Basınç vericileriyle yeni temas kuran herkesin aklına şu soru gelecektir: Cihazın içinde boru hattındaki basıncı belirleyebilecek tam olarak ne var?
Kontrol odasında görülen basınç değerleri bir dizi dönüşümle elde edilir.
Basınç vericisinin genel prensibini anlamak, anormal basınç göstergesi, sıfır kayma ve dengesiz çıkış gibi sahadaki sorunların giderilmesini kolaylaştıracaktır.
1. Vericideki basınca ne olur?
Endüstriyel ortamlarda basıncı ölçerken bu, esas olarak, değişikliği algılayabilen bir bileşene basınç uygulamak anlamına gelir.
Basınç için hesaplama ilişkisi şu şekildedir: P = F / A
Basınç = Uygulanan kuvvet ÷ Uygulama alanı. Yani aynı kuvvet büyüklüğünde farklı uygulama alanları farklı basınçlara neden olur.
Basınç vericileri borulara, depolama tanklarına veya ekipmanlara monte edilir ve alınan mekanik kuvvet, proses arayüzü aracılığıyla iç ortam basıncına iletilir.
Bunların arasında basınç vericinin içinde hassas eleman adı verilen önemli bir bileşen vardır. Yaygın yapılar arasında metal diyaframlar, seramik diyaframlar, gerinim ölçer yapıları ve elastik ölçüm elemanları bulunur.
Örnek olarak yaygın olarak kullanılan diyafram tipi basınç vericiyi alın.
Orta düzeydeki basınç diyaframa etki ettikten sonra diyafram hafif bir bükülmeye uğrayacaktır. Bu değişiklik çok küçüktür ve çıplak gözle görülemez ancak sensör bunu algılayabilir.
Basınç arttığında diyafram daha çok değişir; basınç azaldığında diyafram orijinal durumuna geri döner.
Cihaz bu değişikliğe göre basınç seviyesini belirler.
II. Verici değişiklikleri nasıl algılıyor?
Farklı üreticilerin ve farklı modellerin basınç vericileri farklı dahili ölçüm prensiplerine sahip olabilir.
Sahadaki en yaygın basınç verici tipleri arasında piezodirençli, kapasitif ve rezonanslı tipler bulunmaktadır.
Piezo dirençli basınç vericisi
Piezo dirençli basınç vericisi, malzeme kuvvete maruz kaldığında dirençteki değişimi tespit ederek basıncı ölçer.
Basınç diyaframa etki ederek deforme olmasına neden olur. İçerisine yerleştirilen piezorezistif elemanlar gerilimden etkilenir ve direnç değerleri değişir.
Elektronik devre bu değişikliği algılar ve ardından onu güçlendirir, telafi eder ve karşılık gelen bir basınç sinyali verecek şekilde dönüştürür.
Bu yapı, hidrolik sistemlerde, ekipman basıncı ölçümünde ve endüstriyel boru hattı ölçümünde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yerinde bakım sırasında, basınç vericisinin dahili sensörünün hasarlı olduğundan veya piezo dirençli çipin anormal olduğundan şüpheleniliyorsa dikkate alınması gereken nedenlerden biri piezo dirençli çipin anormalliğidir.
Kapasitif basınç vericisi
Kapasitif basınç vericisinin ölçüm yöntemi mesafedeki değişime bağlıdır.
Cihazın içinde iki elektrot bulunur. Basınç değiştiğinde ölçüm diyaframı hareket ederek elektrotlar arasındaki mesafenin değişmesine neden olur ve kapasitans da buna göre değişir.
Elektronik modül kapasitanstaki değişikliği algılar ve bunu basınç çıkışına dönüştürür.
Petrokimya, enerji ve kimya tesislerinde birçok yüksek hassasiyetli basınç ve fark basınç ölçüm cihazı bu yapıyı benimser.
Rezonans basınç vericisi
Rezonans basınç vericisi, basıncın neden olduğu mekanik stres değişimi ve hassas rezonans elemanının doğal frekans değişimleri ile basıncı ölçer ve daha sonra frekans değişimi elektronik devre tarafından okunarak basınç değeri hesaplanır.
Bu tür cihazlar, yüksek stabilite gereksinimleri olan ölçüm senaryolarında yaygın olarak kullanılır.
