Датчик абсолютного чи манометричного тиску: який вам насправді потрібен?

Хтось із групи закупівель отримує таблицю даних від інженера, бачить «абсолютне значення».датчик тиску" на одній лінії та "передавач манометричного тиску" на іншій, і він повинен швидко визначити, який з них замовити. Обидва виглядають однаково на фото з каталогу. Обидва видають 4-20 мА в більшості випадків. Частина, яка насправді має значення, похована всередині датчика: те, що кожен використовує як свою нульову точку.

Додайте це до замовлення на купівлю, і передавач все ще працюватиме. Він просто повідомляє число, яке відхиляється приблизно на одну атмосферу, і залежно від процесу це або не має значення, або є серйозною проблемою.

Що на практиці означає «еталонний тиск».

Датчик тиску не вимірює тиск окремо. Він вимірює різницю між технологічним тиском на одній стороні діафрагми та контрольним тиском на іншій стороні. Це посилання визначає тип датчика.

Промислове приладобудування зазвичай поділяється на три групи:

• Манометричний тиск, виміряний відносно місцевого атмосферного тиску
• Абсолютний тиск, виміряний у закритому вакуумі
• Перепад тиску, виміряний між двома точками процесу, а не відносно фіксованого еталонного значення

Диференціал — окрема тема. Плутанина майже завжди виникає між першими двома.

Перетворювачі манометричного тиску

Датчик вимірювального приладу має невеликий вентиляційний отвір, який зазвичай проходить через кабель, який відкриває контрольну сторону діафрагми для відкритого повітря. Коли передавач сидить на лавці без жодних підключень, він читає нуль, тому що він порівнює атмосферу з атмосферою. У міру зміни погоди або барометричного тиску ця нульова точка переміщується разом із цим. Це не недолік. Це весь задум дизайну.

Це вибір за замовчуванням для більшості промислових контурів тиску, і на це є вагома причина. Лінія нагнітання насоса, колектор стисненого повітря, гідравлічний циліндр, контур рівня води в резервуарі - майже в усіх цих параметрах, число, яке насправді має значення для оператора, це тиск відносно навколишньої атмосфери. Нікому, хто використовує підкачувальну насосну станцію, не потрібно знати абсолютний тиск порівняно з еталонним значенням вакууму; їм потрібно знати, наскільки сильно насос тисне відносно навколишнього середовища.

Компроміс-проявляється у двох місцях. По-перше, пристрій, відкалібрований і обнулений на рівні моря, показуватиме невелике зміщення після встановлення на об’єкті, розташованому на висоті, оскільки тепер він випускає більш розріджене повітря, ніж це було перевірено. По-друге, вентиляційний шлях також є точкою входу. Вологість і пил можуть проникати в еталонну порожнину протягом багатьох років, тому передавачі манометрів зазвичай покладаються на пробку осушувача або сапун, які потребують періодичного догляду. Пропустіть це технічне обслуговування на прибережній установці або заводі з високою-вологістю, і нульова точка буде рухатися досить повільно, тому оператори часто звинувачують процес, перш ніж запідозрити прилад.

Перетворювачі абсолютного тиску

Абсолютний передавач закриває базову сторону діафрагми від вакууму замість того, щоб випускати її. Немає жодного впливу навколишнього повітря, тому еталон ніколи не рухається. На рівні моря це означає, що абсолютний передавач, який знаходиться на відкритому повітрі, не показуватиме нуль - він показує приблизно 14,7 фунтів на квадратний дюйм (101,3 кПа), тому що це стандартна атмосфера насправді відносно справжнього вакууму.

Це має найбільше значення там, де атмосферний дрейф може спотворити показання, а не просто трохи зрушити його:

• Вакуумні процеси, такі як-ліофілізаційне сушіння, дегазація або вакуумна дистиляція, у яких процес відбувається при температурі нижче атмосферного, і вимірювальний датчик просто вичерпає допустимий діапазон і роздільну здатність, коли починається цікава частина процесу.
• Барометричне вимірювання, метою якого є відстеження самого атмосферного тиску, а не відносного
• Завантажувальні-камери, симуляція висоти та аерокосмічні випробувальні середовища, де повторюваність на різних ділянках і в умовах важливіша ніж місцева зручність
• Передача на відповідальне зберігання та вимірювання газу, де розрахунки часто вимагають справжнього абсолютного значення відповідно до нормативних актів, а не локального значення

Оскільки контрольна камера є герметичною, а не вентильованою, абсолютні датчики також уникають режиму-проникнення вологи, для керування яким побудовані вимірювальні пристрої. Компромісом є-перевірка в польових умовах: ви не можете просто відкрити абсолютний датчик атмосфери та підтвердити нуль таким чином, як це можна зробити за допомогою манометра. Для належної перевірки потрібне еталонне джерело вакууму або калібрований барометричний стандарт.

