Mi az a nyomásmérő? Típusok, működés és alkalmazások

Mi az a nyomásmérő?

A technikus ellenőrzi a szivattyú nyomóvezetékének tárcsáját, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a leolvasás a biztonságos tartományon belül van. Ez a gyors, naponta ezerszer megismételt vizuális ellenőrzés az iparág egyik legrégebbi műszerén, a nyomásmérőn alapul.

A nyomásmérő egy olyan műszer, amely zárt rendszerben méri egy gáz vagy folyadék nyomását, és mutatja az értéket számlapon vagy digitális képernyőn. A legtöbb mechanikus mérőműszernek nincs szüksége külső áramforrásra: a nyomás maga mozgatja a mutatót egy kalibrált skálán, így ez a leggazdaságosabb módja az ipari, kereskedelmi és háztartási berendezések nyomásának figyelésének.

A nyomásmérő nem jeladó. A műszer helyi leolvasást biztosít; egy távadó a nyomást elektromos jellé alakítja át, például 4-20 mA vagy Modbus, PLC vagy távoli kijelző számára. Sok rendszer mindkettőt használja: egy mérőeszközt a helyszíni ellenőrzéshez és egy távadót az automatikus vezérléshez.

A leggyakoribb konfiguráció az analóg, közvetlenül szerelt mérőműszer Bourdon csővel és sárgaréz vagy rozsdamentes acél nedvesített részekkel. Konkrét példaként az általános célú, általános célú nyomásmérők, mint például az Y60 sorozat tipikus kiindulópontja az OEM berendezéseknek.

Hogyan működik a nyomásmérő?

A nyomásmérő belsejében a folyamat nyomása egy rugalmas érzékelőelemnek ütközik, és egy fogaskerék ezt a mozgást mutató forgására fordítja.

Nyomásérzékelő elem: Bourdon cső

A Bourdon cső a legszélesebb körben használt érzékelőelem. Ez egy ívelt vagy spirális fémcső, ovális keresztmetszetű. Amikor nyomás lép fel, a keresztmetszete igyekszik kerek lenni, amitől a cső kissé kiegyenesedik. Ez a kis elmozdulás, gyakran kevesebb, mint egy milliméter, meghajtja a mozgáshoz csatlakoztatott rudazatot. A Bourdon csövek pontosak, robusztusak és olcsók, és a legszélesebb tartományt fedik le, 60 mbártól több ezer barig.

Alternatív érzékelőelemek: membrán és kapszula

Nem minden médium illik egy Bourdon-csőhöz. A membránelem egy vékony fémkorong, amely nyomás hatására elhajlik; A membrános mérőeszközök alacsonyabb nyomást mérnek, és a membrántömítéssel viszkózus, szennyezett vagy korrozív közegeket is képesek kezelni. A kapszulaelem két, egymáshoz hegesztett hullámos membránból áll, és elég érzékeny a nagyon alacsony nyomásokra, például a kemence huzatára. Az érzékelőelem kiválasztása beállítja a használható nyomástartományt és azt a közeget, amellyel a mérőeszköz biztonságosan érintkezhet.

A Movement and Case Assembly

A mozgás, egy precíziós fogaskerék-készlet, az elhajlást mutató forgására erősíti. A tok védi a mechanizmust; A folyamatos vibráció vagy lüktetés olajjal töltött házat igényel, amelynek csillapítófolyadéka stabilizálja a mutatót és keni a fogaskerekeket. A folyamatcsatlakozás, általában 1/4 hüvelykes NPT vagy 1/2 hüvelykes BSP, a csőbe, a tartályba vagy a gépbe csavarodik.

Mérőnyomás vs. abszolút nyomás vs. nyomáskülönbség

A nyomásérték mindig egy referenciapontra vonatkozik, és a referencia határozza meg, hogy mit mutat a mérő.

