Slėgio siųstuvas yra viena iš tų dalių, apie kurią niekas negalvoja, kol sugenda pačiu blogiausiu momentu. Jis tyliai sėdi ant vamzdžio jungiamosios detalės, įveda skaičių į valdymo skydelį ir atlieka savo darbą ilgus metus - iki tol, kol blogas kalibravimas arba korozijos pažeista diafragma paverčia procesą neplanuotu išjungimu. Jei nurodote vieną naujai konstrukcijai, pakeičiate nepavykusį įrenginį arba tiesiog bandote išsiaiškinti, kodėl gautos kainos svyruoja nuo 80 USD iki 600 USD už tą patį įrenginį, šis vadovas skirtas atsakyti į klausimus, kurie iš tikrųjų kyla šio proceso metu.
Kas tiksliai yra slėgio siųstuvas?
A slėgio siųstuvasmatuoja skysčio, dujų ar garų slėgį ir paverčia tą rodmenį standartizuotu elektriniu signalu -, paprastai 4-20 mA, 0–10 V, arba skaitmeniniu protokolu, pvz., HART arba Modbus, kurį PLC, DCS arba SCADA sistema gali nuskaityti tiesiogiai. Dėl signalo jis yra „siųstuvas“, o ne tik jutiklis: jis skirtas nuvažiuoti kabeliu, kartais šimtus metrų, nepablogindamas.
Slėgio siųstuvas ir keitiklis prieš matuoklį
Žmonės vartoja šiuos tris terminus laisvai ir RFQ, kurie gali sukelti tikrą painiavą.
- Slėgio matuoklis: visiškai mechaninis, tik vietinis nuskaitymas, nėra elektrinio signalo.
- Slėgio keitiklis: konvertuoja slėgį į elektrinę vertę, bet dažniausiai neapdorotą, žemo{0}}lygio signalą (milivoltais), kurį vis tiek reikia sustiprinti iš išorės.
- Slėgio siųstuvas: turi integruotą stiprinimą ir signalo kondicionavimą, todėl išveda švarų, paruoštą --naudoti signalą -, klientui nereikia papildomos aparatinės įrangos.
Jei jūsų valdymo sistemai reikia registruoti arba reaguoti į rodmenis, jums reikia siųstuvo. Jei kam tereikia žvilgtelėti į skaičių skydelyje, matuoklis yra pigesnis ir paprastesnis.
Kaip iš tikrųjų veikia slėgio siųstuvas
Panaikinkite prekės ženklą ir duomenų lapo žargoną, o kiekvienas slėgio siųstuvas atlieka tuos pačius tris dalykus: jaučia nedidelę fizinę deformaciją, paverčia tą deformaciją elektrine verte ir išvalo tą vertę tinkamu signalu.
Jutimo stadija
Proceso slėgis spaudžiasi prie diafragmos, paprastai per alyvos{0}}pildytą izoliatorių, kuris neleidžia faktiniam proceso skysčiui liesti elektronikos. Ši diafragma lankstosi - dažnai milimetro dalimi -, o jutimo elementas suvokia tą lankstumą kaip pasipriešinimo, talpos ar rezonansinio dažnio pokytį, priklausomai nuo jutiklio technologijos.
Kondicionavimo etapas
Neapdorota jutiklio išvestis yra silpna, ne{0}}tiesinė ir jautri temperatūros svyravimams. Vidinė elektronika jį sustiprina, koreguoja temperatūros pokytį, tiesina kreivę ir išstumia standartizuotą signalą. Taip pat čia didžioji dalis kainų skirtumo tarp 90 USD siųstuvo ir 400 USD vertės siųstuvo iš tikrųjų priklauso - ne pačiame jutiklyje, o tai, kaip gerai elektronika kompensuoja temperatūrą ir ilgalaikį- poslinkį.