Порівняння--поряд

Вентильовані датчики потребують періодичної перевірки осушувача; герметичні датчики уникають цього, але їх важче помітити-перевірити в польових умовах без належного довідкового обладнання.

Є середній варіант: герметичний датчик

Варто згадати, перш ніж рухатися далі, тому що це зустрічається в запитах пропозицій частіше, ніж люди очікують. Герметичний датчик манометра посилається на фіксований внутрішній тиск, близький до стандартної атмосфери, а не на справжній вакуум або відкритий вентиляційний отвір. У повсякденній експлуатації він поводиться майже як стандартний вимірювальний прилад, але без вентиляційного каналу, який дозволяє волозі та забрудненням проникати з часом. Деякі виробники розміщують їх для встановлення на відкритому повітрі, у морському середовищі або будь-якому місці, де вимоги до вентиляційного датчика є непрактичними, не платячи за справжній абсолютний датчик, який не потрібен програмі.

Як насправді прийняти рішення

Почніть із того, що «нуль» має означати для процесу

Якщо число, яке має значення, це тиск відносно того, що відбувається в атмосфері того дня, вимірювання правильні. Якщо процес потребує стабільних показників незалежно від погоди, висоти чи барометричного дрейфу, це вказує на абсолютне значення.

Перевірте, чи процес коли-небудь переходить у вакуум

Саме тут найчастіше трапляються помилки підбору. Технічно вимірювальний передавач може показувати невелике негативне значення нижче атмосфери, але його діапазон і точність побудовані навколо позитивної сторони нуля. Якщо процес проводить реальний час під тиском нижче атмосферного, абсолютний передавач, масштабований до цього діапазону, дає набагато кращу роздільну здатність там, де це має значення.

Враховуйте висоту встановлення та узгодженість-від-сайту

Передавач, відкалібрований на рівні моря та встановлений на висоті 1500 метрів, покаже невелике, але реальне зміщення в момент підключення. Для одного сайту повторне{3}}обнулення після встановлення вирішує цю проблему. Для операції, яка виконує той самий процес на кількох об’єктах на різних висотах, абсолютне вимірювання повністю видаляє змінну та зберігає показники порівнянними в різних місцях.

Що насправді перевіряють покупці перед замовленням

Специфікації вимірювальних і абсолютних датчиків виглядають майже ідентичними, тому справжнє рішення зазвичай зводиться до короткого списку специфікацій, які визначають, чи підходить пристрій для установки:

• Вихідний сигнал.4-20 мА все ще є стандартним для простих контурів, але HART є звичайним там, де діагностика важлива, а Modbus або інші цифрові протоколи більше відображаються в нових системах, інтегрованих з ПЛК. Підтвердьте, що система контролю дійсно підтримує те, що цитується.
• Технологічне підключення.Тип і розмір різьби (G1/2, 1/4 NPT тощо) мають відповідати наявним фітингам, інакше неправильне з’єднання перетворить звичайну заміну на механічну роботу.
• Клас точності та діапазон тиску.Датчик, специфікований для широкого діапазону, але працює більшу частину часу біля дна цього діапазону, втрачає значущу роздільну здатність. Зіставлення діапазону з фактичним робочим тиском, а не лише з максимальним, якого теоретично може досягнути процес, дає кращі дані.
• Сертифікати.ATEX або IECEx для небезпечних зон, CE для ринку ЄС, SIL2 для контурів безпеки - це не додаткові позиції, якщо вони потрібні на місці встановлення, і час виконання може розтягнутися, якщо сертифікований пристрій ще немає в наявності.
• Корпус і захист від проникнення.Рейтинг IP65 проти IP67 проти повністю занурюваного в воду має набагато більше значення на відкритому повітрі або в умовах миття, ніж у кімнаті з -контрольованим кліматом.

Нічого з цього не змінює, чи є вимірювальний чи абсолютний тип датчика правильним. Він визначає, чи справді працюватиме конкретний замовлений пристрій після його надходження.

Помилки, яких варто уникати

Кілька шаблонів постійно з’являються під час вибору передавача:

Вважати «номінальний для вакуумної служби» те саме, що й «абсолютний стандарт». Багато вимірювальних датчиків можуть зчитувати від’ємний діапазон біля нуля, але це не є абсолютним посиланням, і точність прямо навколо нуля, як правило, страждає на приладах, які не призначені для цього.

