Basınç vericisi, mümkün olan en kötü anda arızalanana kadar kimsenin düşünmediği parçalardan biridir. Bir boru bağlantı parçası üzerinde sessizce durur, kontrol paneline bir numara besler ve kötü bir kalibrasyon veya aşınmış bir diyafram, prosesi plansız bir kapatmaya sürükleyene kadar yıllarca - işini yapar. Yeni bir yapı için bir tane belirliyorsanız, arızalı bir üniteyi değiştiriyorsanız veya yalnızca aynı cihaza benzeyen bir cihaz için aldığınız tekliflerin neden 80 ila 600 ABD Doları arasında değiştiğini anlamaya çalışıyorsanız, bu kılavuzun amacı bu süreçte ortaya çıkan soruları yanıtlamaktır.
Basınç Verici Tam Olarak Nedir?
A basınç vericibir sıvının, gazın veya buharın basıncını ölçer ve bu okumayı, bir PLC, DCS veya SCADA sisteminin doğrudan okuyabileceği standartlaştırılmış bir elektrik sinyaline -, genellikle 4-20mA, 0-10V veya HART veya Modbus gibi bir dijital protokole dönüştürür. Sinyal, onu yalnızca bir sensörden ziyade bir "verici" yapan şeydir: bir kablo boyunca, bazen yüzlerce metre, bozulmadan ilerlemek üzere tasarlanmıştır.
Basınç Verici ve Dönüştürücü ve Gösterge Karşılaştırması
İnsanlar bu üç terimi gevşek bir şekilde ve gerçek bir kafa karışıklığına neden olabilecek bir RFQ üzerinde kullanırlar.
- Basınç göstergesi: tamamen mekanik, yalnızca yerel kadran okuma, elektrik sinyali yok.
- Basınç dönüştürücü: basıncı elektriksel bir değere dönüştürür, ancak genellikle yine de harici amplifikasyona ihtiyaç duyan ham, düşük-seviyeli bir sinyale (milivolt) dönüşür.
- Basınç vericisi: dahili amplifikasyon ve sinyal koşullandırma özelliğine sahiptir, bu nedenle temiz,-kullanıma-hazır bir sinyal verir - müşterinin tarafında ekstra donanım gerekmez.
Kontrol sisteminizin okumayı kaydetmesi veya tepki vermesi gerekiyorsa bir verici istersiniz. Birisinin paneldeki bir sayıya bakması gerekiyorsa, ölçüm cihazı daha ucuz ve daha basittir.
Bir Basınç Verici Aslında Nasıl Çalışır?
Markalamayı ve veri sayfası jargonunu bir kenara bırakın; her basınç vericisi aynı üç şeyi yapıyor: küçük bir fiziksel deformasyonu algılamak, bu deformasyonu elektriksel bir değere dönüştürmek ve bu değeri kullanılabilir bir sinyale dönüştürmek.
Algılama Aşaması
Proses basıncı, genellikle gerçek proses sıvısının elektronik aksamlara temas etmesini engelleyen yağ-dolu bir izolatör aracılığıyla diyaframa doğru baskı yapar. Bu diyafram - sıklıkla bir milimetrenin kesirleri kadar - esner ve algılama elemanı, sensör teknolojisine bağlı olarak direnç, kapasitans veya rezonans frekansındaki bir değişiklik olarak bu esnekliği algılar.
Koşullandırma Aşaması
Sensörden gelen ham çıktı zayıftır,-doğrusal değildir ve kendi başına sıcaklık değişimlerine karşı hassastır. Dahili elektronikler bunu güçlendirir, sıcaklık sapmasını düzeltir, eğriyi doğrusallaştırır ve standartlaştırılmış bir sinyali iletir. Burası aynı zamanda 90 ABD Doları tutarındaki bir verici ile 400 ABD Doları tutarındaki bir verici arasındaki fiyat farkının çoğunun aslında sensörün kendisinde - değil, elektroniğin sıcaklık ve-uzun vadeli sapmayı ne kadar iyi telafi ettiğiyle ilgilidir.
