Wie Technikern die Raumluftüberwachung geholfen hat, das FP-25 herzustellen

Atmen Sie die frische, kalte Luft ein. Fühlen Sie den Schnee, der gegen Ihr Gesicht weht. Ein solches Wetter würde die meisten Strömungsstandards weit über ihre Genauigkeitsgrenzen hinaus drücken. Nicht so für den FP-25. Er wurde genau für diese Bedingungen maßgeschneidert, dank Technikern wie Ihnen.

Dies ist die Geschichte, wie Techniker für die Überwachung der Umgebungsluft den FP-25, Alicats neuen wetterfesten Durchflussstandard für Außenluftprobenehmer, mitentwickelt haben. Dieses Instrument ist das Produkt eines iterativen Prozesses, der auf kontinuierlichem Benutzerfeedback basiert. Wir haben einfach gebaut, was die Luftüberwachungstechniker uns sagten, was sie wollten, plus ein bisschen mehr.

Die Geschichte beginnt mit Luftüberwachungstechnikern, die bereits die tragbaren Massendurchflussmesser von Alicat in ihren Schutzräumen verwendeten. Diese Techniker waren frustriert über den langwierigen 20-Punkte-Kalibrierungsprozess für die Massendurchflussregler innerhalb ihrer Gasverdünnungskalibratoren. Durch den Austausch der Verdrängermessgeräte mit Alicats konnten die Durchflusskalibrierungszeiten an jedem Punkt auf nur wenige Sekunden reduziert werden, selbst bei 5 sccm.

Nachdem Alicat die Whisper-Serie von Niederdruck-Durchflussmessern freigegeben hatte, begannen einige dieser Techniker, diese neue Technologie für die Kalibrierung ihrer Außenluftprobenehmer anzuwenden. Die Durchflussmessung im Freien ist keine einfache Aufgabe für einen hochpräzisen, laborbasierten Durchflussstandard. Also mussten wir herausfinden, wie wir unsere Genauigkeit unter Laborbedingungen auch unter den rauen Umgebungsbedingungen, denen diese Techniker ausgesetzt waren, einhalten können.

Whisper tragbarer Massendurchflusskalibrator

Reduzierung der Temperaturausgleichszeit

Alicat FP-25 flow calibrating a Thermo Scientific 2025i FRM air sampler

Techniker, die unsere Labor-basierten Whisper-Durchflussmessgeräte verwendeten, sagten uns, dass sie lange Zeit brauchten, um sich an die Außentemperaturen im Freien anzupassen, besonders an sonnigen Tagen. Große Blöcke aus Edelstahl mit eingebetteten Temperatursensoren haben im Labor gut funktioniert, aber nicht so sehr im Freien. Wir haben den Stahl für Aluminium ausgewechselt und die Größe des Blocks reduziert, aber wir mussten uns immer noch mit der Frage der Strahlungswärme auseinandersetzen.

Die Lösung zum Reduzieren der Ausgleichszeit begann mit dem Absenken des Temperatursensors tiefer in den Strömungsweg. Dies machte es genauer in der Messung der genauen Lufttemperatur, selbst wenn sie künstlich erhöht wurde aufgrund der Strahlungswärme durch die Sonne. Dann fügten wir eine schnell reagierende externe Temperatursonde hinzu, die der FP-25 verwendet, um die Temperatur des internen Stromflusses auf Umgebungsbedingungen zu korrigieren. Zusammengenommen bedeutet dieses Setup, dass Sie Ihren Fließstandard schneller verwenden und ihn an einem heißen Tag unter direkter Sonneneinstrahlung verwenden können. Selbst wenn man aus einem geheizten Fahrzeug in eine Umgebungstemperatur von unter Null kommt, benötigt man nur wenige Minuten für die Gleichgewichtseinstellung.

Aufrechterhaltung der Strömungsgenauigkeit unter Null

Die Luftüberwachung findet das ganze Jahr über statt, so dass Techniker im Norden der USA und Kanadas Kalibrierungen im Freien bei Temperaturen von bis zu -30 ° C durchführen. Diese Bedingungen unter Null setzen elektronische Instrumente schwer in Mitleidenschaft, reduzieren die Batterielebensdauer, verdecken LCD-Bildschirme und machen O-Ringe spröde. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt gefrieren die Kolben von Verdrängerzählern und machen sie unbrauchbar. Im Fall von Venturis reagieren ihre Drucksensoren weniger schnell, was ihre Reaktion weniger vorhersagbar macht und somit weniger genau wird.

