Mess-/Regelbereich und Turndown-Verhältnis FAQ

Die meisten Alicat-Geräte haben einen messbaren/steuerbaren Bereich von 0,01-100%. Wenn Sie sich ein älteres Datenblatt ansehen, kann dies stattdessen als 10.000:1 Turndown-Verhältnis aufgeführt sein. Im Folgenden werden der volle Regelbereich, der Durchflussmessbereich und das Turndown-Verhältnis erläutert.

Was bedeuten eigentlich Messbereichsendwert, Durchflussmessbereich und Turndown-Verhältnis?

• Regelbereich für stationären Zustand: Der Durchflussbereich, in dem die auf dem Datenblatt angegebene Genauigkeit und Wiederholbarkeit garantiert ist. Dieser Begriff gilt für Regler und ist eine Funktion des Ventil- und Sensorpakets.
• Durchflussmessbereich: Der Durchflussbereich, in dem die auf dem Datenblatt angegebene Genauigkeit und Wiederholbarkeit garantiert ist. Dieser Begriff gilt für Messgeräte und ist eine Funktion des Sensorgehäuses.
• Umschlagshäufigkeit: Der maximal nutzbare Messwert geteilt durch den minimal nutzbaren Messwert.

Warum wird in manchen technischen Datenblättern ein Turndown-Verhältnis angegeben und in anderen nicht?

Ältere Alicat-Datenblätter enthielten ein "Turndown-Verhältnis" (siehe Abbildung 1).

In neueren Datenblättern wird stattdessen der "Durchflussmessbereich" für Zähler (siehe Abbildung 2) oder der "stationäre Regelbereich" für Regler (siehe Abbildung 3) angegeben.

Wenn in Ihrem Datenblatt immer noch ein Turndown-Verhältnis angegeben ist, ist es möglicherweise veraltet oder wurde noch nicht aktualisiert.

Wie kann das Gerät einen Mess-/Regelbereich von 0,01% des Skalenendwerts (oder ein Turndown von 10.000:1) und gleichzeitig einen Fehler von 10x des Messwerts am unteren Ende haben?

Sie werden feststellen, dass am unteren Ende des messbaren/kontrollierbaren Bereichs der Fehler in der Genauigkeitsanzeige deutlich größer ist als die Anzeige selbst.

Wenn ein Gerät innerhalb des "Durchflussmessbereichs" oder des "stationären Regelbereichs" arbeitet, liegen Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Messwerte innerhalb der aufgeführten Gerätespezifikationen. Obwohl der Fehler am unteren Ende hoch ist, liefert das Gerät dennoch stabile, wiederholbare Messwerte, die für bestimmte Anwendungen nützlich sind.

Wann kann ich den gesamten Mess-/Kontrollbereich ausnutzen?

Dies hängt von Ihren spezifischen Anwendungsanforderungen, Genauigkeitsanforderungen und Ihrem gesamten Kontroll-/Messsystem ab.

Im folgenden Beispiel wird eine Anwendung beschrieben, die wird den gesamten Kontroll-/Messbereich nutzen können, und eine Anwendung, die wird nicht den gesamten Bereich nutzen können.

Beispiel:

Für eine Anwendung müssen Sie Durchflüsse zwischen 3,05 SCCM und 8,90 SLPM steuern. Sie versuchen festzustellen, ob ein einzelner Regler mit 10 SLPM ausreichend ist. Bei einem Durchfluss von 8,90 SLPM beträgt die Genauigkeit ± 0,0534 SLPM. Bei einem Durchfluss von 3,05 SCCM liegt die Genauigkeit bei ± 10 SCCM.