Az abszolút nyomást a tökéletes vákuumra utalják. Ez a folyadék valódi nyomása, amely a P által a légköri nyomáshoz kapcsolódik _abs = P _{mérőeszköz} P _atm . Az abszolút mérőeszközök belső vákuum-referenciakamrát tartalmaznak, így a leolvasások nem változnak az időjárástól vagy a magasságtól. Jellemző felhasználási területek: barometrikus megfigyelés és vákuum bevonat.

A mérőnyomást a légköri nyomásra vonatkoztatják. A szabványos mérőműszer nullát mutat, ha nyitott a légkörre; a tárcsa a környezeti nyomás feletti nyomást mutatja. A legtöbb ipari mérőműszer, a levegővevőktől a hidraulikus présekig és vízszivattyúkig, megjeleníti a mérőnyomást.

A nyomáskülönbség két pont közötti különbség. A differenciálmérőnek két folyamatcsatlakozása van, és közvetlenül mutatja a különbséget; A gyakori felhasználások közé tartozik a szűrő eltömődésének, a lezárt tartályokban lévő folyadékszintnek és a nyílásos lemezen való áramlásnak a figyelése.

Egy összetett mérőeszköz a vákuumot és a pozitív nyomást is leolvassa egy skálán, középen átlépve a nullát. A gumiabroncs-nyomásmérő a túlnyomást mutatja; a csomagolókamrában lévő mérő-ellenőrző vákuum abszolút vagy összetett kialakítást igényel.

A mérőeszközökön használt általános nyomásmértékegységek

A nyomásmérők a regionális szabványoktól függően különböző mértékegységekkel készülnek. Az alábbi táblázat felsorolja azokat az egységeket, amelyekkel leggyakrabban találkozik.

A gyors átalakítás érdekében 1 bar körülbelül 14,5 psi vagy 100 kPa, 1 MPa pedig 10 bar. Az exportáló berendezések gyakran használnak kétléptékű tárcsákat, például psi-t és sávot a hibák elkerülése érdekében.

A nyomásmérők fő típusai

A nyomásmérőket referencia, érzékelőelem és felépítés szerint lehet osztályozni. Ez a három nézőpont megfelel a munkakörülményeknek.

Referencia szerint: mérő, abszolút és differenciál

Ez az osztályozás a fent ismertetett hivatkozást követi. Egy szabványos szelvény a légkörhöz viszonyítva mér; az abszolút mérőeszköz vákuumkamrát tartalmaz; egy differenciálmérőnek két portja van, és mutatja a különbséget.

Érzékelő elem szerint: Bourdon cső, membrán, kapszula

A Bourdon csőmérők a legszélesebb tartományt fedik le, körülbelül 60 mbar-tól több ezer barig, és megfelelnek a legtöbb általános feladatnak. A membránmérők kisebb nyomást is kezelnek, és elviselik a piszkos vagy agresszív közegeket. A kapszula-mérők nagyon alacsony, jellemzően 600 mbar alatti nyomásokhoz vannak fenntartva, például a kemence huzatához.

Speciális felépítés szerint: tömített, korrózióálló, ütésálló, robbanásbiztos

Ha a technológiai közeg viszkózus, részecskéket hordoz, vagy hajlamos eltömíteni az érzékelőelemet, egy membrántömítés szigeteli el a mérőeszköz belső részeit. A települési és ipari vízüzemekben a vízkezelő vezetékekben használt membrános tömítésű mérőeszközök megakadályozzák, hogy az iszap és a lebegő szilárd anyagok elzárják az elemet, miközben stabil leolvasást biztosítanak.

Ha a környezet maró hatású, például vegyi üzemek vagy offshore platformok, a teljesen rozsdamentes acél szerkezet megvédi a nedves részeket és a házat. A petrolkémiai létesítmények a rozsdamentes acélt egy olajjal töltött házzal kombinálják; Az olajjal töltött ütésálló nyomásmérők petrolkémiai használatra a finomítók és az átrakóállomások szabványos specifikációi.