Neden 4-20mA Varsayılan Oldu?
0 bar okuyan bir verici 0mA değil 4mA çıkış verir. Bu kasıtlı. Döngü akımı sıfıra düşerse, kontrol sistemi bunu gerçek sıfır-basınç durumuyla karıştırmak yerine, bir kablo kopması veya ölü bir verici olduğunu anında anlar. Bu küçük bir tasarım seçeneğidir, ancak daha yeni dijital alternatiflerin mevcut olmasına rağmen 4-20mA'nın endüstriyel ortamlarda onlarca yıldır takılıp kalmasının nedeni budur.
Hızlı Bir Örnek
Bir pompa tahliye hattında 0-16 bar değerindeki bir vericiyi alın. Dinlenme halindeyken basınç 0 bar'dadır ve döngüde 4mA okunur. Pompa çalıştığında ve hat basıncı 8 bar'a - nominal açıklığın yarısına - yükseldiğinde sinyal 12 mA ile orantılı olarak yükselir. Vericinin 16 barlık tam ölçekli basıncında döngü 20 mA'ya ulaşır. PLC bu akımı tekrar bara veya psi'ye dönüştürür ve belirlenen eşiği geçtiği anda bir alarmı tetikleyebilir.
Ana Algılama Teknolojileri
Piezodirençli (Gerilim Ölçer)
Sektörün iş gücü. Gerinim ölçerler, Wheatstone köprü düzeninde silikon veya metal bir diyafram üzerine bağlanır veya yayılır. Diyaframı esnetmek göstergelerin direncini değiştirir ve köprünün dengesini bozarak basınca orantılı bir voltaj üretir. Ucuzdur, mekanik olarak sağlamdır ve birkaç milibardan binlerce çubuğa - kadar geniş bir - aralığını kapsar, bu nedenle genel endüstriyel uygulamaların çoğunda görülür.
Kapasitif
Buradaki diyafram, basıncın boşluğu sabit bir referans plakasına çevirdiği kapasitörün bir plakasını oluşturur. Kapasitif sensörler, kalibrasyonlarını zaman içinde iyi tutmalarıyla bilinirler, bu nedenle sapmanın - diferansiyel basınç akış ölçümünü düzeltmenin maliyetli olduğu ve tank seviyesinin en yaygın ikisi olduğu uygulamalarda ortaya çıkma eğilimindedirler.
Rezonans Silikon
Mikro-işlenmiş bir silikon eleman, ayarlanan bir frekansta titreşir ve uygulanan basınç, bu frekansı çok yüksek hassasiyetle ölçülebilecek şekilde değiştirir. Bu vericiler daha maliyetlidir, ancak uygulamanın sürüklenme - velayet transferi ölçümünü gerçekten tolere edemediği durumlarda, örneğin küçük bir ölçüm hatasının doğrudan paraya dönüştüğü durumlarda tercih edilirler.
Piezoelektrik (Yalnızca Dinamik Basınç)
Piezoelektrik elemanlar stres altında bir yük oluşturur, ancak bu yük zamanla tükenir, dolayısıyla sabit bir statik okuma sağlayamazlar. Günlük süreç izleme için kullanılmazlar - tepki hızının statik doğruluktan daha önemli olduğu yanma ani artışları veya hidrolik şok gibi hızlı basınç olaylarını yakalamak için üretilirler.
Bilmeye Değer Bir Alan Örneği
CIP (Yerinde{0}}Temiz-döngüsü çalıştıran bir paketleme hattı, operatörlerin vericinin yanındaki mekanik göstergede gördükleriyle eşleşmeyen aralıklı basınç alarmlarıyla karşılaşıyordu. Vericinin kendisi tezgahta iyi bir şekilde test edildi. Asıl nedenin, sensörü besleyen impuls hattında sıkışan hava olduğu ortaya çıktı -, olması gerekenden daha sıklıkla hatalı bir cihazla karıştırılan yaygın, sıkıcı bir sorun. Hattın havası alınıp yeniden doldurulduktan sonra okumalar eşleşti ve alarmlar durduruldu. Bu, bir vericinin yalnızca kurulumu kadar doğru olduğunu hatırlatır; sensör aldığı suçlamayı nadiren hak eder.
