مبادئ اختيار أجهزة الاستشعار والتطبيق الصناعي

المبادئ والدليل المتعلق بالتطبيقات الصناعية

وتحوّل أجهزة استشعار الضغط ضغط السوائل أو الغازات أو البخار إلى إشارة كهربائية. وهي تستخدم على نطاق واسع في معالجة المياه، والنباتات البتروكيميائية، والنظم الهيدروليكية، والنظم الصبغةية، ومحطات المضخات، ونظم الهواء المضغوطة، ومراقبة العمليات، وقياس مستوى الهيدروك.

في المصطلحات الصناعية، أجهاز استشعار الضغطوكثيرا ما يشير إلى عنصر الاستشعار أو جمعية الاستشعار، في حينجهاز إرسال للضغطويشمل عادة تكييف الإشارات، وتعويض درجة الحرارة، والناتج الموحد مثل ٤-٢٠ ميغاواط، و٠-١٠ خامسا، أو وصلة اتصال رقمية.

ويتطلب الاختيار الصحيح أكثر من النطاق والدقة. وينبغي أيضا للمهندسين أن ينظروا فيالإشارة إلى الضغط، وضغط الذروة، ودرجة الحرارة، وتوافق المواد، والقدرة على التحميل الزائد، والناتج، وربط العمليات، والبيئة، ونظام مراقبة الاستلام.

1 ما هي تكنولوجيات الاستشعار الضغط الرئيسية؟

Piezoresive

يستخدم التغير في المقاومة الكهربائية للسيليكون تحت الضغط الميكانيكي وهي توفر حساسية عالية وتستخدم على نطاق واسع في قياس الضغط الصناعي.

Strain Gauge

ويستخدم تغيير المقاومة للعناصر السلالة الفلزية أو شبه الموصلية، التي تقاس عادة بجسر الحوت.

القدرات

والضغوط تُخلّفُ a diaphragm ويُغيّرُ القدرةَ على التأقلم بين الحاجز والكهرباءِ الثابتِ.

Piezoelectric

(ب) استخدام رسوم مُنتجة من كوارتز أو خزف فطيري تحت القوة، وهي مناسبة بشكل خاص للضغط الدينامي وقياس الصدمات.

Resonant

مقاييس الضغط من خلال التغييرات في التردد الطبيعي لعنصر استشعار ميكانيكي يهتز.

2. لماذا قياس ضغط بيزويليك غير مستعمل عادة للضغط الطويل الأجل؟

وتولد المواد الفلزية رسوما كهربائية عند الإجهاد الميكانيكي. They respond very well to rapid pressure changes, but charge leakage and the characteristics of the measuring amplifier make them less suitable for long-duration static pressure measure.

وتشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

• - ضغط حرق المحرك؛

• (أ) الانفجار وضغط التأثير؛

• الجراء الهيدروليكي؛

• (أ) متغيرات الضغط العالية السرعة؛

• القوة الديناميكية وقياس الاهتزاز

وبالنسبة لضغوط خطوط الأنابيب، وضغط المياه، والضغوط الكهرمائية الصهريجية، وغير ذلك من القياسات الثابتة الطويلة الأجل، أو أجهزة الإرسال الفطيرية، أو السباتية، أو أجهزة الإرسال ذات الغازات الضالة، هي أكثر شيوعا.

3 Gauge, Absolute, Differential and Sealed-Gauge Pressure

" الضغط الغامض " يُعبر عنه عادة على أنه إما ضغط مطلق أو ضغط قاس سلبي بدلا من معاملته كفئة مرجعية مستقلة تماما.

4 أي إشارة ضغط يجب أن يتم اختيارها؟

الجنرال (بيبلين)

ويُستخدم ضغط الغاز عادة.

/ قياس الغلاف الجوي

وكثيرا ما يكون الضغط المطلق أكثر ملاءمة.

مطبعة مختلفة للملفات

يمكن لمرسل الاقتباس أن يشير إلى تحميل المرشات أو إغلاقها.

من المستوى المغلقة

ويمكن للضغوط التفاضلية أن تعوض عن الضغط الفضائي الغازي فوق السائل.

5 كيف يُمكن للضغط أن يُختار؟

ولا ينبغي تطبيق قاعدة ثابتة مثل العمل بنسبة 60-80 في المائة من الحجم الكامل على الصعيد العالمي. ويمكن أن تكون في بعض الأحيان مرجعاً تقريبياً، ولكن ينبغي أن ينظر التوسيع المناسب فيما يلي:

• الحد الأدنى للضغط العادي؛

• ضغط التشغيل العادي؛

• أقصى ضغط مستمر؛

• بدء أو إغلاق أو قمم الصمامات؛

• مطرقة المياه أو الصدمة الهيدروليكية؛

• - الضغط الزائد المسموح به؛

• ضغط البورست

ويمكن أن يؤدي نطاق صغير جداً إلى زيادة في الحمولة أو التلف، ويقلل نطاق كبير بلا داع من نسبة نطاق الاستشعار المستخدم فعلاً ويمكن أن يقلل من فعالية تسوية النظام.