Üçüncüsü, basınç vericisi 4-20mA çıkış veriyor mu?
Fabrika sahasında basınç vericisi genellikle DCS, PLC veya görüntüleme cihazlarına bağlanır. Sıklıkla gördüğümüz gibi 0 MPa, 4 mA'ya karşılık gelir; tam ölçek 20 mA'ya karşılık gelir.
Neden 0-20 mA kullanmıyorsunuz?
Esas olarak yerinde kullanımla ilgilidir.
Sıfır noktası da 0 mA ise devre kesildikten sonra yine 0 mA olacaktır ve sistem basıncın sıfır olup olmadığını veya devrede sorun olup olmadığını tespit etmekte zorlanacaktır.
Sıfır noktası olarak 4 mA kullanıldıktan sonra normal sıfır basınç mevcut olduğunda devrede hala 4 mA bulunur; devre bağlantısı kesildiğinde akım yaklaşık 0 mA'ya düşecektir.
Kontrol sistemi bu değişikliği anormalliği belirlemek için kullanabilir.
Ayrıca akım sinyali iletkenin direncindeki değişimden daha az etkilenir ve devrenin güç kaynağı voltajı ve yük gereksinimlerini karşılamak şartıyla endüstriyel sitelerde uzun mesafe iletimi için uygundur. Ancak mevcut sinyalin elektromanyetik girişim, topraklama, ekranlama ve hat döşeme konularını da dikkate alması gerekir.
Günümüzde birçok akıllı basınç vericisi aynı zamanda bir el kumandası aracılığıyla parametreleri okuyabilen, durumu kontrol edebilen ve ayarları değiştirebilen HART iletişimine de sahiptir.
Dördüncüsü, gösterge basıncı, mutlak basınç ve diferansiyel basınç arasındaki farklar
Basınç ölçümünde sıklıkla gösterge basıncını, mutlak basıncı ve diferansiyel basıncı görürüz. Aralarındaki fark referans basıncının seçiminde yatmaktadır.
Gösterge basıncı
Gösterge basıncı, sahada genellikle "basınç" olarak adlandırdığımız şeydir.
Atmosfer basıncını ifade eder. Örneğin, bir basınç göstergesi 0,6 MPa değerini gösterir, bu da ekipmanın içindeki basıncın dış atmosfer basıncından 0,6 MPa daha yüksek olduğunu gösterir.
Boru hattı basıncı ve ekipman basıncı ölçümü için çoğu ölçüm basıncını kullanır.
Mutlak basınç
Mutlak basınç mutlak vakumu ifade eder.
İkisi arasındaki ilişki: Mutlak basınç = Gösterge basıncı + Yerel atmosfer basıncı
Bazı vakum ekipmanlarında ve gaz hesaplama senaryolarında mutlak basıncın kullanılması gerekir.
Diferansiyel basınç
Diferansiyel basınç, iki konum arasındaki basınç farkını ölçer.
Hesaplama formülü: ΔP = P1 - P2
Örneğin, bir filtreden önce ve sonra bir fark basınç vericisi takılır. Filtre temiz olduğunda iki taraf arasındaki basınç farkı azdır.
Filtre bir süre çalıştıktan sonra filtrenin ön ve arka kısmı arasındaki basınç farkı artarsa, sistem bu durumun filtre elemanının tıkanmasından dolayı filtrasyon direncinin artmasına neden olduğunu verilere göre belirleyebilir.
Orifis plakalı debimetreler aynı zamanda diferansiyel basınç prensibine göre akışı hesaplar.
V. Basınç vericisinin hatalı görüntülenip görüntülenmediği nasıl kontrol edilir?
Basınç ölçümünde bir sorun olduğunda bu durum mutlaka vericinin bozuk olması anlamına gelmez. Yerinde sorun giderme işlemi yapılırken genellikle çeşitli yönlerden başlanır.
1. Basınç çekme konumunu ve basınç besleme borusunu kontrol edin
Sıvı basıncını ölçerken, basınç besleme borusunda hava varsa, bu durum basınç iletimini etkileyecektir.
