Uvod v tlačno instrumentacijo

Razumevanje tlačne instrumentacije je temeljnega pomena v različnih industrijskih aplikacijah, od nadzora procesov do varnostnih sistemov. Ta priročnik ponuja jasen pregled običajnih naprav za merjenje tlaka, njihovih načel delovanja in tipičnih aplikacij. Vsak razdelek je zasnovan tako, da poenostavi kompleksne koncepte, zaradi česar je učenje učinkovito in zanimivo.

1. Bourdonova cevka za manometer

Bourdonovi cevni manometri, ki se pogosto uporabljajo v industrijskih sistemih, kot so kotli, delujejo na principu ukrivljene votle cevi, ki se deformira pod notranjim tlakom.

Načelo delovanja:

• Tekočina pod tlakom vstopa v ukrivljeno Bourdonovo cev.
• Cev se rahlo zravna in to gibanje prenese skozi sistem:
  • Ojnica
  • Segmentni in pastorek
  • Kazalec in številčnica
• Kazalec nato natančno prikaže vrednost tlaka na kalibrirani številčnici.

Stopnja natančnosti:

Natančnost je opredeljena kot odstotek celotnega obsega dopustne napake.

• Običajne stopnje vključujejo: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 in 2,5.
• Nižja številka razreda pomeni večjo natančnost.
• Stopnje 3 in 4 se zaradi manjše natančnosti redko uporabljajo v kritičnih aplikacijah, kot so kotlovski sistemi.

2. Električni kontaktni manometer

Ta instrument je izboljšana različica Bourdonovega manometra, ki vključuje električne kontakte za zagotavljanje ključnih funkcij alarma in krmiljenja.

Značilnosti:

• Opremljen z zgornjimi in spodnjimi mejnimi kontakti.
• Sproži alarm ali samodejni odziv, ko so preseženi pragovi tlaka.
• Brezhibno se lahko integrira z releji in kontaktorji za celovito avtomatsko krmiljenje.
• Posebej uporabno v zahtevnih okoljih, kot so sistemi kotlov na olje in plin.

3. Kapacitivni senzor tlaka

Ti sofisticirani senzorji zaznavajo tlak z natančnim merjenjem spremembe kapacitivnosti, ki je posledica deformacije fleksibilne membrane.

Načelo delovanja:

• Zaradi pritiska se fleksibilna membrana premakne.
• Ta premik neposredno spremeni kapacitivnost med dvema ploščama.
• Nastali signal se nato natančno pretvori v merljiv električni izhod.

Vrste:

• Na voljo v enojni in diferencialni izvedbi.
• Senzorji diferencialnega tlaka običajno kažejo približno dvakrat večjo občutljivost kot enostranski tipi.

Prednosti:

• Visoka občutljivost, ki omogoča natančne meritve.
• Hitra odzivna hitrost za dinamične aplikacije.
• Odlična odpornost na udarce in vibracije.
• Preprosta in robustna konstrukcijska zasnova.

4. Manometer z mehom

Ta merilnik je idealna izbira za merjenje manjših sprememb tlaka, še posebej primeren za prezračevalne sisteme kotlov in plinovode.

Načelo delovanja:

• Tlak vstopi v specializirano votlino meha.
• Meh se razširi in ustvari natančen mehanski premik.
• To gibanje se nato preko zobniškega mehanizma natančno prenese na kazalec.
• Odčitek tlaka v živo se prikazuje neposredno na številčnici instrumenta.

5. Termometri za merjenje tlaka

Ti integrirani instrumenti uporabljajo zaprt sistem, napolnjen s specifično tekočino, za natančno pretvorbo temperaturnih sprememb v ustrezne odčitke tlaka.

Komponente:

• Krogla (sonda), strateško nameščena znotraj temperaturnega območja, ki ga je treba spremljati.
• Kapilarna cev, zasnovana za prenašanje sprememb tlaka.
• Bourdonova cev, ki reagira na spremembe prenesenega tlaka.
• Kazalec, ki natančno prikazuje temperaturo na kalibrirani številčnici.

Uporabljene tekočine:

• Običajno napolnjeni s tekočinami, paro ali plini, kot je dušik (izbran zaradi svoje stabilnosti).
• Delovno območje se običajno giblje od -100 °C do +500 °C.

Uporaba:

• Bistveno za neprekinjeno spremljanje temperature in funkcije samodejnega preklapljanja.
• Široko se uporablja za krmilna vezja v različnih industrijskih sistemih.

6. Senzorji tlaka z merilniki napetosti

Ti zelo natančni senzorji uporabljajo merilnike napetosti za pretvorbo mehanske napetosti neposredno v merljive spremembe električne upornosti.

Ključni elementi:

• Merilnik napetosti, skrbno pritrjen na tlačno občutljivo podlago.
• Podlaga se pod pritiskom deformira, s čimer se spremeni upornost merilnika deformacije.
• Za natančno merjenje sprememb upora običajno uporablja Wheatstonovo mostično vezje.
• Nastali signal se nato ojača in digitalizira za natančen izhod.

Različice:

• Na voljo v kovinski foliji in polprevodniški izvedbi.
• Vrste kovinske folije vključujejo tudi podvrste žice in folije.

Primeri uporabe:

• Odlično za brezhibno integracijo v sodobne digitalne krmilne sisteme.
• Ponuja visoko natančnost in je dobro prilagojen za dinamične merilne aplikacije.

Zaključek: Vizualno učenje, praktične spretnosti

Ne glede na to, ali ste novi v svetu instrumentacije ali pa si le osvežite znanje, so ti animirani vodniki za instrumentacijo tlaka zasnovani tako, da vam pomagajo hitro razumeti ključne koncepte in si pridobiti praktično razumevanje.

Spremljajte nas za poenostavljenejše vodnike o instrumentaciji za ravni, potek in analizo – vsi so zasnovani tako, da avtomatizacija učenja ni le informativna, temveč tudi resnično prijetna.