Fiyat Tekliflerini Karşılaştırırken Aslında Önemli Olan Özellikler
İki verici kağıt üzerinde hemen hemen aynı görünebilir ve kurulduktan sonra yine de çok farklı performans gösterebilir. Bir satın alma siparişini imzalamadan önce şunları kontrol edin:
- Kesinlik- tam ölçeğin yüzdesi olarak verilmiştir (±%0,1 FS, ±%0,25 FS, vb.). Sürecin ihtiyaç duyduğundan daha fazla doğruluk satın almak, hiçbir fayda sağlamadan maliyeti artırır.
- Menzil ve aşırı basınç derecesi- çalışma basıncınız, ara sıra meydana gelen ani yükselişlere dayanabilecek yeterli marjla, nominal aralığın içinde rahatça oturmalıdır.
- Çıkış sinyali- 4-20mA varsayılan olarak kalır; Yerleşik teşhise ihtiyacınız varsa HART, Modbus RTU veya Profibus PA ekstra maliyete değerdir.
- Islak malzemeler- 316L paslanmaz çelik çoğu genel kullanımı kapsar; aşındırıcı veya yüksek-saflıktaki ortamlar Hastelloy, Monel veya tantal gerektirebilir.
- Proses bağlantısı- iş parçacığı türü ve boyutunun mevcut bağlantılarla tam olarak eşleşmesi gerekir; bu en yaygın sipariş hatasıdır.
- Giriş koruması ve alan sınıflandırmasıÇoğu endüstriyel ortam için - IP65/IP67; Tehlikeli bölgeler için ATEX, IECEx veya kendinden emniyetli derecelendirmeler.
Alıcıların Genellikle Tuzağa Düştüğü Yer
En büyük hata yanlış sensör teknolojisini seçmek değil -, birimlerin gerçekten elma-elma-olup olmadığını kontrol etmeden teklifleri yalnızca fiyata göre karşılaştırmaktır. Rakibin fiyatının çok altında bir fiyata teklif edilen vericide genellikle bir şeyler eksiktir: kalibrasyon sertifikası yok, tüm aralıkta sıcaklık telafisi yok veya gerçek proses sıvısına dayanamayan ıslak bir malzeme. Bu boşluk genellikle hizmete girene kadar aylarca ortaya çıkmaz; bu noktada bir arızanın ve yedek parça değişiminin maliyeti, orijinal siparişte kaydedilenlerden çok daha ağır basar.
Doğrudan bir kalibrasyon sertifikası (ISO 17025 veya eşdeğer izlenebilirlik), yalnızca çalışma aralığı - değil gerçek sıcaklık telafisi aralığını - ve yalnızca genel bir kimyasal direnç tablosu değil, ıslak malzemenin sizin özel ortamınızla uyumluluğunun onayını istemeniz faydalı olacaktır.