Gyúlékony gázokhoz vagy gyúlékony porokhoz a robbanásbiztos mérőeszközök nagy teherbírású tokkal és lángálló csatlakozásokkal megakadályozzák, hogy a belső szikrák meggyújtsák a légkört.

Ütésálló, olajjal töltött mérőműszerek is gyakoriak a mobil berendezéseken; a hidraulikus hajtóművek, kompresszorok és tengeri motorok olyan vibrációt keltenek, amely gyorsan kifárasztja a száraz mérőműszert.

Analóg vs. digitális nyomásmérők

Az analóg mechanikus mérőműszerek továbbra is az alapértelmezett helyi jelzések: nincs szükségük áramra, és túlélik a durva használatot. A digitális műszerek nagyobb pontosságot kínálnak, gyakran a teljes skála 0,1-0,5%-át, és kimeneteket biztosítanak adatnaplózáshoz vagy távfelügyelethez. Jól tűri a vibrációt, de akkumulátorra van szükségük, és nem szeretik a szélsőséges hőmérsékleteket. A kettő kiegészíti egymást: analóg a közvetlen olvasáshoz, digitális a pontossághoz.

Nyomásmérők ipari alkalmazásai

A különböző iparágak eltérő nyomásviszonyokat hoznak létre, ezért a gyártók eltérően építik a mérőórákat.

• Petrolkémia és energia: A csővezetékek, tárolótartályok és szivattyúállomások rozsdamentes acélból készült, olajjal töltött és robbanásbiztos mérőeszközökre támaszkodnak a korrozív közegekhez és a veszélyes zónákhoz.
• Vízkezelés: fordított ozmózisos rendszerek és szűrőbetétek figyelik az előtolást és a nyomáskülönbséget; A membrános tömített mérőeszközök megakadályozzák az iszap és részecskék okozta eltömődést.
• HVAC és hűtés: a hűtőkörök és a hűtők nyomásugrásokat okoznak; HVAC nyomásmérők kapillárissal hagyja a tárcsát távol a forró csövektől, védve a mozgást.
• Orvosi felszerelés: a vérnyomásmérőkhöz, oxigénszabályozókhoz és vákuumszívókhoz pontos, tisztítható műszerekre van szükség; orvosi minőségű nyomásmérők ezekhez az érzékeny alkalmazásokhoz készültek.
• Háztartási gépek: a kávéfőzők ellenőrzik az extrakciós nyomást, a víztisztítók pedig a membránnyomást; ezek a kompakt műszerek élelmiszerrel érintkező anyagokat használnak, és kevés karbantartást igényelnek.
• Tengerészet és autóipar: a motorterek és a műszerfalak rezgésálló műszereket használnak az olajnyomás- és légfékrendszerekhez; a lezárt vagy olajjal töltött tokok stabilan tartják a tűt.
• Ipari termelés: A CNG-berendezések, az SF6 gázszigetelésű kapcsolóberendezések és a hegesztőrendszerek speciális gázokhoz és biztonsági követelményekhez illeszkedő mérőeszközöket használnak.

Ugyanazt a fizikai elvet, amikor a nyomás eltéríti az érzékelőelemet, minden iparágban eltérően alkalmazzák. A finomítói fokozatú mérőeszköz használhatatlan a kávéfőzőben: a média, a környezet, a hely és a biztonsági előírások egyszerűen mások.

Hogyan válasszuk ki az alkalmazásához megfelelő nyomásmérőt

A szisztematikus megközelítés megakadályozza a legtöbb kiválasztási hibát. Végezze el ezt az öt lépést.

