Þrýstisendir er einn af þessum hlutum sem enginn hugsar um fyrr en hann bilar á versta mögulega augnabliki. Það situr hljóðlega á píputengi, setur númer inn á stjórnborð og vinnur starf sitt í mörg ár - alveg þar til slæm kvörðun eða tærð þind kemur ferli í ófyrirséða stöðvun. Ef þú ert að tilgreina einn fyrir nýja byggingu, skipta um bilaða einingu eða bara að reyna að komast að því hvers vegna tilboðin sem þú hefur fengið eru á bilinu $80 til $600 fyrir það sem lítur út eins og sama tæki, þá er þessari handbók ætlað að svara spurningunum sem raunverulega koma upp í því ferli.
Hvað er þrýstisendir, nákvæmlega?
A þrýstisendirmælir þrýsting vökva, gass eða gufu og breytir þeim lestri í staðlað rafmerki - venjulega 4-20mA, 0-10V, eða stafræna samskiptareglu eins og HART eða Modbus - sem PLC, DCS eða SCADA kerfi getur lesið beint. Merkið er það sem gerir það að "sendi" frekar en bara skynjara: það er hannað til að ferðast niður kapal, stundum hundruð metra, án þess að niðurlægja.
Þrýstisendir vs transducer vs gauge
Fólk notar þessi þrjú hugtök lauslega og á beiðni sem getur valdið raunverulegum ruglingi.
- Þrýstimælir: fullkomlega vélrænt, aðeins staðbundinn mælikvarði, ekkert rafmagnsmerki.
- Þrýstimælir: breytir þrýstingi í rafmagnsgildi, en venjulega hrátt,-lágmarksmerki (millivólt) sem þarfnast ytri mögnunar.
- Þrýstisendir: er með innbyggðri mögnun og merkjastillingu, þannig að það gefur frá sér hreint-tilbúið-merki - sem þarf ekki aukabúnað fyrir viðskiptavininn.
Ef stjórnkerfið þitt þarf að skrá þig eða bregðast við lestrinum, vilt þú senda. Ef einhver þarf bara að líta á tölu á spjaldi er mælirinn ódýrari og einfaldari.
Hvernig þrýstisendir virkar í raun
Fjarlægðu vörumerkið og hrognamálið í gagnablaðinu og hver þrýstisendir gerir sömu þrjá hlutina: skynja örlítið líkamlega aflögun, breyta þeirri aflögun í rafmagnsgildi og hreinsa það gildi í nothæft merki.
Skynjunarstigið
Vinnsluþrýstingur þrýstir á þind, venjulega í gegnum olíu-fylltan einangrunarbúnað sem kemur í veg fyrir að raunverulegur vinnsluvökvi snerti rafeindabúnaðinn. Sú þind beygir sig - oft um brot úr millimetra - og skynjunarhlutinn tekur upp sveigjuna sem breytingu á viðnám, rýmd eða endurómtíðni, allt eftir skynjaratækninni.
Ástandsstigið
Hráúttakið frá skynjaranum er veikt, ólínulegt og viðkvæmt fyrir hitasveiflum ein og sér. Innri rafeindatækni magna það, leiðrétta fyrir hitastigsrek, línulaga ferilinn og ýta út stöðluðu merki. Þetta er líka þar sem mestur verðmunurinn á $90 sendi og $400 sendi býr í raun - ekki í skynjaranum sjálfum, heldur í því hversu vel rafeindabúnaðurinn jafnar upp hitastig og langtímarek.
Hvers vegna 4-20mA varð sjálfgefið
Sendir sem les 0 bör gefur út 4mA, ekki 0mA. Það er vísvitandi. Ef lykkjustraumurinn fellur niður í núll, veit stjórnkerfið strax að það er vírslit eða dauður sendir, frekar en að telja hann vera raunverulegan núllþrýsting-. Það er lítið hönnunarval, en það er ástæðan fyrir því að 4-20mA hefur verið fastur í iðnaði í áratugi þrátt fyrir að nýrri stafrænir kostir séu í boði.
Fljótt dæmi
Taktu sendi sem er metinn 0-16 bör á losunarlínu dælunnar. Í hvíld er þrýstingur við 0 bör og lykkjan sýnir 4mA. Þegar dælan er í gangi og línuþrýstingur fer upp í 8 bör - hálft nafnspjald - hækkar merkið hlutfallslega í 12mA. Við 16 bör þrýsting sendisins í fullum mæli snertir lykkjan 20mA. PLC breytir þeim straum aftur í bar eða psi og getur kallað fram viðvörun um leið og hann fer yfir ákveðinn þröskuld.
