У кожнага, хто толькі што сутыкнуўся з перадатчыкамі ціску, паўстане пытанне: што менавіта знаходзіцца ўнутры прыбора, які можа вызначыць ціск у трубаправодзе?
Значэнні ціску, якія назіраюцца ў дыспетчарскай, атрымліваюцца праз шэраг пераўтварэнняў.
Разуменне агульнага прынцыпу перадатчыка ціску палегчыць ліквідацыю непаладак на месцы, такіх як ненармальнае адлюстраванне ціску, дрэйф нуля і нестабільны выхад.
1. Што адбываецца з ціскам у перадатчыку?
Пры вымярэнні ціску ў прамысловых умовах гэта па сутнасці азначае прымяненне ціску да кампанента, які можа адчуць змены.
Разліковая залежнасць для ціску: P = F / A
Ціск = Прыкладзеная сіла ÷ Вобласць прымянення. Гэта значыць, пры аднолькавай велічыні сілы розныя вобласці прымянення прыводзяць да рознага ціску.
Датчыкі ціску ўсталёўваюцца на трубах, рэзервуарах для захоўвання або абсталяванні, і атрыманая механічная сіла перадаецца ўнутранаму ціску асяроддзя праз інтэрфейс працэсу.
Сярод іх ёсць ключавы кампанент унутры перадатчыка ціску, які называецца адчувальным элементам. Агульныя структуры ўключаюць металічныя дыяфрагмы, керамічныя дыяфрагмы, тензодатчики і пругкія вымяральныя элементы.
У якасці прыкладу возьмем часта выкарыстоўваны перадатчык ціску дыяфрагмы.
Пасля ўздзеяння сярэдняга ціску на дыяфрагму, дыяфрагма падвергнецца лёгкаму выгібу. Гэта змяненне вельмі малае, і яго нельга ўбачыць няўзброеным вокам, але датчык можа яго выявіць.
Калі ціск павялічваецца, дыяфрагма змяняецца больш; пры зніжэнні ціску дыяфрагма вяртаецца ў зыходны стан.
Па гэтай змене прыбор вызначае ўзровень ціску.
II. Як перадатчык адчувае змены?
Датчыкі ціску ад розных вытворцаў і розных мадэляў могуць мець розныя ўнутраныя прынцыпы вымярэння.
Найбольш распаўсюджаныя тыпы перадатчыкаў ціску на ўчастку ўключаюць п'езарэзістыўныя, ёмістныя і рэзанансныя.
П'езарэзістыўны перадатчык ціску
П'езарэзістыўны перадатчык ціску вымярае ціск, выяўляючы змяненне супраціву, калі матэрыял падвяргаецца ўздзеянню сілы.
На дыяфрагму дзейнічае ціск, у выніку чаго яна дэфармуецца. Усталяваныя ўнутры п'езарэзістыўныя элементы падвяргаюцца ўздзеянню нагрузкі, і значэння іх супраціву змяняюцца.
Электронная схема выяўляе гэта змяненне, а затым узмацняе, кампенсуе і пераўтворыць яго для вываду адпаведнага сігналу ціску.
Гэтая структура шырока выкарыстоўваецца ў гідраўлічных сістэмах, вымярэнні ціску ў абсталяванні і прамысловых трубаправодах.
Падчас тэхнічнага абслугоўвання на месцы, калі ёсць падазрэнні, што ўнутраны датчык перадатчыка ціску пашкоджаны або п'езарэзістыўны чып ненармальны, адной з прычын для разгляду з'яўляецца няспраўнасць п'езарэзістыўнага чыпа.
Ёмістны перадатчык ціску
Метад вымярэння ёмістнага перадатчыка ціску звязаны са змяненнем адлегласці.
У прыборы ёсць два электрода ўнутры. Пры змене ціску вымяральная дыяфрагма рухаецца, у выніку чаго адлегласць паміж электродамі змяняецца, адпаведна змяняецца і ёмістасць.
Электронны модуль вызначае змяненне ёмістасці і пераўтворыць яго ў выходны ціск.
На нафтахімічных, энергетычных і хімічных прадпрыемствах многія высокадакладныя прыборы для вымярэння ціску і дыферэнцыяльнага ціску прымаюць такую структуру.