ملاحظة الاختيار:وينبغي تقييم منافذ المضخة، والنظم الهيدروليكية، والصمامات السريعة الإغلاق من أجل الذروة الدينامية للضغوط بدلاً من أن تكون مجهزة باستخدام ضغط التشغيل العادي وحده.

6. هل الجائزة العليا أفضل دائماً؟

لا

(أ) جهاز إرسال للضغط (#39؛ وقد تشمل " الدقة " المذكورة أو تستبعد عناصر مختلفة مثل التسلسل، والهيستيريز، والقابلية للتكرار، وعدم وجود خطأ، وآثار درجة الحرارة. كما يمكن لمصنعين مختلفين أن يحددوا بدقة مختلفة.

النظر:

• الدقة الأساسية؛

• Repeatability;

• Hysteresis;

• (أ) التأثير الصفري؛

• (أ) التأثير على درجة الحرارة؛

• الاستقرار الطويل الأجل؛

• معادلة

وبالنسبة لمراقبة العمليات العادية، كثيرا ما تكون الدقة في مستوى المختبرات غير ضرورية. وقد تسهم درجة الحرارة الميدانية والتركيب وتقييد الضغط في حدوث خطأ أكبر من الدقة الاسمية في الاستشعار.

7. لماذا المزاج مهم؟

وينبغي أن يميز اختيار أجهزة استشعار الضغط ما يلي:

• درجة الحرارة المتوسطة للعمليات؛

• درجة الحرارة المحيطة؛

• (أ) الحد الأقصى لدرجات حرارة الاعدام؛

• (أ) الحد الأقصى لدرجات الحرارة الطبيعية؛

• حد حرارة الإلكترونيات

وفيما يتعلق بالبخار، أو الزيت الحراري، أو وسائط الإعلام الساخنة الأخرى، قد يتطلب الحل ما يلي:

• ' 1` السيفونات أو الحلقات المكثفة؛

• أقسام التبريد؛

• نظم الإيواء عن بعد؛

• ' 2` ختم ديابهرام؛

• مواد مختومة ذات درجة عالية

8 كيف يُمكن لاختيار مُستشعرات الضغط المتوسطة؟

9. لماذا (فلوش ديابهرامز) يستخدم لـ (فيسكوس) أو (كريستلينغ) الإعلامي؟

وقد تحتوي روابط الضغط التقليدية على موانئ ضغط صغيرة. هذه يمكن أن تُحجب عن طريق السعال أو الحمار أو الجل أو الشحوم أو البلوري أو المنتجات المبلورة

ويضع سداسي مشبع بالنفط أو مليئ بالنفط سطح الاستشعار مباشرة في واجهة العملية ويقلل من الممرات الضيقة والحجم المميت.

وتشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

• سوائل عالية الدقة؛

• المنتجات الغذائية والنظائية؛

• السرقات؛

• تركيب السوائل؛

• السائل المحتوي على مواد صلبة معلّقة

10 كيف يُفترض أن يُختار المخرج؟

11 كيف يُفترض أن يُختار ارتباط العملية؟

وتشمل وصلات العمليات المشتركة ما يلي:

• G1/4 و G1/2 خيوط الأنابيب؛

• - خيوط معاهدة عدم الانتشار؛

• M201. )٥( وخيوط مترية أخرى؛

• ' 2` الأعلام؛

• ' 2` الصمامات الصحية؛

• وصلات حمقاء

تأكيد:

• (أ) معيار الاتصال الحالي للمعدات؛

• تقدير الضغط؛

• النوع المبيع؛

• التوافق؛

• (ب) متطلبات النظافة الصحية؛

• وصول الصيانة

12 هَلْ يَستمرُّ في قياس الضغطِ؟

نعم

تجنب:

• التعرض المباشر لمطرقة المياه الشديدة؛

• - الاهتزاز الميكانيكي القوي؛

• ' 1` الغاز المحبوس غير المرغوب فيه أو السائل في ترتيبات الاندفاع؛

• (أ) التدفئة المباشرة للالكترونيات بواسطة سوائل العمليات العالية الحرارة؛

• القيود التي تسمح بتراكم المياه

فالغاز، والسائل، ومنشآت ضغط البخار يمكن أن تتطلب مواقع مختلفة للتنصت والإرسال، لذا ينبغي أن يتبع التركيب تصميم عملية التعبئة.

13 لمَ يُعدّ تحميل زائد وضغط (بورست) مهماً؟

مدى قياس الجرذان ليس مثل الضغط الأقصى الذي يمكن للمجس أن ينجو منه

قياس الرنج

مدى الضغط الذي يُقصد من الصك أن يفي بأدائه المحدد في القياس.

ضغط زائد

A short-term pressure above the measuring range that the sensor canstand without permanent damage, subject to the model specification.

مطبعة بورست

حد أمان ميكانيكي وليس حالة تشغيل عادية.