Helstu skynjunartækni
Piezoresistive (strain gauge)
Vinnuhestur greinarinnar. Álagsmælir eru tengdir eða dreifðir á sílikon- eða málmþind í Wheatstone brúarskipulagi. Sveigjanleiki þindarinnar breytir viðnámsmælunum og kemur brúnni í ójafnvægi og framleiðir spennu sem er í réttu hlutfalli við þrýsting. Það er ódýrt, vélrænt erfitt og nær yfir gríðarstórt svið - frá nokkrum millibörum upp í þúsundir böra - og þess vegna kemur það fram í flestum almennum iðnaðarforritum.
Rafrýmd
Þindið myndar hér eina plötu af þétti, með þrýstingi sem breytir bilinu í fasta viðmiðunarplötu. Rafrýmd skynjarar eru þekktir fyrir að halda kvörðun sinni vel með tímanum, þannig að þeir hafa tilhneigingu til að birtast í forritum þar sem rek er dýrt að leiðrétta - mismunaþrýstingsflæðismælingu og tankhæð er tvö algengust.
Resonant Silicon
Ör-vélaður sílikonþáttur titrar á ákveðinni tíðni og beittur þrýstingur breytir þeirri tíðni á þann hátt sem hægt er að mæla með mjög mikilli nákvæmni. Þessir sendir kosta meira, en þeir eru valið þegar forritið þolir í raun og veru ekki svif - vörsluflutningsmælingu, til dæmis, þar sem lítil mælivilla skilar sér beint í peninga.
Piezoelectric (aðeins kraftmikill þrýstingur)
Piezoelectric þættir mynda hleðslu undir álagi, en sú hleðsla blæðir í burtu með tímanum, svo þeir geta ekki haldið stöðugri truflanir. Þær eru ekki notaðar til daglegrar eftirlits með ferlum - þær eru smíðaðar til að fanga hraða þrýstingstilburði eins og brunastoppa eða vökvalost, þar sem viðbragðshraði skiptir meira máli en truflanir.
Sviðsdæmi sem vert er að vita
Pökkunarlína sem keyrir CIP-lykkju (clean-in-place) hafði fengið hlé á þrýstingsviðvörun sem passaði ekki við það sem rekstraraðilar sáu á vélræna mælinum við hlið sendisins. Sjálfur sendirinn prófaði fínt á bekknum. Raunveruleg orsökin reyndist vera fast loft í straumlínunni sem nærir skynjarann - algengt, leiðinlegt vandamál sem er oftar talið vera bilað tæki en það ætti að gera. Þegar búið var að tæma línuna og fylla hana aftur, pössuðu mælingarnar saman og viðvörunin hætti. Það er áminning um að sendir er aðeins eins nákvæmur og uppsetning hans; skynjarinn á sjaldan skilið sökina sem hann fær.
Forskriftir sem skipta í raun máli þegar tilvitnanir eru bornar saman
Tveir sendir geta litið næstum eins út á pappír og virka samt mjög mismunandi þegar þeir eru settir upp. Áður en þú skráir þig af innkaupapöntun skaltu athuga:
- Nákvæmni- gefið upp sem hlutfall af fullum mælikvarða (±0,1% FS, ±0,25% FS osfrv.). Að kaupa meiri nákvæmni en ferlið þarf eykur bara upp kostnað án ávinnings.
- Drægni og yfirþrýstingsmat- Vinnuþrýstingurinn þinn ætti að sitja þægilega innan marksviðsins, með næga framlegð til að lifa af einstaka toppa.
- Úttaksmerki- 4-20mA er áfram sjálfgefið; HART, Modbus RTU eða Profibus PA eru þess virði aukakostnaðarins ef þú þarft innbyggða-greiningu.
- Vætt efni- 316L ryðfríu stáli þekur almenna notkun; ætandi eða -mikill hreinleiki getur kallað á Hastelloy, Monel eða tantal.
- Ferli tenging- þráðargerð og stærð þarf að passa nákvæmlega við núverandi festingar; þetta er ein algengasta pöntunarmistökin.
- Inngangsvernd og svæðisflokkun- IP65/IP67 fyrir flestar iðnaðarstillingar; ATEX, IECEx, eða sjálftryggar einkunnir fyrir hættusvæði.
Þar sem kaupendur lenda venjulega í rugli
Stærstu mistökin eru ekki að velja ranga skynjaratækni - það er að bera saman tilboð eingöngu á verði án þess að athuga hvort einingarnar séu í raun og veru epli-til-epli. Sendi sem er gefinn á broti af verði samkeppnisaðila vantar oft eitthvað: ekkert kvörðunarvottorð, engin hitauppbót á öllu sviðinu eða blautt efni sem stenst ekki raunverulegan vinnsluvökva. Það bil kemur venjulega ekki fram fyrr en mánuði eftir notkun, en þá er kostnaðurinn við bilun og skiptiskipta miklu þyngra en það sem sparaðist við upphaflegu pöntunina.
