Skrevet af Morten B. Jensen, Product Manager – Instrumenter hos KLINGER Danmark
Måling medietemperatur er den mest almindelige måleopgave indenfor industriel måleteknik. Målingen foretages normalt af et medieberørt målesystem, hvor en sensor placeres inde i selve processen, en metode der er både robust og sikker. De største ulemper ved denne metode er, at det kan være vanskeligt at måle i små rørdiametre, ligesom der kan være en ekstra hygiejnisk risiko ved proces grænsefladen.
En attraktiv metode vil derfor være at måle udenpå på røret, og på den måde bruge rørets overfaldetemperatur som et udtryk for medietemperauren – en metode der kan være et fleksibelt og omkostningseffektivt alternativ til medieberørte målesystemer. I denne artikel vil vi forsøge at beskrive styrker og begrænsninger ved overflademålingen.
Medieberørt måling
De mest almindelige temperaturmålinger består af en temperaturfølsom sensor, ofte et Pt100 element, som stikkes ind i processen – i det efterfølgende vil denne type af måling blive benævnt som "medieberørt måling", da selve målesensoren omsluttes af mediet.
Denne type af sensorer fremstilles i et stort udvalg af varianter, der kan tilpasses de fleste industrigrene. Indenfor den regulerede industri er måleenheden normalt designet på en sådan måde, at det let kan fjernes for kalibrering - uden at afbryde processen, for eksempel ved anvendelse af en udskiftelig måling indsats.
Det bedste måleresultat opnås ved at vælge en følerlængde der er ca. 1/3 af rørdiameteren, dog mindst 20 gange længere end følerlommens diameter. Med en følerdiameter på min. 3mm kan dette hurtigt blive en udfordring, specielt i forbindelse med farmaceutiske produkter, der ofte produceres i små partier; derfor transporteres i rør af meget små diametre.
Udover problemerne med placeringen, så vil sensoren i disse tilfælde udgøre en væsentlig hindring for produktstrømmen, ligesom grænsefladerne mellem procesforbindelsen og måleanordningen er vanskelige at udforme, så de ikke vil udgøre en hygiejnisk risiko.
Overfladefølere
For at undgå problemerne med medieberørt temperaturmåling i små rør vil måling på rørets overflade være et attraktivt alternativ, da enhver fysisk kontakt med processen undgås. En overflade føler er normalt hurtig og nem at installere, og kan derfor let integreres i eksisterende systemer.
Udfordringen i forbindelse med overfladeføleren er at sikre en stabil kontakt med røret, samtidig med målepunktet isoleres fra ydre påvirkninger. Kontakten sikres af en fjeder, mens en isoleret muffe, udover at isolere målepunktet mod indstråling, også benyttes til fiksering af selve målepunktet.
Uanset hvordan målenheden er udformet vil en overfladetemperaturmåling dog ikke være uden ulemper. Således afhænger den opnåelige nøjagtighed af procesbetingelserne, ligesom installationsfejl kan have endog meget stor indflydelse på målingen.
Den medieberørte målemetode er afprøvet, testet og kan anvendes universelt, så længe rørdiameteren ikke er for lille. Overfladefølere er mere følsomme overfor proces- og omgivelsesbetingelser, og er især velegnede til måling af vand og vandig opløsninger, samt mættet damp i indendørs applikationer.
Når det drejer om svartiden på pludselige temperaturændringer, kan det være en fordel at montere en overflademåler, da massen, der skal opvarmes i forbindelse med målingen, kan holdes nede. Til sammenligning vil et medieberørt system ofte blive opbygget med følerlommer og specielle tilslutninger, som er med til at forsinke svartiden på målingen.
Især i farmaceutiske anlæg er der derfor mange temperaturmålinger, som er egnet til måling af overfladetemperaturen, da disse anlæg normalt er opbygget indendørs i rum med klimakontrol, samtidig anlæggene er kompakte og oftest med mindre rørdiametre, med strenge krav til fremmedlegemer i processen.
Damp sterilisation anvendes ofte, og specielt i denne form for processer kan fordelene ved overflade temperaturmåling, som lavere systemkrav og mere fleksibilitet, udnyttes fuldt ud.