Заміна передавача на заміну, отриманого з іншого клімату чи висоти, без повторного -обнулення після встановлення. Це невелике зміщення, але воно реальне, і його легко пропустити, поки хтось не помітить, що показання не зовсім відповідають старим одиницям.

Дозволяючи технічному обслуговуванню осушувача ковзати на вентильованих датчиках. Дрейф досить поступовий, тому часто звинувачують процес, а не інструмент, особливо у вологому або прибережному середовищі.

Замовлення абсолютних передавачів для застосувань, які ніколи не наближаються до вакууму. Як правило, вони коштують дорожче, а для прямого контуру тиску в резервуарі або магістралі ця додаткова вартість нічого не потребує для процесу.

Де кожен тип відображається в полі

Вакуумний випарник у харчовому або фармацевтичному процесі потребує абсолютного передавача, щоб відстежувати, наскільки глибоко нижче атмосфери фактично знаходиться камера. Датчик вимірювального приладу вичерпався б із корисного діапазону прямо на початку важливої ​​частини процесу.

Насосна станція або контур розподілу води не мають реального використання для абсолютного вимірювання. Манометричний тиск по відношенню до атмосфери – це саме та кількість, яка необхідна операторам для повсякденної оцінки продуктивності насоса, і її простіше перевірити в польових умовах.

Напівпровідникові або тонкоплівкові -процесорні шлюзові камери під навантаженням-майже завжди вказують абсолютні передавачі, оскільки вся суть вимірювання — повторювані показання вакууму незалежно від коливань тиску в системі ОВК.

Загальні запитання

Чи можна використовувати вимірювальний датчик у вакуумі?

Тільки на мілкому кінці. Манометричний датчик може показувати невеликі негативні значення, але роздільна здатність і точність, близькі до справжнього вакууму, обмежені конструкцією. Для всього, що окрім легкого вакууму, краще підходить абсолют.

Чи має значення висота, якщо процес відбувається в приміщенні з-контрольованим кліматом?

Так, висота впливає на місцевий атмосферний тиск незалежно від того, що відбувається в приміщенні. Клімат-контроль змінює температуру та вологість, а не базову атмосферну еталонну лінію, на яку відкриває датчик манометра.

Чи є герметичний передавач вимірювального приладу таким же, як абсолютний?

Ні. Він посилається на фіксований внутрішній тиск, близький до стандартної атмосфери, а не на справжній вакуум, тому він поводиться як манометр під час використання, але без відкритого вентиляційного каналу.

Чому абсолютний передавач показує приблизно 14,7 psi на відкритому повітрі замість нуля?

Тому що він посилається на справжній вакуум, а стандартний атмосферний тиск на рівні моря приблизно на 14,7 фунтів на квадратний дюйм перевищує це значення. Манометрічний датчик автоматично віднімає цей атмосферний тиск; абсолютний ні.

Отримання правильної специфікації з першого разу

Розмір-проти-абсолютного рішення зводиться до одного питання: чи потребує процес вимірювання відносно місцевої атмосфери чи таке, яке залишається стабільним незалежно від неї. Більшість повсякденних напірних петель належать до першої категорії. Вакуумна, аерокосмічна та точна атмосферна робота відноситься до другої.

Якщо застосування все ще не є очевидним лише з робочого діапазону, найшвидшим шляхом є надсилання за межі діапазону тиску, висоти установки та того, чи опускається процес коли-небудь нижче атмосферного. Зазвичай цього достатньо, щоб підтвердити правильний тип датчика та діапазон, перш ніж щось буде замовлено, замість того, щоб після встановлення виявити, що цифри не збігаються.

Все ще не впевнені, який з них підходить для вашого процесу?

Надішліть нам інформацію про діапазон тиску, технологічне середовище, висоту установки та будь-які вимоги до сертифікації (CE, SIL2 тощо), і ми підтвердимо, чи підходить передавач абсолютного чи манометричного тиску, а також відповідний діапазон і вихідний сигнал. Більшість запитів отримують рекомендацію щодо характеристик протягом одного робочого дня.

[ Запитати пропозицію → ]

Зв'язатися зараз

Список літератури

• Міжнародне товариство автоматизації (ISA) - стандарти та термінологія для технологічних приладів і вимірювання тиску.
• ASME B40.100, Манометри та приладдя для манометрів, Американське товариство інженерів-механіків.
• Національний інститут стандартів і технологій (NIST) - довідкові дані щодо вимірювання стандартного атмосферного тиску та вакууму.
• Технічна довідка Omega Engineering, Основи вимірювання тиску.
• Технічні примітки Emerson / Rosemount - еталонних типів перетворювача тиску та конструкції датчика.