Ekspertene våre gir deg en innføring i trykkmålingens opprinnelse, hvordan en trykktransmitter fungerer og viser deg ulike typer industrielle trykksensorer.
- Opprinnelse og måleenhet for trykk
- Hva er en trykksensor?
- Hvordan fungerer trykksensorer?
- Hvordan fungerer en trykktransmitter?
- Hva er en trykksensor laget av?
- Hva er utgangssignalet fra en trykksensor?
- Hvordan velger jeg en industriell trykksensor?
- Hva er de ulike typene trykktransmittere?
- Hvordan kalibrerer man en trykksensor?
- Hvordan installerer man et trykkmålingssystem for industrien?
- Hvordan tester man en trykksensor?
- Hvordan konfigurerer jeg en trykktransmitter?
- Hvilke bruksområder har trykksensorer?
Opprinnelse og enhet for trykkmåling
Måleenheten Pascal er oppkalt etter den berømte franske filosofen, fysikeren og matematikeren Blaise Pascal.
Pascal, som ble født i Clermont-Ferrand, der produksjonsenheten til Fuji Electric France SAS, en fransk produsent av industrielle trykksensorer, holder til, utførte et avgjørende eksperiment ved å transportere et barometer til toppen av Puy de Dôme for å bevise atatmosfæretrykket avtar med høyden over havet . Det varimidlertid den italienske forskeren Evangelista Torricelli som var først ute med å påvise trykket som utøves av vekten av luftvolumet på jorden, og som et resultat av dette konstruerte han det første kvikksølvbaserte barometeret.
Kunnskap om trykkenheter og omregning av disse er viktig for å kunne velge riktig vekt til industrielle målinger.
Trykket p uttrykkes i enheten kraft F per arealenhet A: p = F / A
Pascal (Pa): Dette er det internasjonale systemets (SI) grunnenhet for trykk. En Pascal tilsvarer 1 Newton per kvadratmeter (1 Pa = 1 N/m²).
Bar: Dette er en enhet for trykk som ofte brukes i industrien. Én bar tilsvarer et trykk på 100 000 Pa.
Standardatmosfære (atm): brukes til å uttrykke barometrisk eller atmosfærisk trykk. En atmosfære tilsvarer et trykk på 101,325 Pa.
Hva er en trykksensor?
Trykksensorer er også kjent som trykktransmittere, trykksonder, trykkmålere eller trykktransdusere. Det er ingen vesentlig forskjell mellom disse ulike betegnelsene. Det skilles imidlertid mellom analoge trykksensorer og intelligente prosesstransmittere.
Hvis vi ser på definisjonen av en trykktransduser, er det, som navnet antyder, en trykkmåler som i prinsippet omdanner kraften som påføres av trykket fra en væske på en gitt overflate (deformasjon) til et elektrisk signal.
Produsenter bruker en trykktransmitter til å :
- Måling av trykk
- Måling av en strømning
- Måling av et nivå ved hjelp av hydrostatisk trykk
- Måling av tetthet.
Hvordan fungerer trykksensorer?
Trykket fra væsken som måles, påføres en intern målekomponent via en armatur og deretter et mekanisk grensesnitt - en målemembran av rustfritt stål eller et annet edelt materiale. Det elektroniske måleelementet konverterer trykket til et råsignal.
Hvordan fungerer en trykktransmitter?
Det finnes ulike måleteknologier, -metoder, -teknikker og -prinsipper:
Le piezoresistiv trykksensor måler kraften som påføres en metallmembran.
Spenningen som påføres en tynn film, får den til å deformeres og overfører trykkvariasjonen via en inkompressibel væske (olje eller vann). Dette deformerer et piezoresistivt silisiumelement (Wheatstone-bro). Denne komponenten er en variabel elektrisk motstand som konverterer deformasjonen til en ohmsk verdi.- Den kapasitive trykksensoren måler kraften som påføres en metallmembran av rustfritt stål eller keramikk.
Trykket deformerer metallfilmen, som overfører trykkvariasjonen via en inkompressibel væske (olje eller vann). Dette deformerer et kapasitivt silisiumelement. Denne komponenten er en variabel kondensator som konverterer deformasjonen til en kapasitiv verdi.
- Sender med frekvensresonans
- Tøyningsmåler- eller spenningsmåleromformeren
Signalet fra måleelementet filtreres, forsterkes, temperaturkompenseres og formateres til et analogt signal. Det analoge utgangssignalet overføres via en elektrisk kontakt.
- Manometeret
Manometre med U-rør viser lokale trykkavlesninger.
Hva er en trykksensor laget av?
En trykktransmitter består av en mekanisk forbindelse, en metallisk eller keramisk membran, et kapasitivt eller piezoresistivt sensitivt element, en fyllingsolje integrert i trykkmåleceller, en elektronisk modul for kondisjonering og forsterkning av signalet og en elektrisk kontakt.
Denne enheten er pakket i et plast- eller metallkabinett (aluminiumkabinett, rustfritt stålkabinett eller rustfritt stålkabinett).
En digital indikator kan legges til som ekstrautstyr.
Hva er utgangssignalet fra en industriell trykksensor?
