Absolutní vs převodník tlaku: Který vlastně potřebujete?

Někdo z nákupního týmu dostane datový list od inženýra, vidí „absolutnítlakový vysílač" na jednom vedení a "vysílač tlaku" na druhém a musí rychle zjistit, který z nich si objednat. Oba vypadají na katalogové fotografii stejně. Oba mají ve většině případů výstup 4-20 mA. Část, na které skutečně záleží, je pohřbena uvnitř senzoru: co každý používá jako svůj nulový bod.

Smíchejte to v objednávce a vysílač stále funguje. Pouze hlásí číslo, které je mimo zhruba jednu atmosféru a v závislosti na procesu je to buď irelevantní, nebo je to vážný problém.

Co znamená "referenční tlak" v praxi

Tlakový senzor neměří tlak izolovaně. Měří rozdíl mezi procesním tlakem na jedné straně membrány a jakýmkoli referenčním tlakem na druhé straně. Tato reference definuje typ senzoru.

Průmyslové vybavení se obecně dělí do tří odkazů:

• Přetlak, měřený proti místnímu atmosférickému tlaku
• Absolutní tlak, měřený proti uzavřenému vakuu
• Diferenční tlak, měřený mezi dvěma body procesu spíše než proti pevné referenční hodnotě

Diferenciál je své vlastní téma. Téměř vždy se mezi prvními dvěma objeví zmatek.

Převodníky tlaku

Měřicí vysílač má malý průduch, obvykle vedený kabelem, který vystavuje referenční stranu membrány otevřenému vzduchu. Když vysílač sedí na lavičce a nic není připojeno, ukazuje nulu, protože porovnává atmosféru s atmosférou. Jak se mění počasí nebo barometrický tlak, nulový bod se pohybuje s ním. To není vada. Je to celý designový záměr.

Toto je výchozí volba pro většinu průmyslových tlakových smyček a je pro to dobrý důvod. Výtlačné potrubí čerpadla, sběrač stlačeného vzduchu, hydraulický válec, smyčka hladiny vody v nádrži - v téměř všech z nich, číslo, které je pro obsluhu skutečně důležité, je tlak vzhledem k okolní atmosféře. Nikdo, kdo provozuje posilovací čerpací stanici, nemusí znát absolutní tlak proti referenční hodnotě vakua; potřebují vědět, jak silně čerpadlo tlačí vzhledem k okolí.

Kompromis-se projevuje na dvou místech. Za prvé, jednotka zkalibrovaná a vynulovaná na hladině moře bude vykazovat malý posun, jakmile bude instalována v zařízení umístěném v nadmořské výšce, protože nyní proudí do řidšího vzduchu, než proti kterému byla testována. Za druhé, tato ventilační cesta je také vstupním bodem. Vlhkost a prach se mohou dostat do referenční dutiny v průběhu let, což je důvod, proč snímače měřidel obvykle spoléhají na vysoušecí zátku nebo odvzdušňovač, který vyžaduje pravidelnou pozornost. Vynechte tuto údržbu v pobřežních závodech nebo závodech s vysokou{5}}vlhkostí a nulový bod se posune dostatečně pomalu, že operátoři často obviňují proces dříve, než podezřívají přístroj.

Převodníky absolutního tlaku

Absolutní vysílač utěsňuje referenční stranu membrány proti vakuu, místo aby ji odvětrával. Neexistuje vůbec žádné vystavení okolnímu vzduchu, takže se reference nikdy nepohne. Na úrovni moře to znamená, že absolutní vysílač sedící pod širým nebem neukáže nulu -, čte zhruba 14,7 psi (101,3 kPa), protože to je ve skutečnosti standardní atmosféra ve vztahu ke skutečnému vakuu.

To záleží nejvíce tam, kde by atmosférický drift narušil čtení spíše než jen mírně posunul:

• Vakuové procesy, jako je lyofilizace, odplyňování nebo vakuová destilace, kde proces probíhá pod atmosférou a měřicí senzor by jednoduše překročil použitelný rozsah a rozlišení, právě když zajímavá část procesu začíná
• Barometrické měření, kde cílem je sledování samotného atmosférického tlaku, nikoli něčeho, co je s ním relativní
• Zatěžovací-komory, simulace nadmořské výšky a letecká testovací prostředí, kde na opakovatelnosti na různých místech a podmínkách záleží více než na místním pohodlí
• Úschova a měření plynu, kde výpočty často vyžadují skutečnou absolutní hodnotu podle nařízení, nikoli místně odkazovanou hodnotu

Vzhledem k tomu, že referenční komora je spíše utěsněná než odvětrávaná, absolutní senzory také obcházejí režim selhání vniknutí vlhkosti-, který jsou měrné jednotky založeny na řízení. Kompromisem-je ověření v terénu: nemůžete jen otevřít absolutní senzor vůči atmosféře a potvrdit nulu tak, jak to dokážete pomocí měřicí jednotky. Správná kontrola vyžaduje referenční zdroj vakua nebo kalibrovaný barometrický standard.

