Rheonics เครื่องวัดความหนาแน่นของกระบวนการเพื่อความยั่งยืนของเชื้อเพลิงในการขนส่ง – โครงการ SAFEST โดย EMPIR EURAMET และกลุ่มเทอร์โมไดนามิกส์ที่ Imperial College London

Rheonics มีการใช้เซ็นเซอร์ความหนาแน่นและความหนืดแบบอินไลน์ในโครงการ EMPIR EURAMET Safest [1] และให้การตรวจวัดความหนืดและความหนาแน่นที่แม่นยำของของเหลวทดสอบที่เลียนแบบเชื้อเพลิงในห้องปฏิบัติการ [2]. ความจำเป็นในการ มาตรวิทยาการไหลที่ดีขึ้นในท่อน้ำมันเชื้อเพลิงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความยั่งยืนในภาคการขนส่งทางถนนและทางทะเล- โครงการที่ปลอดภัยที่สุดพยายามเปรียบเทียบเซ็นเซอร์เชิงพาณิชย์สำหรับการวัดความหนาแน่นและความหนืดแบบอินไลน์ Rheonics พบว่าเซ็นเซอร์ให้การวัดความหนืดและความหนาแน่นที่แม่นยำและเชื่อถือได้ [3].

การวิเคราะห์ผลลัพธ์ของเซ็นเซอร์

มหาวิทยาลัยสามแห่งมีส่วนช่วยในการค้นพบอุปกรณ์ตรวจวัดความหนาแน่นและความหนืดแบบอินไลน์ ซึ่งแต่ละแห่งมาจากแบรนด์เดียว การตั้งค่าและวิธีการทดลองของพวกเขาแตกต่างกันอย่างมาก และสามารถพบได้ทั้งหมดในผลงานของโครงการ EMPIR EURAMET Safest (D7) [3].

ข้อสรุปจากผลลัพธ์ของเซ็นเซอร์เชิงพาณิชย์จะถูกเปรียบเทียบในรายงานในระดับผิวเผินเนื่องจากเกณฑ์วิธีที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ทั้งสามแบรนด์ที่ทดสอบนั้นถือว่าให้การตรวจวัดความหนาแน่นที่ยอมรับได้ แบรนด์ที่ทดสอบครอบคลุมเครื่องวัดความหนาแน่นประเภทหลักๆ ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด:

1. เครื่องสะท้อนแรงบิดแบบสมดุล (BTR)
2. ท่อสั่น (VT)
3. ส้อมเสียง (TF)
4. โบลิทาร์เมตร (CM)

ข้อค้นพบหลักของการศึกษาได้รับการรายงานในโพสต์นี้ ซึ่งเกี่ยวข้องกับเครื่องวัดความหนาแน่นและเครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์ที่มีวางจำหน่ายทั่วไป

การทดสอบการทดลองของวิทยาลัยอิมพีเรียล Rheonics เซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์ความหนาแน่นและความหนืดของกระบวนการที่ใช้ตัวสะท้อนแรงบิดที่สมดุล SRD จาก Rheonics ได้รับการทดสอบด้วยอ่างควบคุมอุณหภูมิที่มีห้องเซ็นเซอร์แบบอินไลน์ ในขณะที่อัตราการไหลของของเหลวทดสอบถูกควบคุมด้วยปั๊มหลอดฉีดยา ISCO- ทำการทดลองที่อุณหภูมิ 15, 35, 55 และ 75 °C, 1 – 100 บาร์ และ 0 – 45 มล./นาที รักษาการไหลอย่างต่อเนื่องและระบบจะถูกปรับสมดุลเป็นเวลา 15 นาทีก่อนการวัด อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ ห้องควบคุมอุณหภูมิไม่ถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้ของอ่างอาบน้ำ. ความหนืดเอาท์พุตจาก SRD ถือว่าเชื่อถือได้และแม่นยำ การปรับพอดีจะถูกใช้ จากนั้นข้อมูลจะตรงกับข้อมูลอ้างอิงที่สร้างจากสมการ Tait-Andrade (ภาคผนวกของ [3]- การปรับพอดีเหล่านี้กลายเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากอุณหภูมิที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่สังเกตได้ในระบบแม้ว่าจะถึงจุดสมดุลแล้วก็ตาม การเบี่ยงเบนของอุณหภูมิตามความยาวของเซนเซอร์หมายถึงความหนืดในห้องไม่เท่ากันตลอด มีการเบี่ยงเบนเดียวกันสำหรับความหนาแน่นอย่างไรก็ตาม การวัดความหนาแน่น SRD ถือว่าแม่นยำและเชื่อถือได้โดยไม่มีการแก้ไขในที่นี้- อย่างไรก็ตาม อาจมีการใช้การแก้ไขพหุนามที่นี่เพื่อให้จับคู่ข้อมูลอ้างอิงได้สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น ความไม่สอดคล้องกันของอุณหภูมิในระบบยังทำให้เกิดการเบี่ยงเบนในการวัดความหนาแน่น เมื่อปลายด้านตรงข้ามของเซนเซอร์ไม่อยู่ในสมดุลทางความร้อน สามารถใช้โพรบที่ยาวขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าตัวสะท้อนกลับภายในถูกจุ่มลงในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสม่ำเสมอจนสุด