Kodėl 4–20 mA tapo numatytoji
Siųstuvas, rodantis 0 barų, išveda 4 mA, o ne 0 mA. Tai tyčia. Jei kilpos srovė nukrenta iki nulio, valdymo sistema iš karto žino, kad nutrūko laidas arba neveikia siųstuvas, o ne supainioja jį su tikru nuliniu{5}}slėgiu. Tai nedidelis dizaino pasirinkimas, tačiau dėl šios priežasties 4–20 mA įstrigo pramoninėse aplinkose dešimtmečius, nepaisant to, kad yra naujesnių skaitmeninių alternatyvų.
Greitas pavyzdys
Paimkite 0-16 barų siųstuvą ant siurblio išleidimo linijos. Ramybės būsenoje slėgis yra 0 barų, o kilpa rodo 4 mA. Kai siurblys veikia ir slėgis linijoje pakyla iki 8 barų - pusės vardinio intervalo -, signalas proporcingai pakyla iki 12 mA. Kai siųstuvo slėgis yra 16 barų, kilpa pasiekia 20 mA. PLC konvertuoja tą srovę atgal į barą arba psi ir gali sukelti pavojaus signalą, kai tik peržengia nustatytą slenkstį.
Pagrindinės jutimo technologijos
Pjezorezistinis (įtempimo matuoklis)
Pramonės darbinis arkliukas. Deformacijos matuokliai yra sujungti arba išsklaidyti ant silicio arba metalinės diafragmos pagal Wheatstone tilto išdėstymą. Sulenkus diafragmą, pasikeičia matuoklių varža ir išbalansuojamas tiltelis, todėl susidaro slėgiui proporcinga įtampa. Jis nebrangus, mechaniškai tvirtas ir apima didžiulį diapazoną - nuo kelių milibarų iki tūkstančių barų -, todėl jis naudojamas daugumoje bendrų pramoninių pritaikymų.
Talpinis
Diafragma čia sudaro vieną kondensatoriaus plokštę, o slėgis keičia tarpą į fiksuotą atskaitos plokštę. Talpiniai jutikliai yra žinomi dėl to, kad laikui bėgant gerai išlaiko savo kalibravimą, todėl jie dažniausiai rodomi tais atvejais, kai yra brangu pakoreguoti - slėgio skirtumo matavimą ir bako lygį – du dažniausiai pasitaikantys dalykai.
Rezonansinis silicis
Mikro-apdirbtas silicio elementas vibruoja nustatytu dažniu, o taikomas slėgis keičia tą dažnį taip, kad jį būtų galima išmatuoti labai tiksliai. Šie siųstuvai kainuoja daugiau, tačiau jie yra pasirinkimas, kai programa tikrai negali toleruoti dreifo - globos perdavimo matavimo, kai nedidelė matavimo paklaida tiesiogiai paverčiama pinigais.
Pjezoelektrinis (tik dinaminis slėgis)
Pjezoelektriniai elementai sukuria krūvį veikiant stresui, tačiau šis krūvis laikui bėgant išnyksta, todėl jie negali išlaikyti stabilaus statinio rodmens. Jie nenaudojami kasdieniam procesų stebėjimui - jie sukurti greitiems slėgio įvykiams, pvz., degimo šuoliams ar hidrauliniam smūgiui, fiksuoti, kai atsako greitis yra svarbesnis nei statinis tikslumas.
Lauko pavyzdys, kurį verta žinoti
Pakavimo linija, kurioje veikia CIP (švarus{0}}-vietoje) kilpa, patyrė pertrūkius slėgio pavojaus signalus, kurie neatitiko to, ką operatoriai matė ant mechaninio matuoklio šalia siųstuvo. Pats siųstuvas puikiai patikrino ant stendo. Paaiškėjo, kad tikroji priežastis yra įstrigęs oras impulsinėje linijoje, tiekiančioje jutiklį - – dažna, nuobodu problema, kuri dažniau nei turėtų būti painiojama su sugedusiu instrumentu. Kai linija buvo išleista ir užpildyta, rodmenys sutapo ir aliarmai sustojo. Tai priminimas, kad siųstuvas yra toks tikslus, koks yra jo įrengimas; jutiklis retai nusipelno kaltės.