Það er þess virði að biðja beint um kvörðunarvottorð (ISO 17025 eða sambærilegur rekjanleiki), raunverulegt hitastigsuppbótarsvið - ekki bara rekstrarsviðið - og staðfestingu á samhæfni við blett efni við tiltekið efni, ekki bara almennt efnaþolstöflu.
Dæmigert forrit
- Vatns- og skólphreinsun - dælustýring, tankhæð með vatnsstöðuþrýstingi
- Olíu-, gas- og unnin úr jarðolíu - leiðsluvöktun, brunnhausa og vinnslustýringu hreinsunarstöðvar
- Loftræstikerfi og sjálfvirkni bygginga - kæliþrýstingur, kyrrstöðuþrýstingur í rásum
- Matar- og drykkjarvörur - hreinlætissendur fyrir CIP-kerfi og vinnsluílát
- Vökva- og loftbúnaður - farsímabúnaður, prófunarbekkir, sprautumótun
- Orkuframleiðsla - ketils fóðurvatns- og gufuhausþrýstingur
Uppsetningarvenjur sem vert er að tileinka sér
- Tæmdu straumlínur áður en þær eru teknar í notkun til að koma í veg fyrir að fast loft kasti frá sér vökvaþrýstingsmælingum
- Tvöfaldur-athugaðu festingarstefnu á mismunaþrýstingseiningum - það hefur áhrif á offsetið
- Passaðu innsigli og þéttingarefni við vinnsluvökvann, ekki bara við það sem þegar er á hillunni
- Endurkvarðaðu á áætlun frekar en að bíða eftir að lestur líti út fyrir að vera
- Látið aldrei tímabundna ræsingu fara yfir háþrýstingsmörkin, jafnvel í stuttan tíma - þindskemmdir frá toppi eru oft varanlegar, jafnvel þótt eðlileg notkun haldist vel innan marka
Algengar spurningar
Getur þrýstisendir mælt lofttæmi?
Já, ef það er metið fyrir samsett svið sem inniheldur undirþrýsting - eitthvað eins og -1 til 5 bör. Ekki styðja allar gerðir þetta, svo það þarf að staðfesta það á gagnablaðinu áður en pantað er.
Hversu oft ætti að endurkvarða þrýstisendi?
Árlega er algeng grunnlína fyrir flestar iðnaðarlykkjur, þó að öryggis-mikilvæg eða vörslu-flutningsforrit geti kallað á styttri millibil. Gerðir skynjara með mikilli-stöðugleika geta stundum teygt það bil, en það ætti að vera sannreynt gegn tilteknu ferli og hvers kyns reglugerðarkröfum, ekki gert ráð fyrir.
Hver er munurinn á mælum, algerum og mismunadrifssendum?
Málþrýstingur er mældur miðað við loftþrýsting og er algengasta gerð í almennri notkun. Alger þrýstingur er mældur miðað við fullt lofttæmi. Mismunadrifsþrýstingur mælir muninn á tveimur aðskildum punktum og er mikið notaður til flæðismælinga og vatnsstöðuvatnstanks.
Þýðir hærra verð alltaf betri nákvæmni?
Nei. Verð endurspeglar vottanir, byggingargæði, vörumerki og afgreiðslutíma eins mikið og það endurspeglar nákvæmni. Það er alveg mögulegt fyrir miðlungs-sendir á meðalverði að standa sig betur en hágæða-vörumerki á raunverulegum-heimsstöðugleika - nákvæmni gagnablaðsins er betri vísbending en verðmiðinn.
Lokahugsanir
Þrýstisendir er lítið stykki af vélbúnaði sem vinnur verk sem stjórnlykja eða öryggislæsing veltur hljóðlega á. Skilningur á því sem er í raun og veru að gerast inni í því - skynjunarþátturinn, rafeindabúnaðurinn, staðlað úttakið - gerir það miklu auðveldara að lesa gagnablað á gagnrýninn hátt og spyrja betri spurninga áður en innkaupapöntun fer út, frekar en að velja eingöngu á verði. Þegar þú ert í vafa er yfirleitt nóg að senda yfir vinnslumiðla, þrýstingssvið og nauðsynlegar vottanir til birgis til að fá skynjaratillögu sem passar, án þess að fara mikið fram-og-til baka.
Heimildir
- International Society of Automation (ISA) -Hugtök aðferðatækjaISA-51.1
- National Institute of Standards and Technology (NIST) - grundvallaratriði þrýstingsmælinga, nist.gov
- ATEX tilskipun 2014/34/ESB - Búnaður til notkunar í sprengifimu andrúmslofti
- IEC 60529 - verndarstig sem fylgir (IP-kóði)
- ISO/IEC 17025 - Almennar kröfur um hæfni prófunar- og kvörðunarrannsóknastofa