Srovnání-vedle{1}}po boku

Odvzdušněné senzory vyžadují pravidelné kontroly vysoušedla; utěsněné senzory se tomu vyhýbají, ale bez patřičného referenčního vybavení je v terénu hůře odhalitelné-.

Je tu střední možnost: Sealed Gauge

Stojí za zmínku, než se přesuneme dál, protože se objevuje v RFQ častěji, než lidé očekávají. Utěsněný převodník měřidla odkazuje na pevný vnitřní tlak blízký standardní atmosféře spíše než na skutečné vakuum nebo otevřený ventil. V každodenním provozu se chová téměř jako standardní měřidlo, ale bez ventilační cesty, která časem propouští vlhkost a nečistoty. Někteří výrobci je umisťují pro venkovní instalace, námořní prostředí nebo kdekoli, kde jsou požadavky na údržbu odvětrávaného senzoru nepraktické, aniž by platili za skutečný absolutní senzor, který aplikace nepotřebuje.

Jak se vlastně rozhodnout

Začněte tím, co pro proces musí znamenat „nula“.

Pokud je číslo, na kterém záleží, tlak vzhledem k tomu, co atmosféra ten den dělá, je měřidlo správné. Pokud proces potřebuje hodnotu, která je stabilní bez ohledu na počasí, nadmořskou výšku nebo barometrický drift, ukazuje to na absolutní.

Zkontrolujte, zda proces někdy přejde do vakua

Zde dochází nejčastěji k chybám při výběru. Měřicí vysílač může technicky ukázat malý záporný údaj pod atmosférou, ale jeho dosah a přesnost jsou postaveny na kladné straně nuly. Pokud proces tráví reálný čas pod atmosférickým tlakem, absolutní vysílač nastavený na tento rozsah poskytuje mnohem lepší rozlišení tam, kde se to počítá.

Zohledněte nadmořskou výšku instalace a konzistenci webu-k{1}}webu

Vysílač kalibrovaný na hladinu moře a nainstalovaný ve výšce 1 500 metrů bude v okamžiku připojení vykazovat malý, ale skutečný posun. U jednoho webu to vyřeší-znovu vynulování po instalaci. U operací, které provádějí stejný proces napříč více zařízeními v různých nadmořských výškách, absolutní měření zcela odstraní proměnnou a udržuje hodnoty srovnatelné napříč místy.

Co kupující skutečně zkontrolují před objednávkou

Datové listy pro měřicí a absolutní vysílače vypadají téměř identicky, takže skutečné rozhodnutí obvykle spočívá na krátkém seznamu specifikací, které určují, zda jednotka vyhovuje instalaci:

• Výstupní signál.4-20 mA je stále výchozí pro přímé smyčky, ale HART je běžný tam, kde záleží na diagnostice, a Modbus nebo jiné digitální protokoly se více objevují na novějších systémech integrovaných do PLC. Potvrďte, že řídicí systém skutečně podporuje to, co je citováno.
• Procesní připojení.Typ a velikost závitu (G1/2, 1/4 NPT a podobně) musí odpovídat stávajícím fitinkám, nebo nesprávné připojení změní jednoduchou výměnu v obráběcí práci.
• Třída přesnosti a rozsah tlaku.Senzor určený pro široký rozsah, ale běžící většinu času v blízkosti spodní části tohoto rozsahu, ztrácí smysluplné rozlišení. Přizpůsobením rozsahu skutečnému provoznímu tlaku, nikoli pouze maximu, kterého by proces mohl teoreticky dosáhnout, získáte lepší data.
• Certifikace.ATEX nebo IECEx pro nebezpečné oblasti, CE pro trh EU, SIL2 pro bezpečnostní smyčky - toto nejsou volitelné položky, pokud je místo instalace vyžaduje, a dodací lhůty se mohou prodloužit, pokud certifikovaná jednotka již není na skladě.
• Kryt a ochrana proti vniknutí.Stupeň krytí IP65 versus IP67 versus plně ponořitelný stupeň ochrany je mnohem důležitější ve venkovním prostředí nebo v prostředí s umýváním, než je tomu v místnosti s řízenou klimatizací-.

Nic z toho nemění, zda je správný typ snímače měřidlo nebo absolutní. Určuje, zda konkrétní objednaná jednotka bude skutečně fungovat, jakmile dorazí.

Chybám, kterým stojí za to se vyhnout

Při výběru vysílače se opakovaně zobrazuje několik vzorů:

Považování „hodnoceno pro vakuovou službu“ za totéž jako „absolutní reference“. Spousta měřicích vysílačů může číst do záporného rozsahu blízkého nule, ale to není absolutní reference a přesnost těsně kolem nuly má tendenci trpět u jednotek, které pro to nejsou určeny.

