Controlador de flujo másico bidireccional de la serie MCD, que se muestra con la opción IPC

¿Alguna vez se le ocurrió una nueva idea ingeniosa que simplemente tuvo que probar en ese momento, solo para descubrir que su equipo de investigación no estaba configurado para lo que pretendía hacer? Me gustaría presentarles el nuevo controlador de flujo másico bidireccional serie MCD de Alicat, un instrumento que por sí solo puede controlar los flujos ascendentes o descendentes o ambos al mismo tiempo, con o sin vacío, y también controla la presión absoluta tanto en flujo como en flujo. sistemas sin salida. Es el controlador de flujo más versátil que jamás tendrá.

El siguiente documento técnico trata sobre la creación de la serie MCD y algunas de sus muchas aplicaciones. También puede descargar el PDF del Libro Blanco de MCD aquí.

Controladores de flujo masivo bidireccional: serie MCD

Un cliente se acercó a Alicat Scientific, Inc. para crear un controlador de flujo másico que incorporaba los principales aspectos de un sistema de válvula ‘Double Block and Bleed’ junto con control de flujo y / o presión. Las válvulas ‘Double Block and Bleed’ se usan normalmente para aislar los sistemas de instrumentación o proceso de sus fuentes de gas.

Controlador de flujo másico bidireccional de la serie MCD, que muestra dos válvulas de control proporcional

Durante el proceso de desarrollo, se ensambló una unidad de prueba que colocaba las válvulas de alimentación y de escape de un controlador de presión de válvula doble en la entrada a un medidor de flujo másico. Al establecer los parámetros de control del firmware para controlar la presión absoluta en el puerto de salida del medidor, se logró el control de la presión absoluta. Este modo de control agregaría automáticamente gas al volumen del proceso o extracto (y ventilación) del volumen del proceso según sea necesario para mantener el punto de ajuste de la presión. El medidor todavía muestra todos los parámetros estándar de presión absoluta, temperatura, tasa de flujo volumétrico y caudal másico. Esto, en sí mismo, proporcionó una mejora en la utilidad para el cliente al decirle exactamente cuánto gas estaba involucrado en mantener el punto de referencia de presión ordenado.

Al cambiar la variable controlada de la presión absoluta a la tasa de flujo másico, el dispositivo exhibió un control adecuado de la tasa de flujo másico.

A continuación, la entrada del punto de ajuste se configuró para aceptar comandos bidireccionales. En ese modo, se pueden ordenar tanto puntos de ajuste positivos como negativos. El flujo positivo sería el flujo que iría del controlador al proceso y el flujo negativo sería el flujo proveniente del proceso hacia el controlador. Este modo también funcionó sin problemas, sin modificaciones de software.

Controlador de flujo másico bidireccional de la serie MCD, que se muestra con la opción IPC

Después de estas pruebas iniciales, se diseñó una configuración mecánica estrechamente integrada y se fabricó un prototipo. Tanto las configuraciones de flujo pequeño como las de flujo grande se han vendido a los clientes para la prueba de productos de la línea de producción. Aquí hay varios ejemplos:

1. Prueba de la flow frente a las características de presión del equipo de asistencia respiratoria. En esta aplicación, se generaron flujos positivos y negativos mientras se aumentaba la presión o se registraban caídas. A medida que el equipo cambiaba de modo, se observaron diferentes valores de flujo y presión.

2. Prueba de flujo y fugas de un producto de válvula industrial multipuerto.  Aquí, se aplicaron presiones en varios puertos mientras se registran las velocidades de flujo. A medida que el componente se desplazó de un modo a otro, los flujos cesaron a lo largo de un camino y comenzaron a lo largo de otro. Al monitorear los flujos en todos los puertos, se pueden caracterizar las rutas de fuga internas y externas, así como la caracterización de los bloqueos de la ruta de flujo.

3. Una estación remota de monitoreo ambiental necesitaba verificar su precisión periódicamente. Normalmente, los controladores de flujo másico separados se usarían para:
   1. Dibuje el flujo de la pila de muestras a través del analizador de infrarrojos para detectar una variedad de contaminantes.
   2. Envíe una cantidad controlada de un gas de calibración a través del analizador para verificar el funcionamiento correcto.

Se requieren válvulas adicionales y/o intervención manual del operador.

En lugar de la disposición habitual, se conectará un MCD de Alicat de modo que la válvula de entrada se alimente por el gas de calibración y la válvula de salida se dirija a una bomba de vacío. La conexión del proceso se conectaría al analizador. La mayoría de las veces, el dispositivo está programado para un flujo volumétrico de 5 LPM en la dirección negativa, dibujando un caudal volumétrico fijo a través del analizador desde la pila de muestras. Durante el ciclo de calibración, se ordena al controlador que entregue un flujo positivo de 100 CCM desde el cilindro de gas de calibración al analizador, saliendo finalmente de la pila de muestras. Este ciclo puede realizarse bajo control de computadora local sin válvulas de control adicionales.

4. Probando una válvula de alivio de presión. Aquí, el MCD se usa para aumentar suavemente la presión vista por una válvula de alivio de presión. Esto se hace ordenando un flujo de masa fijo. La presión absoluta es monitoreada. Cuando se abre la válvula de alivio, la presión deja de subir. A continuación, se ordena al controlador que deje de fluir. La nueva presión indicada se registra. A continuación, se ordena un flujo negativo para reducir la presión, seguido de una nueva prueba de la presión de craqueo.

La flexibilidad de la serie MCD le permite ser utilizado como un ‘Elemento de control universal’. Para los investigadores en muchos campos, la capacidad de ejecutar sus ideas de manera oportuna es de suma importancia para su productividad. Un experimento vale más que mil horas de especulación. Sin embargo, si tiene que esperar esas “mil horas” para que lleguen los instrumentos de pedido especiales, gran parte de esa ventaja se puede perder. Al tener a mano varios controladores Alicat MCD, los investigadores pueden ensamblar rápida y fácilmente experimentos de prueba de concepto en cuestión de minutos u horas en lugar de semanas o meses.

Ejemplos genéricos de cómo se pueden usar los dispositivos de la serie MCD son:

1. Control de flujo másico desde una fuente presurizada a un proceso a la presión atmosférica o superior.
2. Control de flujo másico desde una fuente presurizada a un proceso de vacío.
3. Control de flujo volumétrico (no corregido) dentro y fuera de procesos sin cambiar configuraciones de conexión o programación.
4. Control absoluto de la presión de un volumen cerrado, que requiere un rampeo suave de las presiones, hacia arriba y hacia abajo, a través del control del flujo de masa bidireccional.
5. Control absoluto de la presión de un proceso fluido.
6. Control absoluto de contrapresión de un proceso fluido.

Los controladores de la serie MCD están, por supuesto, equipados con todas las características estándar de Alicat, como la selección de gas y las comunicaciones en serie RS-232 de múltiples caídas.

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