Signalet fra en trykksensor kan være analogt eller digitalt. Det analoge signalet er vanligvis av typen 4-20 mA strøm, 0-10 V spenning eller 1-5 V spenning. Utgangssignalet sendes til kontrollenheten for å påvirke produksjonsprosessen.
4-20mA-signalet brukes ofte av disse enhetene på grunn av flere fordeler.
For det første er den motstandsdyktig mot signaltap på grunn av overføringslinjen, noe som garanterer nøyaktige målinger. I tillegg gjør den det mulig å forlenge avstanden mellom sensoren og det aktuelle systemet. I tillegg betyr fraværet av strøm at ledningsfeil kan oppdages, noe som gjør feilsøking enklere. 4-20 mA-signalet er også mindre følsomt for elektromagnetiske forstyrrelser, noe som garanterer påliteligheten. Endelig kan det brukes i en sløyfe for å drive flere typer utstyr, for eksempel display, kontroller og opptaker.
Et digitalt signal kan være tilgjengelig med ulike kommunikasjonsprotokoller - HART - Fieldbus - Profibus - Modbus. Disse protokollene overfører den målte verdien og gjør det også mulig å konfigurere trykkmåleren. Dette kalles en smart elektronisk transmitter eller SMART.
Instrumentene kan utstyres med digitale trykkmålere.
Hvordan velger jeg en industriell trykksensor?
Den industrielle trykktransmitteren må velges i henhold til væsken som skal måles, trykkområdet og driftsforholdene i applikasjonen og prosessen.
For å måle trykk må du gjøre noen undersøkelser for å svare på spørsmålene om valg av riktig trykksensor og bestemmelse av :
- Væsken som skal måles for eksempel: luft, gass, hydrogenEn væske, damp, vann eller annen væske og dens egenskaper (tetthet, viskositet, korrosivitet osv.).
- Driftsforholdene i prosessen: trykk som skal måles, statisk trykk, prosesstemperatur, risiko for korrosjon osv.
- Type måling: trykkmåling, strømningsmåling ved hjelp av en trykkreduksjonsenhet og delta-p-differensialtrykk, nivåmåling ved hjelp av hydrostatisk trykk, tetthetsmåling osv.
- Type trykk som skal måles :
- Relativt trykk
- Atmosfærisk trykk
- Absolutt trykk
- Differensialtrykk
- Barometrisk trykk
- Trykkområdet trykkområde eller måleområde
- Dynamikk eller rekkevidde
- Nøyaktigheten av trykkmåling
- Responstid
- Det mekaniske grensesnittet eller prosesstilkoblingen: skrueforbindelse, flensforbindelse osv.
- Analogt og/eller digitalt utgangssignal, kablet eller trådløst
- Det klimatiske miljøet og tilhørende begrensninger:
- Det industrielle miljøet, tilhørende begrensninger og gjeldende regelverk:
Hva er de ulike typene trykktransmittere?
Relative trykksensorer måler trykket i prosessen i forhold til atmosfæretrykket. Atmosfæretrykket måles ved hjelp av et referansehulrom inne i transmitteren. Dette trykket synker når høyden over havet øker.
Differensialtrykksensorer bruker to separate kamre som er forbundet med en fleksibel membran. Trykket måles på hver side av membranen. Differensialtrykket (dp) er trykkforskjellen mellom disse to trykkene - et referansetrykk på lavtrykkssiden (BP eller LP) og et trykk på høytrykkssiden (HP). Disse differensialtrykkmålerne brukes til å måle væskestrømmen i rør og til å overvåke tilstopping av filtre.
Sensorer for absolutt trykk sammenligner relativt trykk med absolutt vakuum. Absolutt trykk er alltid positivt.
Fordelen med denne enheten er at den er fri for variasjoner i atmosfæretrykket, takket være et vakuumreferansekammer, og er derfor mer nøyaktig.
Absolutt trykk kan uttrykkes ut fra relativt trykk ved å legge til 1,013 bar, dvs. p. absolutt (bar abs.) = p. relativt (bar) + 1,013.
En membrantryktransmitter skiller prosessvæsken som måles fra trykkcellen. Membranen og kontaktdelene er laget av et materiale som er motstandsdyktig mot væsken som måles, og er sveiset til bunnen av trykkcellen.
Et kapillarrør eller en forbindelseshylse utgjør forbindelsen mellom separasjonsmembranen og trykkcellen. Dette rommet må avgasses under vakuum, deretter fylles med en fyllolje og forsegles. Det målte trykket utøver en kraft på membranens ytre overflate. Når membranen bøyes innover, forsøker den å komprimere fyllingsvæsken inne i instrumentet.
Denne fyllingsvæsken er konstruert for å motstå kompresjon, slik at kraften kanaliseres direkte til trykkmålecellen. Hele funksjonen til en trykktransduser med membrantetning er basert på Blaise Pascals prinsipp.
Membrantrykksensorer produseres av en rekke ulike materialer, blant annet rustfritt stål, titan, Inconel, Hastelloy, Monel, Tantal og Nikkel. Hvilke materialer som brukes, avhenger av hvilken type bruksområde og temperatur den industrielle trykksensoren er beregnet for.
