Oricine tocmai a intrat în contact cu transmițătoarele de presiune va avea o întrebare: Ce se află exact în interiorul instrumentului care poate determina presiunea în conductă?
Valorile presiunii văzute în camera de control sunt obținute printr-o serie de conversii.
Înțelegerea principiului general al transmițătorului de presiune va facilita depanarea problemelor la fața locului, cum ar fi afișarea anormală a presiunii, deriva zero și ieșirea instabilă.
1. Ce se întâmplă cu presiunea din transmițător?
Atunci când măsurați presiunea în setări industriale, înseamnă în esență aplicarea presiunii unei componente care poate simți schimbarea.
Relația de calcul pentru presiune este: P = F / A
Presiune = Forța aplicată ÷ Zona de aplicare. Adică, cu aceeași mărime a forței, diferitele zone de aplicare duc la presiuni diferite.
Transmițătoarele de presiune sunt instalate pe conducte, rezervoare de stocare sau echipamente, iar forța mecanică primită este transmisă la presiunea medie internă prin interfața procesului.
Printre acestea, există o componentă cheie în interiorul transmițătorului de presiune numită element sensibil. Structurile comune includ diafragme metalice, diafragme ceramice, structuri de extensometru și elemente elastice de măsurare.
Luați ca exemplu transmițătorul de presiune de tip diafragmă utilizat în mod obișnuit.
După ce presiunea medie acționează asupra diafragmei, diafragma va suferi o ușoară îndoire. Această modificare este foarte mică și nu poate fi văzută cu ochiul liber, dar senzorul o poate detecta.
Când presiunea crește, diafragma se schimbă mai mult; când presiunea scade, diafragma revine la starea inițială.
Instrumentul determină nivelul de presiune pe baza acestei modificări.
II. Cum se schimbă simțul emițătorului?
Transmițătoarele de presiune de la diferiți producători și de diferite modele pot avea diferite principii interne de măsurare.
Cele mai comune tipuri de transmițătoare de presiune de pe amplasament includ tipurile piezorezistive, capacitive și rezonante.
Transmițător de presiune piezorezistiv
Transmițătorul de presiune piezoresistiv măsoară presiunea prin detectarea modificării rezistenței atunci când materialul este supus forței.
Presiunea acționează asupra diafragmei, determinând-o să se deformeze. Elementele piezoresistive instalate în interior sunt afectate de stres, iar valorile de rezistență ale acestora se modifică.
Circuitul electronic detectează această modificare și apoi o amplifică, o compensează și o convertește pentru a scoate un semnal de presiune corespunzător.
Această structură este utilizată pe scară largă în sistemele hidraulice, măsurarea presiunii echipamentelor și măsurarea conductelor industriale.
În timpul întreținerii la fața locului, dacă se suspectează că senzorul intern al transmițătorului de presiune este deteriorat sau cipul piezoresistiv este anormal, unul dintre motivele de luat în considerare este anomalia cipul piezoresistiv.
Transmițător de presiune capacitiv
Metoda de măsurare a transmițătorului capacitiv de presiune este legată de modificarea distanței.
Instrumentul are doi electrozi în interior. Când presiunea se schimbă, diafragma de măsurare se mișcă, ceea ce provoacă modificarea distanței dintre electrozi, iar capacitatea se schimbă în consecință.
Modulul electronic detectează modificarea capacității și o transformă în ieșire de presiune.
În fabricile petrochimice, energetice și chimice, multe dispozitive de măsurare a presiunii și a presiunii diferențiale de înaltă precizie adoptă această structură.
Transmițător de presiune rezonantă
Transmițătorul de presiune rezonantă măsoară presiunea prin modificarea tensiunii mecanice cauzate de presiune, iar frecvența naturală a elementului rezonant sensibil se modifică, iar apoi schimbarea frecvenței este citită de circuitul electronic pentru a calcula valoarea presiunii.
Acest tip de instrument este utilizat în mod obișnuit în scenarii de măsurare cu cerințe ridicate de stabilitate.
Trei, transmițătorul de presiune iese 4-20mA?
La locul fabricii, transmițătorul de presiune este de obicei conectat la DCS, PLC sau instrumente de afișare. După cum vedem adesea, 0 MPa corespunde la 4 mA; scara maximă corespunde la 20 mA.
De ce să nu folosiți 0-20 mA?
Este legat în principal de utilizarea la fața locului.
Dacă punctul zero este, de asemenea, 0 mA, atunci după ce circuitul este deconectat, acesta va fi, de asemenea, 0 mA, iar sistemul va avea dificultăți în a determina dacă presiunea este zero sau există o problemă cu circuitul.
După utilizarea 4 mA ca punct zero, atunci când presiunea normală zero este prezentă, circuitul are încă 4 mA; când circuitul este deconectat, curentul va scădea la aproape 0 mA.
Sistemul de control poate folosi această modificare pentru a determina anomalia.
În plus, semnalul de curent este mai puțin afectat de modificarea rezistenței conductorului și, în condițiile îndeplinirii cerințelor de tensiune și sarcină de alimentare ale circuitului, este potrivit pentru transmisia pe distanțe lungi în site-uri industriale. Cu toate acestea, semnalul curent trebuie să ia în considerare și problemele de interferență electromagnetică, împământare, ecranare și așezarea liniilor.
În zilele noastre, multe transmițătoare de presiune inteligente au și comunicație HART, care poate fi citită parametrii, verifica starea și modifica setările printr-un controler portabil.
Patru, diferențele dintre presiunea manometrică, presiunea absolută și presiunea diferențială
În măsurarea presiunii, vedem adesea presiunea manometrică, presiunea absolută și presiunea diferențială. Diferența dintre ele constă în selectarea presiunii de referință.