Safsızlık içeren bir ortamı ölçerken, basınç düşürme portu tıkalıysa, basınç göstergesinin daha düşük olmasına veya değişmemesine neden olur.
Muayene sırasında aşağıdakileri doğrulamak gerekir:
• Basınç düşürme portu tıkalı mı;
• Basınç kurşun borusunda hava birikmesi var mı;
• Valf durumu doğru mu?
2. Sıcaklığın etkisini kontrol edin
Yüksek sıcaklıktaki ortam cihazın iç yapısını etkileyecektir. Isı, hassas elemanların özelliklerinde, sıvının yapısında ve hacminde, doğrudan vericiyi etkileyen ve sıfır noktasında bir değişikliğe neden olacak değişikliklere neden olacaktır.
Bu nedenle, birçok saha durumunda, soğuk yoğuşma kapları, soğuk bükümler veya diğer uygun yalıtım ve soğutma önlemleri, izin verilen proses sıcaklığına, kurulum yöntemine ve cihazın proses gereksinimlerine göre yapılandırılacaktır.
3. Basınç dalgalanmalarını kontrol edin
Pompa çıkışında, kompresör çıkışında ve vananın yakınında sıklıkla basınç dalgalanmaları olur.
Basınç hızla değiştiğinde vericinin çıkışı da sıçrayacaktır. Bu gibi durumların sebebinin gerçek basınç değişimi mi yoksa cihazın darbe alması mı olduğunu tespit etmek için prosesin birleştirilmesi gerekmektedir.
4. Aralık ayarını kontrol edin
Bazı saha basınç vericilerinin çok geniş aralık ayarı vardır.
Örneğin, ekipmanın normal basıncı yalnızca 0,3 MPa ise ancak 0 ila 10 MPa aralığına sahip bir verici takılıysa. Cihaz normal şekilde ölçüm yapabilse de alçak basınç alanındaki görüntü etkisi etkilenecektir.
Bu nedenle aralık seçiminin gerçek çalışma basıncına göre belirlenmesi gerekir.
VI. Basınç vericisi nasıl seçilir?
Seçim yaparken basınç aralığına ek olarak aşağıdakilerin de onaylanması gerekir:
Ölçüm aralığı
Normal çalışma, başlatma koşulları ve anormal çalışma koşulları altında cihazın farklı basınçlarını göz önünde bulundurun.
Kesinlik
Üretici tarafından sağlanan hassas göstergelere ve hesaplama yöntemlerine bakın.
Aşırı gerilim yeteneği
Cihazın dayanabileceği maksimum basınç şokunu doğrulayın.
İletişim malzemesi
Özellikle aşındırıcı ortamlar için diyaframın kontak malzemesiyle uyumlu olup olmadığını önceden kontrol ettiğinizden emin olun.
Kurulum ortamı
Cihazın patlamaya dayanıklı alanlar, yüksek sıcaklıktaki alanlar ve nemli alanlar için uygun olduğunu önceden onaylayın.
VII. Özet
Basınç vericisi sahada kurulur ancak DCS ekranında bir dizi işlemi içeren yalnızca bir basınç değeri görüntülenir.
Boru hattındaki basınç diyaframa etki eder, diyafram değişir, sensör değişiklikleri algılar, elektronik modül sinyale dönüştürür, kontrol sistemine 4-20mA gönderilir ve son olarak basınç değeri olarak görüntülenir.
Bu nedenle basınç vericisinde bir sorun olduğunda sadece cihazın kendisine odaklanmamak gerekir.
Basınç düşürme noktası, giriş borusu, kurulum yöntemi, parametre ayarları, sinyal hatları, hepsi basınç ölçüm sisteminin bir parçasıdır.
Basınç vericisinde ustalaşmak yalnızca birkaç prensibi hatırlamaktan ibaret değildir; Sahada sorunlar ortaya çıktığında sorun gidermeye nereden başlayacağınızı bilmek daha önemlidir.
Küçük bir basınç vericisi, sahadaki ekipman ile kontrol sistemi arasındaki bilgi aktarımını bağlar. Çalışma sürecini anlamak, sonraki kurulum, bakım ve arıza yönetimini çok daha sorunsuz hale getirecektir.
— Hakemli bir kamu hesabından alıntıdır
Yuyao Huangong automation instruments factory