Specifikacijos, kurios iš tikrųjų svarbios lyginant kainas
Du siųstuvai gali atrodyti beveik identiškai ant popieriaus ir vis tiek veikti labai skirtingai. Prieš pasirašydami pirkimo užsakymą, patikrinkite:
- Tikslumas- pateikta kaip visos skalės procentas (±0,1 % FS, ±0,25 % FS ir kt.). Įsigijus didesnį tikslumą, nei reikia procesui, išlaidos tiesiog išauga ir jokios naudos.
- Diapazonas ir viršslėgio įvertinimas- jūsų darbinis slėgis turėtų patogiai įsitvirtinti vardiniame intervale ir turėti pakankamai ribos, kad atlaikytų kartais pasitaikančius šuolius.
- Išvesties signalas- 4-20mA išlieka numatytasis; HART, Modbus RTU arba Profibus PA verti papildomų išlaidų, jei reikia integruotos{1}}diagnostikos.
- Drėkintos medžiagos- 316L nerūdijančio plieno danga dažniausiai naudojama; ėsdinančios arba didelio grynumo{1}}terpės gali reikalauti Hastelloy, Monel arba tantalo.
- Proceso prijungimas- sriegio tipas ir dydis turi tiksliai atitikti esamas jungtis; tai vienintelė dažniausia užsakymo klaida.
- Apsauga nuo patekimo ir zonos klasifikavimas- IP65/IP67 daugeliui pramoninių nustatymų; ATEX, IECEx arba savaiminio saugumo įvertinimai pavojingoms zonoms.
Kur pirkėjai dažniausiai užklysta
Didžiausia klaida yra ne pasirinkti netinkamą jutiklių technologiją -, o kainų palyginimas tik pagal kainą, nepatikrinus, ar vienetai iš tikrųjų yra obuoliai-ir{2}}obuoliai. Siųstuvui, kurio kaina yra tik dalis konkurento, dažnai kažko trūksta: kalibravimo sertifikato, temperatūros kompensavimo visame diapazone arba sušlapusios medžiagos, kuri neatlaikys tikro proceso skysčio. Šis tarpas paprastai nepasirodo iki eksploatacijos mėnesių, o iki to laiko gedimo ir pakeitimo kaina gerokai viršija viską, kas buvo sutaupyta pirminiame užsakyme.
Verta tiesiogiai paprašyti kalibravimo sertifikato (ISO 17025 arba lygiaverčio atsekamumo), tikrojo temperatūros kompensavimo diapazono -, o ne tik veikimo diapazono - ir sudrėkintos medžiagos suderinamumo su konkrečia terpe patvirtinimo, o ne tik bendros cheminio atsparumo diagramos.
Tipinės programos
- Vandens ir nuotekų valymo - siurblio valdymas, bako lygis per hidrostatinį slėgį
- Naftos, dujų ir naftos chemijos - vamzdynų stebėjimas, gręžinių galvučių ir naftos perdirbimo gamyklų procesų valdymas
- ŠVOK ir pastatų automatika - aušintuvo slėgis, ortakių statinis slėgis
- Maisto ir gėrimų - higieniniai siųstuvai, skirti CIP sistemoms ir proceso indams
- Hidraulika ir pneumatika - mobili įranga, bandymų stendai, liejimas
- Energijos generavimas - katilo tiekimo vanduo ir garų kolektoriaus slėgis
Diegimo įpročiai, kuriuos verta perimti
- Prieš pradėdami eksploatuoti, išleiskite impulsines linijas, kad įstrigęs oras neišmestų skysčio slėgio rodmenų
- Dar kartą{0}}patikrinkite diferencinio slėgio vienetų montavimo orientaciją - tai turi įtakos poslinkiui
- Suderinkite sandarinimo ir tarpiklių medžiagas su proceso skysčiu, o ne tik su tuo, kas jau yra lentynoje
- Iš naujo sukalibruokite pagal tvarkaraštį, o ne laukite, kol rodmenys atrodys „išjungti“
- Niekada neleiskite, kad paleidimo pereinamieji procesai viršytų vardinio viršslėgio ribą, net trumpam - diafragmos pažeidimas dėl smaigalio dažnai būna nuolatinis, net jei įprastas veikimas išlieka toli nuo diapazono
Dažnai užduodami klausimai
Ar slėgio siųstuvas gali išmatuoti vakuumą?