Das Problem, die Genauigkeit unter Null zu halten, war schwierig. Elektronische Drucksensoren neigen dazu, Änderungen bei Temperaturen unter Null zu unterliegen, die zu veränderten elektrischen Reaktionen auf die physikalischen Verformungen des Sensors führen. Die Ingenieure von Alicat entwickelten eine kreative Lösung für dieses wohlverstandene Problem. Wir unterziehen die Drucksensoren jedes FP-25 dem gesamten Betriebstemperaturbereich von -30 ° C bis + 60 ° C und überwachen deren Reaktion an mehreren Punkten auf dem Weg. Die resultierende Reaktionskurve ist für jedes Instrument einzigartig und wird Teil der endgültigen Kalibrierung von Durchfluss und Druck. Aufgrund dieses fortschrittlichen Prozesses verfügt unser FP-25 über die genaueste Durchflusskalibrierung, die auf einem Alicat-Instrument verfügbar ist. Bei jeder Temperatur innerhalb des breiten Betriebsbereichs erreicht Ihr FP-25 eine Genauigkeit von besser als 1% des Messwerts.

Wind und Staub bekämpfen … und Schneeflocken

Durchfluss-Kalibrierung des Alcat FP-25 mit einem Met BAM 1020/1022 FEM Luftprobenehmer

Einige Luftüberwachungstechniker haben berichtet, dass Wind bei Durchflusskalibrierungen ein erhebliches Problem darstellen kann. Sie stellten fest, dass sogar eine Schneeflocke ihre Venturis zum Ersticken bringen kann. Da Volumenstrom-Standards typischerweise einen minimalen Druckabfall aufweisen, um die Messungen des Volumenstroms nicht zu beeinflussen, sind sie auch ziemlich windempfindlich. In der Tat, der Alicat Whisper Durchflussmesser, der auf meinem Schreibtisch sitzt, während ich dies schreibe, zeigt die Anwesenheit von Luftstrom, wenn meine Büroklimaanlage angeht. Obwohl diese Empfindlichkeit das Instrument präziser macht, kann es auch die Messung des Durchflusses erschweren, wenn der Wind bläst. Windige Tage können auch Staub oder Schneeflocken durch Ihren Strömungsstandard senden.

Um dieses Problem zu lösen, haben wir uns an die Hersteller von Luftprobenehmern gewandt, die vor langer Zeit die Lösung für Wind und Staub gefunden haben. Luftprobennehmereinlässe enthalten Siebe, um große Staubpartikel herauszufiltern, und ihre Lamellenkonstruktionen verhindern, dass windige Bedingungen die Strömungsrate in ihren unteren Rohren beeinflussen. Der Alicat FP-25 nutzt diese Merkmale des Probenehmereinlasses voll aus, wenn er in einer Linie mit dem Unterrohr des Luftprobenehmers montiert ist, eine Konfiguration, die wir als Direktmodus bezeichnen. In dieser Konfiguration ist der FP-25 unmittelbar unterhalb des PM10-Einlasses angeordnet, jedoch oberhalb des sehr scharf geschnittenen Zyklons PM2.5 (VSCC), falls verwendet. Dies bietet dem Durchflusssensor vollen Schutz vor Wind, Staub, Regen und Schneeflocken und ermöglicht es dem FP-25, genau die Strömungsbedingungen zu überwachen, die der Probenehmer im normalen Betrieb sieht.

Ihre späte Winterprognose kann schwere Schneefälle oder stürmische, sonnige Tage erfordern. Wenn Sie ein Luftüberwachungstechniker sind, ist der FP-25 in jedem Fall ideal für Sie. Wenn Sie sich in einer anderen Branche befinden, in der Sie unter widrigen Umweltbedingungen messen, lassen Sie es uns wissen. Wir sind gerne bereit zu helfen.

Was können wir für dich bauen?

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