وتحتاج محطات الضخ، والمعدات الهيدروليكية، والتطبيقات السريعة الصمامات، إلى إيلاء اهتمام خاص إلى ذروة الضغط العابر.

14 ما الذي يجب أن تعتبره (إلس) في الهواء الطلق أو في بيئات (هارش)؟

• IP65 أو IP67 أو IP68 أو درجة الحماية المطلوبة الأخرى ضد دخول المواد؛

• الرطوبة؛

• رذاذ الملح وتآكله؛

• الاهتزاز والصدمة الميكانيكية؛

• الإضاءة والتعرض المفاجئ؛

• - التوافق المغناطيسي؛

• شهادة منطقة خطرة

وتختلف المفاهيم في تقدير حماية الاقتحام وحماية الانفجارات. A high IP rating does not mean that an instrument is certified for use in a hazardous area.

15. جهاز الاستشعار السريع

الأسئلة الشائعة: اختيار مستشعر الضغط

السؤال 1: إذا كان نطاق الاستشعار دائماً يناهز 1. مرتين الضغط الطبيعي؟

لا وينبغي النظر في أقصى قدر من الضغط المستمر، وطول الذروة العابرة، ومطرقة المياه، وتقدير الحمولة المفرطة، والأداء اللازم للقياس.

كيف لي أن أختار ما بين 0-10 بار و 0-16 بار؟

ألف: إذا اقترب ضغط التشغيل من 10 حانات ووصلات ذروتها الكبيرة، فإن من الممكن أن يوفر البار من 0 إلى 16 هامشا أكبر من الحمولة. وإذا كان الضغط الفعلي لا يتجاوز ٢ - ٣ بار، فإن نطاقا كبيرا لا لزوم له قد يقلل من التسوية الفعالة.

السؤال 3: ما الفرق بين المقياس والضغط المطلق؟

ألف: يستخدم ضغط الغاز ضغط الغلاف الجوي المحلي كمرجع، في حين يستخدم الضغط المطلق الفراغ المطلق.

Q4: هل يمكن تركيب جهاز استشعار للضغط العادي مباشرة على عملية ذات درجات عالية؟

ليس دائماً ويجب أن تظل خلاصات الاستشعار والاختتام والإلكترونيات في حدود درجات حرارتها. وقد يلزم وضع ترتيبات للتبريد أو الاختناق عن بعد.

السؤال 5: لماذا يوصى باختناق نباتي لمنتجات واضحة؟

ألف: يقلل من خطر الحجب المرتبط بممرات الضغط الضيقة.

Q6: هل يمكن لجهاز استشعار الضغط قياس المستوى السائل؟

نعم ويحوّل قياس مستوى الهيدروستاتيك ضغط الكولون السائل إلى مستوى، ولكن يجب النظر في الكثافة.

Q7: لماذا 4-20 mA شائع في قياس الضغط الصناعي؟

ألف: هو مناسب للانتقال البعيد المدى ويوفر حصانة جيدة من الهبوط بالفولط والتدخل الصناعي.

هل جهاز استشعار للضغط الفطائري مناسب للضغط على الماء الثابت؟

ألف: إنه ليس الخيار الأول عموماً. إن تكنولوجيا البيزويليك أفضل ملاءمة للضغوط الدينامية والمرور السريع.

Q9: هل جهاز استشعار ضغط IP68 تلقائيا مضاد للانفجار؟

لا ويغطي تقييم شركاء التنفيذ حماية الاقتحامات، في حين يتطلب استخدام المناطق الخطرة الحصول على شهادة منفصلة من قبل جهات سابقة.

Q10: ما هي المعلومات التي تحتاجها شركة ميرتون لاختيار أجهزة استشعار الضغط؟

A: Please provide medium, gauge/absolute/differential requirement, minimum/normal/maximum pressure, top pressure, process and ambient temperature, corrosion, viscosity, process connection, mounting location, supply, output, cable length, and hazardous-area requirements.

خاتمة

واختيار أجهزة استشعار الضغط ليس مجرد مسألة اختيار أعلى درجة من الدقة أو أكبر نطاق. يجب أن يطابق الصك الصحيحالإشارة إلى الضغط، ونطاق القياس، والقدرة على التحميل الزائد، ودرجة الحرارة، والمواد المبتلة، ووصل العمليات، والوصل بين الناتج.

وضغوط الغاز شائعة في خطوط الأنابيب، والضغط المطلق للعديد من تطبيقات الفراغ والغلاف الجوي، والضغوط المتمايزة لرصد الرش، وقياسات مغلقة مختارة. وقد تحتاج وسائط الإعلام ذات التمرين العالي إلى عزلة في درجة الحرارة، في حين أن المنتجات المتذبذبة أو المبلورة كثيرا ما تستفيد من تصميمات الديدان أو الاختناق النائي.

وتوصي شركة " ميرتروفون " بتقديم بيانات كاملة عن الضغط، والخصائص المتوسطة، ودرجات الحرارة، والارتباط، ومعلومات عن نظم المراقبة قبل اختيار تكنولوجيا الاستشعار وتشكيلة الأدوات النهائية.