Рэзанансны перадатчык ціску
Рэзанансны перадатчык ціску вымярае ціск з дапамогай змены механічнага напружання, выкліканага ціскам, і змены ўласнай частаты адчувальнага рэзананснага элемента, а затым змена частоты счытваецца электроннай схемай для разліку значэння ціску.
Гэты тып прыбораў звычайна выкарыстоўваецца ў сцэнарыях вымярэнняў з высокімі патрабаваннямі да стабільнасці.
Па-трэцяе, перадатчык ціску выдае 4-20 мА?
На заводзе датчык ціску звычайна падключаецца да DCS, PLC або дысплея. Як мы часта бачым, 0 МПа адпавядае 4 мА; поўная шкала адпавядае 20 мА.
Чаму б не выкарыстоўваць 0-20 мА?
У асноўным гэта звязана з выкарыстаннем на месцы.
Калі нулявая кропка таксама роўная 0 мА, то пасля адключэння ланцуга яна таксама будзе 0 мА, і сістэме будзе цяжка вызначыць, роўны нулю ціск ці ёсць праблема з ланцугом.
Пасля выкарыстання 4 мА ў якасці нулявой кропкі, калі прысутнічае нармальны нулявы ціск, ланцуг усё яшчэ мае 4 мА; калі ланцуг раз'яднаны, ток упадзе амаль да 0 мА.
Сістэма кіравання можа выкарыстоўваць гэта змяненне для вызначэння ненармальнасці.
Акрамя таго, на сігнал току менш ўплывае змяненне супраціву правадыра, і пры ўмове задавальнення патрабаванняў да напружання сілкавання і нагрузкі ланцуга ён падыходзіць для перадачы на вялікія адлегласці ў прамысловых аб'ектах. Аднак пры бягучым сігнале таксама неабходна ўлічваць электрамагнітныя перашкоды, зазямленне, экранаванне і праблемы з пракладкай лініі.
У цяперашні час многія інтэлектуальныя перадатчыкі ціску таксама маюць сувязь HART, з дапамогай якой можна счытваць параметры, правяраць стан і змяняць налады з дапамогай партатыўнага кантролера.
Чатыры, адрозненні паміж манометрам, абсалютным ціскам і перападам ціску
Пры вымярэнні ціску мы часта бачым манометрічны ціск, абсалютны ціск і перапад ціску. Розніца паміж імі заключаецца ў выбары эталоннага ціску.
Манометрічны ціск
Манометрічны ціск - гэта тое, што мы звычайна называем "ціскам" у палявых умовах.
Маецца на ўвазе атмасферны ціск. Напрыклад, манометр паказвае 0,6 МПа, што сведчыць аб тым, што ціск унутры абсталявання на 0,6 МПа вышэй, чым знешні атмасферны ціск.
Для вымярэння ціску ў трубаправодзе і ў абсталяванні часцей за ўсё выкарыстоўваюць манометр.
Абсалютны ціск
Абсалютны ціск адносіцца да абсалютнага вакууму.
Адносіны паміж імі: абсалютны ціск = манометрічны ціск + мясцовы атмасферны ціск
У некаторых сцэнарыях разліку вакуумнага абсталявання і газу трэба выкарыстоўваць абсалютны ціск.
Перапад ціску
Перапад ціску вымярае розніцу ціску паміж двума пазіцыямі.
Формула разліку: ΔP = P1 - P2
Напрыклад, перадатчык перападу ціску усталёўваецца да і пасля фільтра. Калі фільтр чысты, розніца ціску паміж двума бакамі невялікая.
Калі розніца ціску паміж пярэдняй і задняй часткамі фільтра павялічваецца пасля таго, як ён працаваў на працягу пэўнага перыяду часу, сістэма можа вызначыць на аснове дадзеных, што гэта адбываецца з-за закаркаванні фільтруючага элемента, якое выклікае павелічэнне супраціву фільтрацыі.
Расходомеры з дыяфрагмай таксама разлічваюць паток на аснове прынцыпу перападу ціску.
V. Як праверыць, што датчык ціску не паказвае дакладна?
Калі ўзнікае праблема з вымярэннем ціску, неабавязкова зламаўся перадатчык. Пры пошуку непаладак на месцы звычайна зыходзяць з некалькіх аспектаў.
1. Праверце становішча адводу ціску і падводную трубу
Пры вымярэнні ціску вадкасці, калі ў напорнай трубе ёсць паветра, гэта паўплывае на перадачу ціску.
