

NOWOŚĆ: REGULATORY MASOWEGO PRZEPŁYWU SERII SLA BIOTECH MFC – PRZEZNACZONE DO PROCESÓW BIOTECHNOLOGICZNYCH

Nowa seria SLA Biotech MFC to zestaw funkcji, dostępny jako dwa pakiety: "Performance" i "Premium" (konkretne funkcje i zalety w porównaniu ze standardowym wykonaniem serii SLA58XX dostępne są na stronie producenta; jedną z nich jest wspomniana w artykule większa zakresowość – 250:1 w stosunku do standardowej 100:1). Regulatory masowego przepływu kalibrowane są tradycyjnie dla określonego gazu – zazwyczaj dla surogatu takiego jak azot (N2), pożądanego zakresu przepływu oraz zestawu pozostałych warunków procesowych (ciśnienie operacyjne, temperatura procesu itp.). Z biegiem czasu zastosowanie współczynników przeliczeniowych opartych na stosunku określonego ciepła między surogatem a pożądanym gazem stało się dla użytkowników sposobem na skonfigurowanie jednego kontrolera przepływu masy dla wielu gazów.

Ta metoda konfiguracji wielu gazów stanowi sedno pakietu "Performance" SLA Biotech MFC. Pakiet ten obejmuje cztery wstępnie skonfigurowane gazy: azot, dwutlenek węgla, tlen i powietrze – cztery kluczowe gazy biotechnologiczne. Rozmiar urządzenia jest dostosowany do konkretnego gazu wybranego przez użytkownika w momencie składania zamówienia, znanego również jako gaz konfiguracyjny. Jeśli zostanie wybrany rzeczywisty gaz CO2, urządzenie zostanie skalibrowane na CO2 i surogat N2 dla pozostałych gazów. Dla każdego gazu kreowany jest arkusz kalibracyjny, który zawiera krzywą kalibracji, ustawienia regulatora PID, dane dotyczące wydajności zaworu i informacje o warunkach kalibracji. Operator może zmienić krzywą kalibracyjną gazu aktywnego za pomocą oprogramowania Brooks Expert Support Tool (BEST) lub za pomocą cyfrowych protokołów komunikacyjnych, jeśli urządzenie jest tak wyposażone. Wszystkie MFC mają automatyczny zawór, który otwiera się i zamyka, aby kontrolować przepływający przez niego gaz; to z kolei utrzymuje przepływ płynu na pożądanym poziomie. Zawory te bardzo dobrze kontrolują proces, ale nie zawsze zamykają się wystarczająco mocno, aby całkowicie go zatrzymać. Można je jednak dostroić, aby uzyskać bardzo niski wyciek, który poprawia wydajność MFC i często jest nieosiągalny dla wielu systemów sterowania. Aby osiągnąć taki poziom, zawór sterujący przy zakresowości 250:1 serii SLA Biotech MFC musi utrzymywać wskaźniki wycieków poniżej najniższej wartości zadanej, tj. 0,4% – czyli wyciek musi być mniejszy niż najniższy użyteczny zakres. Seria SLA Biotech MFC wykorzystuje w tym celu specjalny czujnik przepływu. W celu uzyskania lepszej wydajności wycieku zmodyfikowano proces produkcyjny, który obejmuje testowanie szczelności zaworu. Te dodatkowe testy gwarantują, że seria SLA Biotech MFC ma bardzo niski wyciek, który utrzymuje szeroki zakres użytkowy. Ulepszony czujnik został wyprodukowany przy użyciu zaktualizowanej technologii produkcji/procesów spawania. Ponieważ Brooks stara się oferować zaawansowane funkcje w swoich urządzeniach, które niejako wyprzedzają obowiązujące rozwiązania, obecnie nie ma standardów branżowych zgodnych z tą technologią. MFC, takie jak seria Brooks Instrument SLA czy GF40, wykorzystują elastomerowe materiały uszczelniające, dzięki czemu są certyfikowane jako bezpieczne w krytycznych zastosowaniach biotechnologicznych.

Pakiet "Premium" z serii SLA oferuje certyfikaty branżowe (USP klasy VI/ADI) dla wszystkich materiałów elastomerowych w strumieniu gazu, w tym: gniazda zaworów, o-ringi (uszczelki łączące, uszczelnienia kryzy i uszczelki obudowy zaworu – niektóre z nich mają bezpośrednią styczność z przepływającymi przez urządzenie gazami). Dodatkowo pakiet "Premium" zawiera: certyfikat materiałowy 2.2 oraz 3.1, certyfikat kalibracji zgodnie z normami międzynarodowymi (NIST lub VML), certyfikat odtłuszczania dla tlenu oraz 17025. Wszystkie opcje komunikacji dostępne w standardowej serii SLA można znaleźć w obu pakietach opcji w serii SLA Biotech MFC, a są to: RS485/analog, DeviceNET, EtherCAT, EtherNet/IP oraz Profibus.

Podsumowując, regulatory serii SLA Biotech firmy Brooks Instrument to narzędzie przeznaczone nie tylko dla procesów biotechnologicznych, ale wszędzie tam, gdzie zależy nam na ograniczeniu liczby urządzeń, poprawie wydajności procesu oraz zwiększeniu elastyczności.

OEM Automatic
www.oemautomatic.pl