Presiunea manometrică
Presiunea manometrică este ceea ce de obicei numim „presiune” în câmp.
Se referă la presiunea atmosferică. De exemplu, un manometru indică 0,6 MPa, ceea ce indică faptul că presiunea din interiorul echipamentului este cu 0,6 MPa mai mare decât presiunea atmosferică exterioară.
Pentru măsurarea presiunii în conducte și a presiunii echipamentelor, majoritatea folosesc presiunea manometrică.
Presiune absolută
Presiunea absolută se referă la vidul absolut.
Relația dintre cele două: Presiunea absolută = Presiunea manometrică + Presiunea atmosferică locală
În unele scenarii de calculare a gazelor și echipamentelor de vid, trebuie utilizată presiunea absolută.
Presiune diferențială
Presiunea diferențială măsoară diferența de presiune dintre două poziții.
Formula de calcul: ΔP = P1 - P2
De exemplu, un transmițător de presiune diferențială este instalat înainte și după un filtru. Când filtrul este curat, diferența de presiune dintre cele două părți este mică.
Dacă diferența de presiune dintre partea din față și din spate a filtrului crește după ce acesta a funcționat pentru o perioadă de timp, sistemul poate determina pe baza datelor că aceasta se datorează blocării elementului de filtrare care determină o creștere a rezistenței la filtrare.
Debitmetrele cu plăci cu orificii calculează și debitul pe baza principiului presiunii diferențiale.
V. Cum se verifică dacă transmițătorul de presiune afișează incorect?
Când există o problemă cu măsurarea presiunii, nu este neapărat că transmițătorul este stricat. Când se efectuează depanare la fața locului, se pornește în general de la mai multe aspecte.
1. Verificați poziția de preluare a presiunii și conducta de alimentare cu presiune
La măsurarea presiunii lichidului, dacă există aer în conducta de plumb de presiune, aceasta va afecta transmisia presiunii.
Când se măsoară un mediu cu impurități, dacă portul de preluare a presiunii este blocat, va face ca afișajul presiunii să fie mai scăzut sau să nu se schimbe.
În timpul inspecției, este necesar să se confirme:
• Este blocat orificiul de preluare a presiunii;
• Există acumulare de aer în conducta de plumb de presiune;
• Este corectă starea supapei.
2. Verificați influența temperaturii
Mediile la temperaturi ridicate vor afecta structura internă a instrumentului. Căldura va provoca modificări ale caracteristicilor elementelor sensibile, ale structurii și ale volumului lichidului, care afectează direct transmițătorul, rezultând o modificare a punctului zero.
Prin urmare, în multe situații la fața locului, recipientele de condens rece, coturile la rece sau alte măsuri adecvate de izolație și răcire vor fi configurate pe baza temperaturii admisibile a procesului, a metodei de instalare și a cerințelor de proces ale instrumentului.
3. Verificați fluctuațiile de presiune
Există adesea fluctuații de presiune la ieșirea pompei, la ieșirea compresorului și în apropierea supapei.
Când presiunea se schimbă rapid, ieșirea emițătorului va sări și ea. Este necesar să combinați procesul pentru a determina dacă cauza unor astfel de situații este schimbarea reală a presiunii sau instrumentul care este afectat.
4. Verificați setarea intervalului
Unele transmițătoare de presiune la fața locului au o setare de rază prea mare.
De exemplu, dacă presiunea normală a echipamentului este de numai 0,3 MPa, dar este instalat un transmițător cu un interval de la 0 la 10 MPa. Deși instrumentul poate măsura în mod normal, efectul de afișare în zona de joasă presiune va fi afectat.
Prin urmare, selecția intervalului trebuie determinată pe baza presiunii reale de funcționare.
VI. Cum să alegi un transmițător de presiune?
La selectare, pe lângă domeniul de presiune, este necesar să se confirme și:
Domeniul de măsurare
Luați în considerare diferitele presiuni ale instrumentului în condiții normale de funcționare, condiții de pornire și condiții anormale de lucru.
Precizie
Consultați indicatorii de precizie și metodele de calcul furnizate de producător.
Capacitate de supratensiune
Confirmați șocul de presiune maximă pe care îl poate rezista instrumentul.
Material de contact
Asigurați-vă că verificați în prealabil dacă diafragma este compatibilă cu materialul de contact, în special pentru mediile corozive.
Mediul de instalare
Confirmați în prealabil că instrumentul este potrivit pentru zonele rezistente la explozie, zonele cu temperaturi ridicate și zonele umede.
VII. Rezumat
Transmițătorul de presiune este instalat la fața locului, dar pe ecranul DCS este afișată o singură valoare a presiunii, ceea ce implică o serie de procese.
Presiunea din conductă acționează asupra diafragmei, diafragma suferă modificări, senzorul detectează modificările, modulul electronic convertește semnalul, 4-20mA este trimis la sistemul de control și, în final, este afișat ca valoare a presiunii.
Prin urmare, atunci când există o problemă cu transmițătorul de presiune, nu trebuie să vă concentrați doar asupra instrumentului în sine.
Punctul de preluare a presiunii, conducta de intrare, metoda de instalare, setările parametrilor, liniile de semnal, toate aparțin unei părți a sistemului de măsurare a presiunii.
Stăpânirea transmițătorului de presiune nu înseamnă doar amintirea câtorva principii; este mai important să știți de unde să începeți depanarea atunci când apar probleme la fața locului.
Un mic transmițător de presiune conectează transmisia de informații între echipamentul de la fața locului și sistemul de control. Înțelegerea procesului său de lucru va face instalarea ulterioară, întreținerea și tratarea defecțiunilor mult mai ușoare.
—Extras dintr-un cont public revizuit de colegi
Yuyao Huangong automation instruments factory