Пры вымярэнні асяроддзя з прымешкамі, калі адтуліна для адводу ціску заблакавана, гэта прывядзе да таго, што ціск на дысплеі будзе ніжэй або не зменіцца.
Падчас агляду неабходна пацвердзіць:
• Ці не заблакаваны адтуліну для адводу ціску;
• Ці няма назапашвання паветра ў напорнай трубе;
• Ці правільны стан клапана.
2. Праверце ўплыў тэмпературы
Высокая тэмпература асяроддзя будзе ўплываць на ўнутраную структуру прыбора. Цяпло прывядзе да змены характарыстык адчувальных элементаў, структуры і аб'ёму вадкасці, што непасрэдна ўплывае на перадатчык, што прывядзе да змены нулявой кропкі.
Такім чынам, у многіх сітуацыях на месцы кантэйнеры для халоднай кандэнсацыі, халодныя выгібы або іншыя адпаведныя меры ізаляцыі і астуджэння будуць канфігураваны ў залежнасці ад дапушчальнай тэмпературы працэсу, спосабу ўстаноўкі і патрабаванняў да працэсу прыбора.
3. Праверце ваганні ціску
Часта бываюць ваганні ціску на выхадзе з помпы, кампрэсара і каля клапана.
Калі ціск хутка змяняецца, выхад перадатчыка таксама будзе скакаць. Неабходна аб'яднаць працэс, каб вызначыць, ці з'яўляецца прычынай такіх сітуацый фактычнае змяненне ціску або інструмент, на які ўздзейнічаюць.
4. Праверце наладу дыяпазону
Некаторыя перадатчыкі ціску на месцы маюць занадта вялікі дыяпазон.
Напрыклад, калі нармальны ціск абсталявання складае ўсяго 0,3 Мпа, але ўсталяваны перадатчык з дыяпазонам ад 0 да 10 Мпа. Хоць прыбор можа нармальна вымяраць, эфект дысплея ў вобласці нізкага ціску будзе закрануты.
Такім чынам, выбар дыяпазону неабходна вызначаць на аснове фактычнага працоўнага ціску.
VI. Як выбраць перадатчык ціску?
Пры выбары, акрамя дыяпазону ціску, таксама неабходна пацвердзіць:
Дыяпазон вымярэнняў
Улічыце розныя ціскі прыбора пры нармальнай працы, умовах запуску і ненармальных умовах працы.
Дакладнасць
Звярніцеся да паказальнікаў дакладнасці і метадаў разліку, прадстаўленых вытворцам.
Магчымасць перанапружання
Пацвердзіце максімальны ўдар ціску, які можа вытрымаць прыбор.
Кантактны матэрыял
Не забудзьцеся загадзя праверыць, ці сумяшчальная дыяфрагма з кантактным матэрыялам, асабліва для агрэсіўных асяроддзяў.
Асяроддзе ўстаноўкі
Загадзя пераканайцеся, што прыбор падыходзіць для выбухаабароненых памяшканняў, зон з высокай тэмпературай і вільготнасці.
VII. Рэзюмэ
Датчык ціску ўсталяваны на месцы, але на экране DCS адлюстроўваецца толькі адно значэнне ціску, якое ўключае шэраг працэсаў.
Ціск у трубаправодзе дзейнічае на дыяфрагму, дыяфрагма падвяргаецца зменам, датчык выяўляе змены, электронны модуль пераўтворыць сігнал, 4-20 мА пасылаецца ў сістэму кіравання і, нарэшце, адлюстроўваецца як значэнне ціску.
Такім чынам, калі ўзнікае праблема з датчыкам ціску, не варта засяроджвацца толькі на самім прыборы.
Кропка адводу ціску, падводная труба, спосаб мантажу, налады параметраў, сігнальныя лініі - усё гэта частка сістэмы вымярэння ціску.
Авалоданне перадатчыкам ціску - гэта не толькі запамінанне некалькіх прынцыпаў; больш важна ведаць, з чаго пачаць пошук непаладак, калі праблемы ўзнікаюць на месцы.
Невялікі перадатчык ціску звязвае перадачу інфармацыі паміж устаноўленым абсталяваннем і сістэмай кіравання. Разуменне яго працоўнага працэсу зробіць наступную ўстаноўку, абслугоўванне і ліквідацыю няспраўнасцей нашмат больш гладкімі.
— Вынята з рэцэнзаванага публічнага акаўнта
Yuyao Huangong automation instruments factory
