Zasady wyboru czujników ciśnienia i przewodnik zastosowania przemysłowego

Zasady wyboru czujników ciśnienia METRAVON i przewodnik stosowania w przemyśle

Czujniki ciśnienia przekształcają ciśnienie cieczy, gazów lub pary w sygnał elektryczny. Są one szeroko stosowane w uzdatnianiu wody, zakładach petrochemicznych, układach hydraulicznych, systemach pneumatycznych, stacjach pompowych, systemach sprężonego powietrza, kontroli procesu i pomiaru poziomu hydrostatycznego.

W terminologii przemysłowejczujnik ciśnieniaczęsto odnosi się do elementu czujnika lub zespołu czujnika, podczas gdynadajnik ciśnieniowyzwykle obejmuje klimatyzację sygnału, kompensację temperatury oraz znormalizowane wyjście, takie jak 4- 20 mA, 0- 10 V lub interfejs komunikacji cyfrowej.

Prawidłowy dobór wymaga czegoś więcej niż zakresu i dokładności. Inżynierowie powinni również rozważyćreferencja ciśnienia, ciśnienie szczytowe, temperatura, kompatybilność materiału, zdolność przeciążenia, wyjście, połączenie procesowe, środowisko i system kontroli odbioru.

1. Czym są główne technologie ciśnieniowe?

Piezoresistive

Wykorzystuje zmianę oporności elektrycznej krzemu pod obciążeniem mechanicznym. Oferuje wysoką czułość i jest szeroko stosowany w przemysłowych pomiarach ciśnienia.

Gazociąg

Wykorzystuje zmiany odporności metalowych lub półprzewodnikowych elementów szczepu, powszechnie mierzonych mostem Wheatstone.

Zdolność

Ciśnienie odwraca membranę i zmienia kondensację pomiędzy membraną a stałą elektrodą.

Piezoelektryczne

Wykorzystuje ładunek wytwarzany przez kwarc lub piezoelektryczne ceramiczne pod siłą i nadaje się szczególnie do dynamicznego ciśnienia i pomiaru wstrząsów.

Resonant

Mierzy ciśnienie poprzez zmiany naturalnej częstotliwości wibrującego elementu czujnika mechanicznego.

2. Dlaczego pomiar ciśnienia Piezoelectric zwykle nie jest stosowany do długotrwałego ciśnienia statycznego?

Materiały piezoelektryczne wytwarzają ładunek elektryczny po naprężeniu mechanicznym. Bardzo dobrze reagują na szybkie zmiany ciśnienia, ale wyciek ładunku i właściwości wzmacniacza pomiarowego sprawiają, że są one mniej odpowiednie do długotrwałego pomiaru ciśnienia statycznego.

Typowe zastosowania obejmują:

• ciśnienie spalania silnika;

• ciśnienie wybuchu i uderzenia;

• pulsacja hydrauliczna;

• przemienniki ciśnienia dużych prędkości;

• Dynamiczna siła i pomiar drgań.

Dla ciśnienia rurociągów, ciśnienia wody, ciśnienia hydrostatycznego zbiornika i innych długoterminowych pomiarów statycznych, przetworniki piezorezystyczne, pojemnościowe lub strain- skrajni są bardziej powszechne.

3. Ciśnienie gazu, bezwzględnego, różnicowego i uszczelniającego

"Ciśnienie próżniowe" jest zwykle wyrażone jako ciśnienie bezwzględne lub ujemne ciśnienie skrajne, a nie traktowane jako całkowicie niezależna kategoria odniesienia.

4. Który wskaźnik ciśnienia należy wybrać?

Ogólne ciśnienie w rurociągu

Powszechnie stosuje się ciśnienie gazów.

Pomiar próżniowy / atmosferyczny

Bezwzględne ciśnienie jest często bardziej odpowiednie.

Ciśnienie różnicowe filtra

Nadajnik ciśnienia różnicowego może wskazywać na obciążenie filtra lub zablokowanie.

Poziom zamknięcia zbiornika

Ciśnienie różnicowe może zrekompensować ciśnienie w przestrzeni gazowej nad cieczą.

5. Jak należy wybrać zakres ciśnienia?

Stała zasada, taka jak działanie na poziomie 60- 80% pełnej skali, nie powinna być stosowana powszechnie. Może czasami służyć jako surowa wzmianka, ale właściwe wielkości powinny rozważyć:

• minimalne normalne ciśnienie;

• Normalne ciśnienie robocze;

• Maksymalne ciśnienie ciągłe;

• Szczyty uruchamiane, zamykane lub wywołane przez wodę;

• młot wodny lub wstrząs hydrauliczny;

• Dopuszczalne ciśnienie przeciążenia;

• Pęknięcie ciśnienia.

