Ievads spiediena instrumentācijā

Spiediena instrumentu izpratne ir būtiska dažādos rūpnieciskos pielietojumos, sākot no procesu vadības līdz drošības sistēmām. Šī rokasgrāmata sniedz skaidru pārskatu par izplatītākajām spiediena mērīšanas ierīcēm, to darbības principiem un tipiskiem pielietojumiem. Katra sadaļa ir izstrādāta, lai vienkāršotu sarežģītus jēdzienus, padarot mācīšanos efektīvu un saistošu.

1. Burdona caurules spiediena mērītājs

Burdona caurules spiediena mērītāji, ko parasti izmanto rūpnieciskajās sistēmās, piemēram, katlos, darbojas pēc izliektas, dobas caurules principa, kas deformējas iekšējā spiediena ietekmē.

Darbības princips:

• Spiediena šķidrums nonāk izliektajā Burdona caurulē.
• Caurule nedaudz iztaisnojas, pārnesot šo kustību caur sistēmu:
  • Savienojošais stienis
  • Segmentu un zobratu pārnesums
  • Rādītājs un ciparnīca
• Pēc tam rādītājs precīzi parāda spiediena vērtību uz kalibrētas skalas.

Precizitātes pakāpe:

Precizitāte tiek definēta kā pieļaujamās kļūdas pilnas skalas procentuālā daļa.

• Bieži sastopamās atzīmes ir: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 un 2,5.
• Zemāks pakāpes skaitlis norāda uz augstāku precizitāti.
• 3. un 4. pakāpes reti tiek izmantotas kritiskos pielietojumos, piemēram, katlu sistēmās, to zemākās precizitātes dēļ.

2. Elektriskais kontakta spiediena mērītājs

Šis instruments ir uzlabota Burdona spiediena mērītāja versija, kurā integrēti elektriskie kontakti, lai nodrošinātu svarīgas trauksmes un vadības funkcijas.

Funkcijas:

• Aprīkots gan ar augšējiem, gan apakšējiem robežkontaktiem.
• Ieslēdz trauksmi vai automātiski reaģē, ja tiek pārsniegtas spiediena robežvērtības.
• Var nemanāmi integrēt ar relejiem un kontaktoriem, lai nodrošinātu visaptverošu automātisko vadību.
• Īpaši piemērojams sarežģītās vidēs, piemēram, eļļas un gāzes katlu sistēmās.

3. Kapacitatīvais spiediena sensors

Šie sarežģītie sensori nosaka spiedienu, precīzi izmērot kapacitātes izmaiņas, kas rodas elastīgas diafragmas deformācijas rezultātā.

Darbības princips:

• Pielietotais spiediens izraisa elastīgās diafragmas pārvietošanos.
• Šī nobīde tieši maina kapacitāti starp divām plāksnēm.
• Iegūtais signāls pēc tam tiek precīzi pārveidots izmērāmā elektriskā signālā.

Veidi:

• Pieejams gan viengala, gan diferenciālā konstrukcijā.
• Diferenciālā spiediena sensoriem parasti ir aptuveni divreiz lielāka jutība nekā viengala sensoriem.

Priekšrocības:

• Augsta jutība, kas nodrošina precīzus mērījumus.
• Ātrs reakcijas ātrums dinamiskām lietojumprogrammām.
• Lieliska izturība pret triecieniem un vibrāciju.
• Vienkāršs un izturīgs konstrukcijas dizains.

4. Silfonu spiediena mērītājs

Šis mērinstruments ir ideāla izvēle nelielu spiediena izmaiņu mērīšanai, īpaši piemērots katlu ventilācijas sistēmām un gāzes cauruļvadiem.

Darbības princips:

• Spiediens nonāk specializētajā silfonu dobumā.
• Silfonas izplešas, radot precīzu mehānisku pārvietojumu.
• Pēc tam šī kustība tiek precīzi pārnesta uz rādītāju, izmantojot zobratu mehānismu.
• Tiešsaistes spiediena rādījums tiek parādīts tieši uz instrumenta ciparnīcas.

5. Spiediena termometri

Šie integrētie instrumenti izmanto noslēgtu sistēmu, kas piepildīta ar īpašu šķidrumu, lai precīzi pārveidotu temperatūras izmaiņas atbilstošos spiediena rādījumos.

Sastāvdaļas:

• Sfēra (zonde), kas stratēģiski novietota kontrolējamajā temperatūras zonā.
• Kapilārā caurule, kas paredzēta spiediena izmaiņu pārvadīšanai.
• Burdona caurule, kas reaģē uz pārraidītā spiediena izmaiņām.
• Rādītājs, kas precīzi norāda temperatūru uz kalibrētas skalas.

Izmantotie šķidrumi:

• Parasti pildīts ar šķidrumiem, tvaiku vai gāzēm, piemēram, slāpekli (izvēlēts tā stabilitātes dēļ).
• Darbības diapazons parasti ir no -100°C līdz +500°C.

Lietojumi:

• Nepieciešams nepārtrauktai temperatūras uzraudzībai un automātiskās pārslēgšanās funkcijām.
• Plaši izmanto vadības ķēdēm dažādās rūpniecības sistēmās.

6. Tenzometra spiediena sensori

Šie ļoti precīzie sensori izmanto deformācijas mērinstrumentus, lai mehānisko deformāciju tieši pārvērstu izmērāmās elektriskās pretestības izmaiņās.

Galvenie elementi:

• Spiedienjutīgam substrātam rūpīgi piestiprināts tenzometrs.
• Substrāts deformējas zem pielietotā spiediena, tādējādi mainot deformācijas mērierīces pretestību.
• Parasti precīzai pretestības izmaiņu mērīšanai izmanto Vitstona tilta shēmu.
• Iegūtais signāls pēc tam tiek pastiprināts un digitalizēts precīzai izvadei.

Variācijas:

• Pieejams gan metāla folijas, gan pusvadītāju tipos.
• Metāla folijas veidi ietver arī stieples un folijas apakštipus.

Lietošanas gadījumi:

• Lieliski piemērots nemanāmai integrācijai modernās digitālās vadības sistēmās.
• Piedāvā augstu precizitāti un ir labi pielāgots dinamisko mērījumu lietojumprogrammām.

Secinājums: Vizuālā mācīšanās, praktiskās prasmes

Neatkarīgi no tā, vai esat iesācējs instrumentācijas jomā vai vienkārši atsvaidzināt savas zināšanas, šīs animētās spiediena instrumentācijas rokasgrāmatas ir izstrādātas, lai palīdzētu jums ātri apgūt pamatjēdzienus un veidot praktisku izpratni.

Sekojiet līdzi vienkāršotākiem ceļvežiem par līmeni, plūsmu un analītiskajiem instrumentiem — tie visi ir izstrādāti, lai padarītu mācību automatizāciju ne tikai informatīvu, bet arī patiesi baudāmu.