Tipik Uygulamalar
- Su ve atık su arıtma - pompa kontrolü, hidrostatik basınç aracılığıyla tank seviyesi
- Petrol, gaz ve petrokimya - boru hattı izleme, kuyu başı ve rafineri süreç kontrolü
- HVAC ve bina otomasyonu - soğutucu basıncı, kanal statik basıncı
- CIP sistemleri ve proses kapları için yiyecek ve içecek - hijyenik vericiler
- Hidrolik ve pnömatik - mobil ekipman, test tezgahları, enjeksiyonlu kalıplama
- Güç üretimi - kazan besleme suyu ve buhar kollektör basıncı
Benimsenmeye Değer Kurulum Alışkanlıkları
- Sıvı basıncı okumalarında sıkışan havayı önlemek için devreye almadan önce impuls hatlarının havasını alın
- Diferansiyel basınç birimlerindeki-montaj yönünü iki kez kontrol edin - bu, ofseti etkiler
- Conta ve conta malzemelerini yalnızca rafta bulunanlarla değil, proses sıvısıyla da eşleştirin
- Bir okumanın "kapalı" görünmesini beklemek yerine bir programa göre yeniden kalibre edin
- Kısa süreliğine bile olsa, geçici başlatma işlemlerinin nominal aşırı basınç sınırını aşmasına asla izin vermeyin - Ani bir artıştan kaynaklanan diyafram hasarı, normal çalışma aralık dahilinde kalsa bile genellikle kalıcıdır
Sıkça Sorulan Sorular
Bir basınç vericisi vakumu ölçebilir mi?
Evet, -1 ila 5 bar gibi negatif basınç - içeren bir bileşik aralık için derecelendirilmişse. Her model bunu desteklemez, bu nedenle sipariş vermeden önce veri sayfasında onaylanması gerekir.
Bir basınç vericisi ne sıklıkla yeniden kalibre edilmelidir?
Yıllık, çoğu endüstriyel döngü için ortak temeldir, ancak güvenlik-kritik veya velayet-transfer uygulamaları daha kısa aralıklar gerektirebilir. Yüksek-kararlılığa sahip sensör türleri bazen bu aralığı uzatabilir, ancak bunun belirli bir süreç ve herhangi bir düzenleyici gereksinime göre doğrulanması gerekir, varsayılmamalıdır.
Gösterge, mutlak ve diferansiyel basınç vericileri arasındaki fark nedir?
Gösterge basıncı, atmosferik basınca göre ölçülür ve genel kullanımda en yaygın tiptir. Mutlak basınç, tam vakuma göre ölçülür. Diferansiyel basınç, iki ayrı nokta arasındaki farkı ölçer ve akış ölçümü ve hidrostatik tank seviyesi için yaygın olarak kullanılır.
Daha yüksek bir fiyat her zaman daha iyi doğruluk anlamına mı gelir?
Hayır. Fiyat, doğruluğu yansıttığı kadar sertifikaları, yapım kalitesini, markayı ve teslim süresini de yansıtır. Orta-fiyatlı bir vericinin, gerçek-dünya istikrarı konusunda birinci sınıf-markalı bir vericiden daha iyi performans göstermesi tamamen mümkündür -, veri sayfası doğruluk rakamı, fiyat etiketinden daha iyi bir göstergedir.
Son Düşünceler
Basınç vericisi, bir kontrol döngüsünün veya güvenlik kilidinin sessizce bağlı olduğu bir işi yapan küçük bir donanım parçasıdır. İçinde gerçekte ne olup bittiğini anlamak - algılama elemanı, koşullandırma elektroniği, standartlaştırılmış çıktı -, yalnızca fiyata göre seçim yapmak yerine, bir satın alma siparişi çıkmadan önce bir veri sayfasını eleştirel bir şekilde okumayı ve daha iyi sorular sormayı çok daha kolaylaştırır. Şüpheye düştüğünüzde, proses ortamını, basınç aralığını ve gerekli sertifikaları bir tedarikçiye göndermek, çok fazla ileri geri gitmeden uygun bir sensör önerisi almak için genellikle yeterlidir.
Referanslar
- Uluslararası Otomasyon Derneği (ISA) -Proses Enstrümantasyon TerminolojisiISA-51.1
- Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) - basınç ölçümü temelleri, nist.gov
- ATEX Direktifi 2014/34/EU - Potansiyel olarak patlayıcı ortamlarda kullanıma yönelik ekipmanlar
- IEC 60529 - Muhafazalar tarafından sağlanan koruma dereceleri (IP Kodu)
- ISO/IEC 17025 - Test ve kalibrasyon laboratuvarlarının yeterliliği için genel gereklilikler