Rheonics เครื่องวัดความหนืดในกระบวนการ SRV ยังได้รับการประเมินและพบว่าสามารถตรวจวัดความหนืดและอุณหภูมิแบบอินไลน์ที่ยอมรับได้

การตั้งค่าการทดลองโดยวิทยาลัยอิมพีเรียลสำหรับการทดสอบ SRV และ SRD กับตัวแทนดีเซลสองตัว: เมทิลโดเดคาโนเอตและเอทิลเตตราเดคาโนเอต [3],[4]

การทดลองของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chemnitz ทดสอบเซ็นเซอร์ Anton Paar

ทำการทดสอบเครื่องวัดความหนาแน่นของท่อแบบสั่นด้วย Anton Paar L-Dens 3300 และ 7400 ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chemnitz ที่ 15, 25 และ 35 °C, 1 – 10 บาร์ และ 0 – 15 มล./นาที สิ่งเหล่านี้เสร็จสมบูรณ์ในระดับห้องปฏิบัติการขนาดเล็กด้วย ที่ความดันต่ำกว่า 2 บาร์ การวัดกลายเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ เนื่องจากการแกว่งของท่อสั่นเริ่มไม่เสถียรที่อัตราการไหลต่ำ อัตราการไหลต่ำและการวัดแบบคงที่ถูกนำมาใช้แม้จะมีข้อกำหนดจำเพาะของอุปกรณ์เนื่องจากปริมาณตัวอย่างที่จำกัด ข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ระบุว่าอัตราการไหลต่ำเหล่านี้จะนำไปสู่การให้ความร้อนแก่ตัวอย่างภายในหลอด และผลกระทบนี้ถูกตรวจพบ (+3 °C) แต่ถึงอย่างไร, เซ็นเซอร์ทั้งสองถือว่าให้การตรวจวัดความหนาแน่นที่แม่นยำ ด้วย L-Dens 7400 มีประสิทธิภาพเหนือกว่า L-Dens 3300 เล็กน้อย แต่ นักทดลองทราบถึงความจำเป็นในการรักษาสภาวะกระบวนการแบบไดนามิกเพื่อความแม่นยำสูงสุด.

การตั้งค่าการทดลองโดย Chemnitz University of Technology สำหรับการทดสอบ Anton Paar L-Dens 3300 และ L-Dens 7400 กับตัวแทนดีเซลสี่ตัว: methyl dodecanoate, ethyl tetradecanoate , 2,4,6,8-Tetraoxanonane และ 2,4,6,8,10, XNUMX-Pentaoxaundecane [3],[4]

การทดลองของ Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) ทดสอบเซ็นเซอร์ของ Emerson

เซ็นเซอร์ความหนาแน่นและความหนืดสองตัวจาก Emerson (Micro Motion ELITE CMFS050M และ Micro Motion Fork Viscosity/Density Meters (FVM)) ได้รับการทดสอบในสเกลที่ใหญ่ขึ้น กว่า Rheonics และเซ็นเซอร์ Anton Paar ในส่วนด้านบน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อุปกรณ์ของ Emerson ได้รับการทดสอบที่อุณหภูมิ 20 – 40 °C, 2 – 8 บาร์ และ 5 – 50 ลิตร/นาที ของเหลวชนิดต่างๆ ได้รับการทดสอบในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ซึ่งจำกัดความสามารถในการเปรียบเทียบ

สำหรับเครื่องวัดความหนาแน่นของ Emerson ความดันและอัตราการไหลไม่ส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด แต่การเพิ่มอุณหภูมิทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดมากขึ้น การใช้การแก้ไขอุณหภูมิทำให้ข้อมูลความหนาแน่นมีความแม่นยำที่ยอมรับได้ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องกำหนดการแก้ไขเหล่านี้สำหรับของไหลและการตั้งค่าแต่ละรายการ สำหรับ CFMS050M มีการเพิ่มปัจจัยการแก้ไขสำหรับทั้งอุณหภูมิและความดันเพื่อให้ข้อมูลความหนาแน่นและความหนืดที่แม่นยำ
ท้ายที่สุดแล้ว คำตัดสินเกี่ยวกับอุปกรณ์เหล่านี้ตกเป็นหน้าที่ของผู้อ่าน แต่การแก้ไขเพื่อคำนึงถึงความดันและอุณหภูมิมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความถูกต้องของข้อมูล