Zakres zbyt mały może spowodować przeciążenie lub uszkodzenie. Zakres, który jest niepotrzebnie duży, zmniejsza proporcję faktycznie używanego zakresu czujników i może zmniejszyć skuteczną rozdzielczość systemu.

Uwaga:Wyloty pomp, systemy hydrauliczne i zawory zamykające należy oceniać raczej pod kątem szczytów ciśnienia dynamicznego niż przy użyciu tylko normalnego ciśnienia roboczego.

6. Czy wyższa dokładność zawsze jest lepsza?

Nie.

Nadajnik ciśnienia & # 39; s określone "dokładność" może obejmować lub wykluczyć różne elementy, takie jak liniowość, histereza, powtarzalność, błąd zerowy i skutki temperatury. Różni producenci mogą również inaczej określić dokładność.

Rozważ:

• dokładność podstawowa;

• powtarzalność;

• Histereza;

• Efekt temperatur zerotycznych;

• Efekt temperatury szpanów;

• stabilność długoterminowa;

• Odstęp kalibracji.

W przypadku zwykłej kontroli procesu dokładność pracy jest często niepotrzebna. Temperatura, instalacja i pulsacja ciśnieniowa w terenie mogą przyczynić się do większego błędu niż nominalna dokładność czujnika.

7. Dlaczego temperatura jest ważna?

Wybór czujników ciśnienia powinien odróżnić:

• średnia temperatura procesu;

• temperatura otoczenia;

• Granica temperatury pierwiastka czułego;

• granica temperatury materiału uszczelniającego;

• Limit temperatury elektroniki.

W przypadku pary, oleju termicznego lub innych gorących nośników roztwór może wymagać:

• Syfony lub pętle kondensatu;

• sekcje chłodzenia;

• zdalne systemy kapilarne;

• uszczelnienia przepony;

• Materiały uszczelniające o wysokiej temperaturze.

8. Jak średnie właściwości wpływają na wybór czujników ciśnienia?

9. Dlaczego przepony Flush są używane do mediów Viscous lub Crystallizing?

Tradycyjne połączenia ciśnieniowe mogą zawierać małe porty ciśnieniowe. Mogą one być blokowane przez syrop, szlam, żel, tłuszcz, gnojowica lub produkty krystalizujące.

Membrana zamontowana na spłukiwanie lub spłukiwanie umieszcza powierzchnię czujnika bezpośrednio na styku procesu i redukuje wąskie przejścia i martwą objętość.

Typowe zastosowania obejmują:

• ciecze o wysokiej lepkości;

• żywność i produkty higieniczne;

• Śluzy;

• Płyny krystalizujące;

• Substancje ciekłe zawierające zawiesinę.

10. Jak należy wybrać sygnał wyjściowy?

11. Jak należy wybrać połączenie procesowe?

Wspólne połączenia procesowe obejmują:

• gwinty rur G1 / 4 i G1 / 2;

• nitki NPT;

• M20 × 1. 5 i inne nitki metryczne;

• Kołnierze;

• Zaciski sanitarne;

• Połączenia z przeponą.

Potwierdź:

• Norma połączeń istniejących urządzeń;

• Ocena ciśnienia;

• typ plomby;

• kompatybilność korozji;

• wymagania higieniczne;

• Dostęp do konserwacji.

12. Czy montowanie pozycji wpływa na pomiar ciśnienia?

Tak.

Unikać:

• bezpośrednie narażenie na ciężkie młoty wodne;

• silne wibracje mechaniczne;

• niechciany gaz uwięziony lub płyn w układach impulsowych;

• bezpośrednie ogrzewanie elektroniki przez wysokotemperaturowy płyn procesowy;

• Wpisy kablowe umożliwiające gromadzenie wody.

Instalacje gazowe, płynne i parowe mogą wymagać różnych pozycji podłączania i nadajnika, więc instalacja powinna być zgodna z konstrukcją rurociągów procesowych.

13. Dlaczego przeciążenie i ciśnienie Burst są ważne?

Znamionowy zakres pomiarowy nie jest taki sam jak maksymalne ciśnienie, jakie może przetrwać czujnik.

Zakres pomiarowy

Zakres ciśnienia, w którym przyrząd ma spełniać określone parametry pomiarowe.

Ciśnienie przeciążenia

Krótkoterminowe ciśnienie powyżej zakresu pomiarowego, które czujnik może wytrzymać bez trwałych uszkodzeń, z zastrzeżeniem specyfikacji modelu.

Ciśnienie rozrywające

Mechaniczna granica bezpieczeństwa, a nie normalne warunki pracy.

Stacje pompowe, urządzenia hydrauliczne i zawory błyskawiczne wymagają szczególnej uwagi na przejściowe szczyty ciśnienia.

