Промислові датчики тиску

Датчики тиску є різних типів і мають широкий спектр характеристик. Вибір датчика тиску означає вибір із величезної кількості технологій, рівнів продуктивності та функцій, щоб задовольнити численні вимоги до точного вимірювання тиску, такі як:

• Тиск газу всередині резервуара, наприклад, резервуара промислового компресора;
• Вимірювання рівня або обсягу рідини шляхом вимірювання тиску на дні судини;
• Вимірювання різниці тиску між двома точками в системі як засіб контролю або кількісної оцінки витрати рідин або газів;
• Атмосферний тиск: зміна атмосферного тиску в залежності від погодних умов або висоти над рівнем моря. Корисно на метеостанціях, моніторингу навколишнього середовища тощо.

Будь-який тип датчика тиску містить механізм чи структуру, яка реагує пропорційно доданій силі. Площа, яку діє сила, постійна даної конструкції датчика.

Існує три різні типи тиску, які можна виміряти: манометричне, абсолютне та диференціальне.

Манометричне

Надлишковий тиск – тиск, виміряний щодо атмосферного тиску навколишнього середовища. Воно може бути позитивним для тиску вище атмосферного або негативним для нижчих тисків. Датчик надлишкового тиску матиме два порти, якими середовище може надходити як із еталонному, і при вихідному тиску. Типове застосування датчика надлишкового тиску – вимірювання рівня рідини у вентильованому резервуарі з використанням різниці гідростатичного тиску та атмосферного тиску навколишнього середовища.

Абсолютне

Датчики абсолютного тиску дадуть результат щодо нуля (ідеальний вакуум). Датчики матимуть один порт для середовища, щоб входити і чинити тиск на чутливий елемент, роблячи позитивну зміну вихідного сигналу, величина якого пропорційна доданого тиску.

Це корисно у додатках, які вимірюють атмосферний тиск, наприклад, визначення висоти. Датчики абсолютного тиску також використовуються у додатках для вимірювання тиску, які будуть використовуватись на різних висотах, оскільки атмосферний тиск змінюється з висотою, манометричний тиск не дає точних показань.

Перепад тиску

Датчики перепаду тиску вимірюють різницю тиску, аналогічно до того, як працює датчик манометра. Але в цьому випадку еталонний тиск є однією з точок у системі, як це визначено розробником системи. Зміна диференціального виходу може бути позитивною або негативною, залежно від того, що більше.

Наприклад, диференціальні датчики іноді використовуються визначення різниці тисків по обидва боки від об’єкта. Датчики перепаду тиску часто використовуються для контролю повітряного потоку в системах опалення, вентиляції та кондиціювання повітря.

Датчики тиску в промисловості

Дані датчиків у реальному часі дозволяють підприємствам краще розуміти свої власні процеси та підтримувати їхню роботу. Приміщення цих даних у IIoT також допомагає оптимізувати порядок замовлення, обробки та споживання сировини. Знаючи, що і коли переупорядковувати, можна підтримувати безперервні процеси з високою продуктивністю.

Інтелектуальне виробництво змінює те, як ми виробляємо, упаковуємо та розповсюджуємо практично все, але Індустрія 4.0 докорінно змінює спосіб роботи наших підприємств. Хоча промисловий Інтернет речей залежить від можливості підключення, по суті, він використовує необроблені дані та перетворює їх на операційний інтелект, що означає, що датчики є ключем до всього процесу. Хоча тут задіяно безліч типів датчиків, датчики тиску, ймовірно, є найбільш різноманітним і широко застосовуваним типом датчика IIoT.

Моніторинг технологічних процесів

Датчики перепаду тиску широко використовуються в технологічних потоках, де рідина повинна пройти через будь-який бар’єр, такий як фільтр. У нормальних умовах перепад тиску між вхідним (часто званим тиском у трубопроводі або на вході) та нижнім (вихідним) тиском повинен бути нульовим або мінімальним. Оскільки фільтр забивається забрудненнями, тиск на виході зменшуватиметься, що призведе до збільшення виміряної різниці.

Вихід датчика може бути калібрований для відображення максимально допустимого перепаду тиску на повній шкалі. Наприклад, вихід 4-20 мА може бути відкалібрований так, щоб показувати 20 мА, коли перепад тиску досягає максимально допустимого, але зчитувати 4 мА, коли перепад тиску дорівнює нулю.

Вимірювання безпечних рівнів у резервуарах з рідиною.

Занурювальні датчики тиску, сертифіковані для використання в іскробезпечних зонах і підходять при вимірюванні тиску рідини до 30 фунтів на квадратний дюйм з виходом напруги або струму (4-20 мА). Розміщення занурювального датчика тиску на дні резервуара забезпечить точне зчитування вмісту резервуара, тим самим попереджаючи робітників або систему управління технологічним процесом, коли рівень резервуару падає нижче допустимої нижньої межі.

Тиск на дні резервуару – зазвичай називається гідростатичним або тиском напірним – вимірюється в одиницях відстані (фути, дюйми, метри) до водяного стовпа. Наприклад, 27,670 дюймів водяного стовпа (WC) приблизно дорівнюють 1 фунту на квадратний дюйм при 100°F.