Taip, jei jis skirtas sudėtiniam diapazonui, kuriame yra neigiamas slėgis - nuo -1 iki 5 barų. Ne kiekvienas modelis tai palaiko, todėl prieš užsakant tai reikia patvirtinti duomenų lape.
Kaip dažnai reikia kalibruoti slėgio siųstuvą?
Kasmet yra įprastas daugelio pramoninių linijų bazinis rodiklis, tačiau saugos -kritinės ar saugos-perdavimo programos gali reikalauti trumpesnių intervalų. Didelio-stabilumo jutiklių tipai kartais gali pailginti šį intervalą, tačiau tai turėtų būti patikrinta pagal konkretų procesą ir bet kokius reguliavimo reikalavimus, o ne prielaida.
Kuo skiriasi manometro, absoliutaus ir diferencinio slėgio siųstuvai?
Manometrinis slėgis matuojamas atsižvelgiant į atmosferos slėgį ir yra labiausiai paplitęs tipas. Absoliutus slėgis matuojamas pilno vakuumo atžvilgiu. Slėgio skirtumas matuoja skirtumą tarp dviejų atskirų taškų ir yra plačiai naudojamas srauto matavimui ir hidrostatinio bako lygiui.
Ar didesnė kaina visada reiškia didesnį tikslumą?
Ne. Kaina atspindi sertifikatus, konstrukcijos kokybę, prekės ženklą ir pristatymo laiką tiek pat, kiek ir tikslumą. Visiškai įmanoma, kad vidutinės-kainos siųstuvas pranoktų aukščiausios kokybės-prekės ženklo siųstuvą dėl realaus-pasaulio stabilumo -, duomenų lapo tikslumo rodiklis yra geresnis rodiklis nei kainos žyma.
Paskutinės mintys
Slėgio siųstuvas yra nedidelė techninės įrangos dalis, atliekanti darbą, nuo kurio tyliai priklauso valdymo kilpa arba saugos blokavimas. Suvokus, kas iš tikrųjų vyksta jame - jutimo elementas, kondicionavimo elektronika, standartizuota išvestis -, daug lengviau kritiškai perskaityti duomenų lapą ir užduoti geresnius klausimus prieš išleidžiant pirkimo užsakymą, o ne rinktis vien pagal kainą. Jei kyla abejonių, paprastai pakanka tiekėjui išsiųsti proceso terpę, slėgio diapazoną ir reikalingus sertifikatus, kad gautumėte tinkančią jutiklio rekomendaciją, nereikalaujant daug -ir{5}}atgal.
Nuorodos
- Tarptautinė automatizavimo draugija (ISA) -Proceso instrumentavimo terminija, ISA-51.1
- Nacionalinis standartų ir technologijų institutas (NIST) - slėgio matavimo pagrindai, nist.gov
- ATEX direktyva 2014/34/ES - Įranga, skirta naudoti potencialiai sprogioje aplinkoje
- IEC 60529 - Apsaugos laipsniai, kuriuos suteikia korpusai (IP kodas)
- ISO/IEC 17025 - Bendrieji bandymų ir kalibravimo laboratorijų kompetencijos reikalavimai