• Wenn Sie Genauigkeit bei bestimmten Sollwerten über den gesamten Durchflussbereich benötigen, Der Fehler am unteren Ende des stationären Regelbereichs wird zu groß sein, als dass der 10 SLPM-Regler für die Regelung niedriger Durchflüsse in Ihrer Anwendung nützlich wäre. Sie benötigen daher mehrere Massendurchflussregler, um die von Ihnen verwendeten Durchflussbereiche zu regeln.
• Wenn Sie wiederholbare Abläufe für eine Reihe von Experimenten benötigen, können Sie den gesamten stationären Regelbereich ausnutzen und einen einzigen 10 SLPM-Regler verwenden. Dies ist häufig der Fall, wenn Sie einen separaten Prozessparameter regeln, und der große Regelbereich ermöglicht es Ihnen, weniger Durchflussgeräte zu verwenden, als sonst erforderlich gewesen wären.

Die Anwendungsingenieure von Alicat stehen Ihnen zur Verfügung, um die beste Lösung für Ihre Anwendung zu finden. Kontaktieren Sie uns hier.

Bezieht sich "0,01-100% des Skalenendwerts" auf das Turndown-Verhältnis von 10.000:1?

Ja. Wenn in älteren Alicat-Dokumentationen der Ausdruck "10.000:1 Turndown-Verhältnis" verwendet wird, entspricht dies der aktualisierten Dokumentation, in der "0,01-100% des Skalenendwerts" angegeben ist.

Geräte wie die MS-Serie, die bei einem Skalenendwert von 1-100% arbeiten, können als Geräte mit einem Turndown-Verhältnis von 100:1 bezeichnet werden. Bei Geräten, die bei 0,5-100% des Skalenendwerts arbeiten, kann man von einem Turndown-Verhältnis von 200:1 sprechen.

Wie hoch ist die Genauigkeit meines Geräts über den gesamten Mess-/Kontrollbereich?

Bis auf wenige Ausnahmen ist die Messgenauigkeit nicht über den gesamten Durchflussbereich Ihres Geräts konstant. Bei den meisten Alicat-Geräten wird die Genauigkeit bei niedrigeren Durchflüssen durch einen Prozentsatz des Skalenendwerts des Geräts und bei höheren Durchflüssen durch einen Prozentsatz der Durchflussanzeige bestimmt.

Bei einigen Alicat-Geräten, wie z.B. der MS-Serie, ist die Genauigkeit über den gesamten Gerätebereich ein Prozentsatz der Durchflussmessung plus ein Prozentsatz des Skalenendwertes.

Beispiel:

Für einen 10 SLPM-Controller der MC-Serie beträgt die Genauigkeit entweder ± 0,6% der Ablesung oder ± 0,1% vom Skalenendwert - je nachdem, welcher Wert größer ist.

Dies bedeutet, dass Durchflussraten von 1 SCCM bis 1,67 SLPM eine Genauigkeit von ± 0,1% des Skalenendwerts (,01 SLPM für den gesamten Bereich) aufweisen. Bei Durchflussraten von 1,67 SLPM bis 10 SLPM liegt die Genauigkeit bei ± 0,6% des Messwerts (abhängig von der Durchflussrate).

Abbildung 4. Genauigkeit des MC-Reglers über den gesamten stationären Regelbereich

Was passiert außerhalb des Mess-/Kontrollbereichs?

• Unterhalb des Mess-/Kontrollbereichs ist das Signal-Rausch-Verhältnis zu gering, um aufgelöste, wiederholbare Messwerte zu gewährleisten.
• Oberhalb des Mess-/Regelbereichs liefert Ihr Gerät Messwerte bis zu 128% des Skalenendwerts, obwohl die Genauigkeits- und Wiederholbarkeitsspezifikationen nicht über 100% des Skalenendwerts garantiert sind.

Wirken sich unterschiedliche Prozessbedingungen auf den Bereich, die Genauigkeit oder die Wiederholbarkeit aus?

Nein. Der Bereich, die Genauigkeit und die Wiederholbarkeit bleiben sowohl bei statischen als auch bei hochdynamischen Anwendungen unverändert.