Виміряний тиск залежить від висоти резервуара (на відміну його форми) чи обсягу рідини. Тому важливо, щоб датчик розташовувався на дні резервуара (а не на півдорозі вниз).

Контролери процесу можуть розраховувати рівень рідини в резервуарі, вимірюючи гідростатичний тиск, який більш точно вимірюється, якщо також відома густина рідини.

Керування

Датчики тиску не тільки використовуються для моніторингу процесів, але й відіграють важливу роль у контурі управління. Це особливо актуально при використанні гідравліки, де рідини під тиском використовуються для зусилля, наприклад, в пресах або підйомниках.

Датчики часто бувають невеликого розміру, особливо ті, що базуються на технології MEMS. Вони можуть вимірювати менше 2 мм з кожного боку, але можуть вимірювати абсолютний тиск у районі 20 бар і більше. Це робить їх придатними для різних застосувань, включаючи медицину та автомобілебудування.

Датчики стають ще розумнішими

“Розумні фабрики” тепер використовують більш просунуті датчики, йдеться про датчики тиску з вбудованим Bluetooth-з’єднанням, що дозволяє контролювати їх бездротовою мережею. Ці підсистеми включають датчик надлишкового тиску, аналого-цифровий перетворювач та радіомодуль Bluetooth в єдиному герметичному блоці, який може бути встановлений у місцях, де підключення дротів може бути утруднено. Оскільки вони живляться від батарей, можуть працювати автономно без будь-якого обслуговування, забезпечуючи точні показання тиску для газів, рідин і навіть помірно агресивних рідин.

Який датчик тиску використовувати?

Щоб вибрати відповідний датчик тиску для програми, необхідно взяти до уваги мету вимірювань, що виконуються.

Якщо на вимірювання не повинні впливати місцеві зміни атмосферного тиску, швидше за все знадобиться датчик абсолютного тиску. Коли додаток використовує тиск повітря для визначення висоти, наприклад у висотомірі, необхідний датчик абсолютного тиску. Ці датчики також використовуються на метеостанції для вимірювання змін атмосферного тиску.

Іноді достатньо лише невеликого тиску чи часткового вакууму. Це часто має місце у медичних додатках, де для видалення рідини з ран використовується частковий вакуум. У таких ситуаціях величина вакууму або тиску повинна створюватися по відношенню до місцевого атмосферного тиску. Саме тут датчик манометричного тиску буде найприйнятнішим.

Датчики надлишкового тиску також використовують у промисловості визначення рівня заповнення відкритих резервуарів. Рівень рідини можна розрахувати за допомогою гідростатичного методу, який ґрунтується на знанні питомої ваги рідини.

Загальні поради щодо встановлення датчиків тиску

Спосіб встановлення датчиків тиску в основному визначаються специфікою застосування та інструкціями виробника. Доступ до пристрою не повинен бути скрутним, а його відключення та підключення для калібрування, обслуговування, ремонту або заміни повинні бути безпечними для персоналу та не повинні заважати контрольованому процесу.

Для цього зазвичай використовуються колектори та клапани, які доступні в комплекті з датчиком або окремо. Модульна структура також є великою підмогою. Ви можете ефективно, швидко та дешево замінити несправний модуль замість всього пристрою. Датчики тиску не слід встановлювати в місцях, де вони можуть зазнавати сильних вібрацій та ударів.

Частою причиною проблем у їх роботі є помилки, допущені на етапі підключення до вимірюваного середовища через імпульсні лінії. Щоб уникнути ускладнень, ці відведення повинні бути якомога коротшими і без різких вигинів. Також вони повинні мати відповідний переріз та нахил.

Крім того, в установках з рідиною або парою, що конденсується, прокладіть імпульсні лінії до перетворювача нижче точки вимірювання. Прилади для вимірювання тиску газу, у свою чергу, необхідно встановлювати вище точки тиску. Це запобігає засміченню ліній конденсатом та повітрям. Імпульсні трубки також мають бути обладнані механізмами вентиляції та конденсації.

Лінії подачі середовища до обох портів диференціальних датчиків повинні мати однакову температуру. Через силу тяжкості діафрагма сенсора трохи прогинається. При повороті на 360° згин має інший поворот, який впливає на величину усунення. Тому перетворювачі тиску найкраще встановлювати у тому положенні, в якому вони були відкалібровані. Якщо це неможливо, усунення необхідно скоригувати після встановлення.

Коли потрібна надійність, компанія Скіф Контрол робить все можливе. Представлені у нас датчики тиску підходять для різних умов експлуатації та використовуються там, де довговічність є головним пріоритетом. Тут ви знайдете прилади для важких умов експлуатації, які чудово працюють у багатьох галузях застосування, таких як компресори, гідравлічні системи управління, а також у різних галузях промисловості: аерокосмічна, медична, транспортна, сільськогосподарська та ін. Асортимент нашої продукції забезпечує підвищену продуктивність та надійність , а також широкий спектр діапазонів тиску, стилів портів, типів пристроїв та виходів. У нас ви можете придбати датчики тиску VEGA, TURCK,