Trykksensorer med separatorer brukes til å måle trykket i væsker ved høye temperaturer.
- Multivariable trykktransmittere
Multivariable trykksensorer kombinerer differansetrykkmåling, absolutt trykkmåling og temperaturmåling i samme sensor.
Disse produktene brukes spesielt til massestrømningsmåling.
Hydrostatiske nivåsensorer er måleinstrumenter som brukes til å bestemme fyllingsnivået til en væske i tanker eller kar. Måleprinsippet er basert på hydrostatisk trykk, som er vekten av en væske som en funksjon av høyden på fyllingssøylen.
Nedsenkbare trykksensorer
Disse hydrostatiske trykksensorene kan senkes ned i en væske for å måle nivået i en tank eller et reservoar. De er vanligvis utstyrt med en membran i rustfritt stål.
Hvordan kalibrerer man en trykksensor?
Industrielle trykktransmittere må kalibreres med jevne mellomrom for å sikre nøyaktig metrologi gjennom hele livssyklusen og for å sikre at de oppfyller de høyeste kvalitetsstandardene. unngå faktorer som påvirker nøyaktigheten. Kalibreringsperioden er definert av produsentene av trykksensorene. Nullpunkt og fullt skalautslag skal kalibreres.
For å kontrollere utgangssignalets linearitet kontrolleres nøyaktigheten på fabrikken ved flere punkter i trykkområdet.
Kalibrering innebærer å påføre et definert referansetrykk på transduserens mekaniske grensesnitt, kontrollere utgangssignalet og deretter kompensere. Sensoren kan kalibreres ved hjelp av en ekstern justeringsskrue, en lokal digital indikator, et programmeringsgrensesnitt eller programmeringsprogramvare.
For å kunne utføre de ulike manipulasjonene kan det være nødvendig å montere en isolasjonsventil eller manifold på trykktransmitteren for å isolere den fra prosessen.
For de årlige kalibreringene kan du benytte deg av et firma som har spesialisert seg på kalibrering av trykksensorer.
Regelmessig kalibrering sikrer nøyaktigheten i trykkmålingen for å garantere konsistente resultater.
Hvordan installerer jeg en trykkmåler?
Trykkgiverne kan monteres ved hjelp av en mekanisk tilkobling til måleinstrumentet eller til rørledningen der trykket skal måles.
Spesielle forholdsregler må tas avhengig av trykk- og temperaturforholdene i prosessen.
Signalet fra denne enheten kan kobles til et skjermsystem (industrielt digitalt displayDenne kan kobles til en PLS (trykkmåleautomatiseringssystem) for å styre en kontrollenhet og regulere trykket i en prosess.
Hvis du trenger hjelp, anbefaler vi at du får et profesjonelt firma til å installere og ta i bruk måleinstrumentet.
Hvordan tester man en trykksensor?
En trykksensor kan testes ved å påføre et definert, kjent trykk på trykksensorens mekaniske grensesnitt og kontrollere det målte analoge utgangssignalet eller verdien som vises på indikatoren.
Hvis instrumentet ditt er defekt, kan du be en spesialist eller en av produsentene av industrisensorer om å reparere det for deg.
Hvordan konfigurerer jeg en trykktransmitter?
Intelligente digitale enheter med HART-protokoll kan konfigureres :
Hvilke bruksområder har trykksensorer?
Forståelse hvorfor måle trykk i prosessindustrien er viktig for å garantere sikkerheten, optimalisere prosesskontrollen, forbedre energieffektiviteten og opprettholde kvaliteten på de ferdige produktene.
Trykktransmittere brukes i en lang rekke industrielle applikasjoner.
Denne enheten kan detektere trykk på opptil flere tusen millibar. Det er derfor uunnværlig i en lang rekke bransjer. Både lufttrykk, vanntrykk, damptrykk og gasstrykk kan måles.
Bruksområdene omfatter for eksempel differensialtrykk- og åpningsmåling av væskestrømning i et rør, gass- eller dampstrømning, filterovervåking, nivåmåling med en spylemembransensor av en væske i en tank, måling av væsketetthet eller måling av relativt trykk.
Avhengig av bransje må du velge riktig måleinstrument for ditt bruksområde og begrensningene i det industrielle miljøet.
Hvordan velger jeg riktig manometer?
For å sikre at prosessene og systemene fungerer som forventet og leverer de forventede resultatene. unngå feil i trykkmålingenekspertene hos Fuji Electric, fransk produsent av industrielle trykksensorerDe vil veilede deg og tilby deg en trykkmåling som er designet for din mest krevende applikasjon.
Måling av trykk kan ikke improviseres!
Trykkmåling krever tjenester fra fagfolk innen instrumentering.
Fuji Electrics trykktransdusere er kjent for sin høye teknologi, nøyaktighet i trykkmålingen, brede måleområde, langvarige stabilitet, byggekvalitet, pålitelighet, holdbarhet, tekniske støtte, enkle returrett og raske leveringsservice til kundene.
ref : FKC
ref : FKG
ref : FKE
ref : GR