Výměna za náhradní vysílač pocházející z jiného klimatu nebo nadmořské výšky bez opětovného{0}}nulování po instalaci. Je to malý posun, ale je skutečný a je snadné jej přehlédnout, dokud si někdo nevšimne, že údaje zcela neodpovídají staré jednotce.

Údržba vysoušedla klouzat po odvětrávaných senzorech. Posun je dostatečně pozvolný, že je často obviňován spíše z procesu než z nástroje, zejména ve vlhkém nebo přímořském prostředí.

Objednávání absolutních vysílačů pro aplikace, které se nikdy nepřiblíží vakuu. Obvykle stojí více a pro přímou tlakovou smyčku v nádrži nebo potrubí tyto dodatečné náklady nekupují nic, co proces skutečně potřebuje.

Kde se každý typ zobrazí v poli

Vakuový výparník v potravinářském nebo farmaceutickém procesu potřebuje absolutní vysílač, aby mohl sledovat, jak hluboko pod atmosférou komora skutečně sedí. Senzor měřidla by se dostal mimo užitečný rozsah právě na začátku smysluplné části procesu.

Čerpací stanice nebo vodní distribuční smyčka nemají pro absolutní měření skutečné využití. Přetlak ve vztahu k atmosféře je přesně počet, který operátoři potřebují ke každodennímu posouzení výkonu čerpadla, a je jednodušší jej ověřit v terénu.

Polovodičové nebo tenkovrstvé -procesní zatěžovací-komory téměř vždy specifikují absolutní vysílače, protože opakovatelné hodnoty vakua nezávislé na kolísání tlaku v budově HVAC jsou hlavním bodem měření.

Běžné otázky

Může být měřicí vysílač použit ve vakuové aplikaci?

Pouze na mělkém konci. Měřicí senzor může ukazovat malé záporné hodnoty, ale rozlišení a přesnost blízko skutečného vakua jsou omezeny konstrukcí. Pro cokoli mimo lehké vakuum se lépe hodí absolutní.

Záleží na nadmořské výšce, pokud je proces řízen uvnitř a{0}}klima?

Ano, nadmořská výška ovlivňuje místní atmosférický tlak bez ohledu na to, co se děje uvnitř. Klimatizace mění teplotu a vlhkost, nikoli základní atmosférickou referenci, ke které se odvětrává čidlo měřidla.

Je zaplombovaný vysílač stejný jako absolutní?

Ne. Odkazuje na pevný vnitřní tlak blízký standardní atmosféře, nikoli na skutečné vakuum, takže se chová jako používaná měřidla, ale bez otevřené ventilační cesty.

Proč absolutní vysílač čte pod širým nebem kolem 14,7 psi místo nuly?

Protože to odkazuje na skutečné vakuum a standardní atmosférický tlak na hladině moře je zhruba 14,7 psi nad touto referenční hodnotou. Měřicí vysílač odečítá tento atmosférický tlak automaticky; absolutní ne.

Správné specifikace hned napoprvé

Měřítko-vs{1}}absolutní rozhodnutí spočívá v jedné otázce: potřebuje proces čtení ve vztahu k místní atmosféře, nebo takové, které se nemění bez ohledu na to. Většina každodenních tlakových smyček spadá do první kategorie. Vakuová, letecká a přesná atmosférická práce spadají do druhé.

Pokud aplikace stále není zřejmá pouze z provozního rozsahu, nejrychlejší cestou je odeslání přes rozsah tlaku, nadmořskou výšku instalace a to, zda proces někdy neklesne pod atmosférickou hodnotu. To obvykle stačí k potvrzení správného typu a rozsahu snímače, než se něco objedná, místo toho, abyste po instalaci zjistili, že se čísla nesčítají.

Stále si nejste jisti, který z nich vyhovuje vašemu procesu?

Zašlete nám rozsah tlaku, procesní médium, nadmořskou výšku instalace a jakékoli certifikační požadavky (CE, SIL2 atd.) a my vám potvrdíme, zda je převodník absolutního nebo přetlakového tlaku správný, spolu s vhodným rozsahem a výstupním signálem. Většina dotazů dostane doporučení ke specifikaci zpět do jednoho pracovního dne.

[Požádat o cenovou nabídku → ]

Kontaktujte nyní

Reference

• Standardy a terminologie International Society of Automation (ISA) - pro procesní instrumentaci a měření tlaku.
• ASME B40.100, Tlakoměry a příslušenství, Americká společnost strojních inženýrů.
• Referenční data National Institute of Standards and Technology (NIST) - o standardním měření atmosférického tlaku a vakua.
• Technická reference Omega Engineering, Základy měření tlaku.
• Technické poznámky Emerson / Rosemount - referenční typy snímačů tlaku a konstrukce snímačů.