1. Azonosítsa a médiát. Maró hatású, viszkózus vagy tele van szilárd anyaggal? Az iszapos víz eltömíti a szabványos Bourdon csövet, ezért adjon meg egy membrántömítést vagy megfelelő nedvesített anyagot. A tiszta levegő, az olaj és a gőz megfelelő a sárgaréz vagy rozsdamentes acél alkatrészekkel.
2. Határozza meg a nyomástartományt és a pontosságot. Kerülje a futást a mérleg tetején; az ideális működési pont a teljes skála 25%-a és 75%-a között van. A folyamatos 50 bar-os folyamat megfelel a 0-100 bar nyomásmérőknek.
3. Értékelje a telepítési környezetet. A vibráció olajjal töltött tokot igényel; a magas környezeti hőmérséklet távszerelést igényelhet; a veszélyes légkör robbanásbiztos felépítést és tanúsítványt igényel.
4. Válassza ki a csatlakozást és a rögzítést. Illessze a menettípust és -méretet (NPT, BSP, metrikus) a meglévő szerelvényhez, és döntsön az alsó, hátsó vagy paneles rögzítés között.
5. Döntse el, hogy szüksége van-e elektromos kimenetre. Csak a helyi leolvasás azt jelenti, hogy elegendő egy mechanikus mérőműszer; ha a jelnek el kell jutnia egy vezérlőhöz, válasszon adót vagy hibrid mérőműszert tárcsával és kimenettel.

Ha ezek a paraméterek egyértelműek, a kiválasztási tartomány gyorsan szűkül. A normál levegő-, víz-, olaj- és hidraulikus feladatokhoz böngésszen a általános nyomásmérők teljes választéka a gyártó termékoldalán, és megrendelés előtt erősítse meg a média kompatibilitását a szállítóval.

Karbantartási és kalibrálási alapok

A nyomásmérők megbízhatóak, de olyan precíziós műszerek, amelyek alapvető törődést érdemelnek. Négy szokás fedi le a legtöbb helyzetet:

• Ellenőrizze a nulla pozíciót. Amikor a rendszer nyomásmentes, a mutatónak nullán kell állnia; az állandó eltolás deformálódott érzékelőelemet vagy elhasználódott mozgást jelent.
• Figyelje a mutató viselkedését. Az enyhe lebegés normális, de az erős lebegés a belső csillapítás elvesztését vagy az eltömődött nyílást jelzi.
• Vizsgálja meg az ablakot és a tokot. A szárazház-mérő belsejében lévő nedvesség azt jelenti, hogy a tömítés meghibásodott; cserélje ki, mielőtt a korrózió károsítaná a mozgást.
• Kalibrálás ütemezett. Az éves újrakalibrálás az általános szolgáltatás alapja; a minőségkritikus alkalmazások gyakoribb ellenőrzéseket igényelnek. Hasonlítsa össze egy referenciaszabvánnyal, és cserélje ki, ha a hiba meghaladja a pontossági osztályát.

A leválasztó szelep lehetővé teszi a mérőeszköz eltávolítását anélkül, hogy leállítaná a folyamatot, és egy elzáró vagy szifonhurok véd a vízkalapács és a gőz ellen. Ezzel a gondossággal a minőségi mérőműszer évekig futhat. Cserélje ki a műszert, ha a számlap olvashatatlanná válik, a tű beakad, vagy a tok megsérül; egy váratlan meghibásodás többe kerül, mint egy új mérőműszer.

Következtetés

A nyomásmérő a mérnöki szakmában folyamatosan felmerülő kérdésre ad választ: mekkora a nyomás jelenleg ebben a rendszerben? A mechanikus műszerek áram nélkül, alacsony költséggel és kellő pontossággal válaszolnak rá a legtöbb ipari és kereskedelmi alkalmazáshoz.

Ha megérti, hogyan működik az érzékelőelem, miben tér el a mérőnyomás az abszolút és a differenciális leolvasástól, valamint arról, hogy az iparágak miért igényelnek eltérő konstrukciókat, segít meghatározni a megfelelő műszert. Kezdje a hordozóval, a nyomástartománnyal és a telepítési környezettel. Ha bármely részlet nem világos, forduljon a gyártóhoz a konkrét folyamatinformációkkal, és hagyja, hogy egy szakember ajánljon egy tesztelt modellt az Ön alkalmazásához.