14. Co jeszcze powinno być uważane za Outdoor lub w Harsh Environments?

• IP65, IP67, IP68 lub inne wymagane uprawnienie do ochrony przed ingerencją;

• wilgotność;

• spray solny i korozja;

• drgania mechaniczne i wstrząsy;

• narażenie na działanie pioruna i naprężeń;

• kompatybilność elektromagnetyczna;

• Certyfikacja obszaru niebezpiecznego.

Ocena odporności i ochrony przed wybuchem to różne pojęcia. Wysoka ocena własności intelektualnej nie oznacza, że dany przyrząd jest certyfikowany do użytku w niebezpiecznym obszarze.

15. Odniesienie do wyboru czujnika szybkiego ciśnienia

FAQ: Wybór czujnika ciśnienia

P1: Jeśli zakres czujników zawsze wynosi około 1. 2 razy większe ciśnienie?

A: Nie. Należy wziąć pod uwagę maksymalne ciśnienie ciągłe, przemijające szczyty, młotki wodne, obciążenie oraz wymaganą skuteczność pomiaru.

P2: Jak wybrać między 0- 10 bar a 0- 16 bar?

O: Jeśli ciśnienie robocze zbliża się do 10 bar i znaczące szczyty są możliwe, 0- 16 bar może zapewnić większy margines przeciążenia. Jeżeli rzeczywiste ciśnienie wynosi tylko 2-3 bar, niepotrzebnie duży zakres może zmniejszyć skuteczną rozdzielczość.

P3: Jaka jest różnica między miernikiem a ciśnieniem bezwzględnym?

O: Ciśnienie atmosferyczne wykorzystuje lokalne ciśnienie atmosferyczne jako odniesienie, podczas gdy ciśnienie bezwzględne wykorzystuje próżni bezwzględnej.

P4: Czy można zainstalować zwykły czujnik ciśnienia bezpośrednio w procesie wysokiej temperatury?

A: Nie zawsze. Przepona sensująca, uszczelki i elektronika muszą pozostać w granicach temperatury. Może być wymagane chłodzenie lub zdalne uszczelnienie membranowe.

P5: Dlaczego zaleca się stosowanie przepony spłukiwanej do produktów lepkich?

A: Zmniejsza ryzyko zablokowania związane z wąskimi przejściami ciśnienia.

P6: Czy czujnik ciśnienia może mierzyć poziom cieczy?

A: Tak. Pomiar poziomu hydrostatycznego przekształca ciśnienie w kolumnie ciekłej w poziom, ale należy uwzględnić gęstość.

P7: Dlaczego 4- 20 mA jest powszechne w przemysłowych pomiarów ciśnienia?

O: Nadaje się do transmisji na odległość i oferuje dobrą odporność na spadek napięcia i zakłócenia przemysłowe.

P8: Czy czujnik ciśnienia piezoelektrycznego nadaje się do statycznego ciśnienia zbiornika wodnego?

A: Na ogół nie jest to pierwszy wybór. Technologia Piezoelectric lepiej nadaje się do dynamicznego ciśnienia i szybkich tranzytów.

P9: Czy czujnik ciśnienia IP68 jest automatycznie wybuchowy?

A: Nie. Ocena IP obejmuje ochronę przed wdychaniem, podczas gdy stosowanie w obszarach niebezpiecznych wymaga oddzielnej certyfikacji ex.

P10: Jakie informacje METRAVON potrzebuje do wyboru czujnika ciśnienia?

O: Proszę podać średnie, skrajnie / bezwzględne / różnicowe wymagania, minimalne / normalne / maksymalne ciśnienie, ciśnienie szczytowe, temperaturę procesu i otoczenia, korozję, lepkość, połączenie technologiczne, położenie montażu, dostawę, wyjście, długość przewodu i wymagania dotyczące obszaru niebezpiecznego.

Wniosek

Wybór czujnika ciśnienia nie jest po prostu kwestią wyboru najwyższej dokładności lub największego zakresu. Prawidłowy instrument powinien pasować do rzeczywistegoreferencja ciśnienia, zakres pomiaru, zdolność do przeciążenia, temperatura, zwilżone materiały, połączenie procesowe i interfejs wyjściowy.

Ciśnienie pomiarowe jest powszechne dla rurociągów, ciśnienie bezwzględne dla wielu zastosowań próżniowych i atmosferycznych oraz ciśnienie różnicowe dla monitorowania filtrów i wybranych pomiarów zbiornika zamkniętego. Środki wysokotemperaturowe mogą wymagać izolacji temperaturowej, podczas gdy lepkie lub krystalizujące produkty często korzystają z konstrukcji spłukiwanej lub zdalnej membrany.

METRAVON zaleca zapewnienie kompletnego profilu ciśnienia, średnich właściwości, temperatury, podłączenia i systemu sterowania przed wybraniem technologii czujników i ostatecznej konfiguracji przyrządów.