Basınç sensörleri için satın alma rehberi
Basınç sensörleri çok çeşitli endüstriyel ve teknolojik uygulamalarda vazgeçilmezdir.
Basıncın kökeni veölçüm biriminden farklı sensör türlerinin avantaj ve dezavantajlarına kadar, basınç sensörünün ne olduğunu, nasıl çalıştığını ve bir basınç sensörünün nasıl çalıştığını öğreneceksiniz.
Ayrıca bir basınç sensörünün yapısını, çıkış sinyallerinin türlerini ve endüstriyel bir basınç sensörü seçmek için gerekli kriterleri detaylandıracağız. Farklı basınç transdüseri kategorilerini (diferansiyel basınç transdüseri, mutlak basınç transdüseri veya bağıl basınç transdüseri) keşfederek, bunları verimli bir şekilde nasıl kalibre edeceğiniz, kuracağınız ve test edeceğiniz konusunda size rehberlik edeceğiz.
Son olarak, basınç transmitterinin konfigürasyonuna ve bu temel saha aletinin pratik uygulamalarına bakarak avantajlarını ve dezavantajlarını tartıyoruz.
- Basınç ölçüm birimi
- Basınç sensörü nedir?
- Basınç sensörleri nasıl çalışır?
- Bir basınç transmitteri nasıl çalışır?
- Basınç sensörü mü yapıyorsunuz?
- Bir basınç sensöründen gelen çıkış sinyali nedir?
- Endüstriyel basınç sensörünü nasıl seçerim?
- Diferansiyel, mutlak veya bağıl basınç: farklı basınç sensörü türleri?
- Bir basınç sensörünü nasıl kalibre edersiniz?
- Endüstriyel basınç sensörü nasıl kurulur?
- Bir basınç sensörünü nasıl test edersiniz?
- Bir basınç sensörünü nasıl yapılandırabilirim?
- Basınç sensörlerinin uygulamaları nelerdir?
- Basınç sensörlerinin avantajları ve dezavantajları nelerdir?
Basınç ölçümünün kökeni
Pascal ölçü birimi adını ünlü Fransız filozof, fizikçi ve matematikçiden almıştır Blaise Pascal.
Fransız endüstriyel basınç sensörleri üreticisi Fuji Electric France SAS'ın üretim biriminin bulunduğu Clermont-Ferrand'da doğan Pascal,atmosfer basıncının deniz seviyesinden yükseklikle birlikte azaldığını kanıtlamak için Puy de Dôme'un zirvesine bir barometre taşıyarak temel bir deney gerçekleştirdi.
Ancak, İtalyan bilim adamı Evangelista Torricelli yeryüzündeki hava hacminin ağırlığının uyguladığı basıncı göstermede öncü oldu ve cıva bazlı ilk barometreyi tasarladı.
Basınç ölçüm birimi
İlk olarakssiyon p, A birim alanı başına F kuvveti birimleriyle ifade edilir: p = F / A
Basınç birimlerini ve dönüşümlerini bilir doğru merdiven seçimini yapmak için önemlidir. endüstri̇yel basinç sensörü.
- Pascal (Pa): Uluslararası Sistemin ( SI ) basınç için temel birimidir. Bir Pascal metre kare başına 1 Newton'a karşılık gelir (1 Pa = 1 N/m²).
- Bar: endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan bir basınç birimidir. Bir Bar, 100.000 Pa basınca karşılık gelir.
- Standart atmosfer (atm): barometrik veya atmosferik basıncı ifade etmek için kullanılır. Bir atmosfer 101,325 Pa basınca karşılık gelir.
Basınç sensörü nedir?
Le basınç sensörü olarak da adlandırılır basınç transmitteri, basınç sensörü, basınç göstergesi veya basınç transdüseri. Bu farklı isimler arasında önemli bir fark yoktur. Bununla birlikte, aşağıdakiler arasında bir ayrım yapılabilir analog basınç sensörleri ve akıllı proses transmiterleri.
Basınç sensörünün tanımına değinecek olursak, prensibi belirli bir yüzey (deformasyon) üzerindeki bir akışkanın basıncının uyguladığı kuvveti bir elektrik sinyaline dönüştürmekten ibaret olan bir basınç algılama cihazıdır.
Endüstriyel şirketler basınç transmiteri kullanır:
- Bağıl veya mutlak basınç sensörü ile basınçölçümü.
- Basınç düşürücü ve diferansiyel basınç sensörü kullanarak akış hızının ölçülmesi
- Hidrostatik basınç sensörü kullanarak seviye ölçümü
- Fark basınç transmitteri ile yoğunluk ölçümü
Basınç sensörleri nasıl çalışır?
Bu akışkanın basıncı bir bağlantı ve ardından mekanik bir arayüz aracılığıyla dahili bir ölçüm bileşenine uygulanır - paslanmaz çelik, seramik veya başka bir asil malzemeden yapılmış ölçüm diyaframı.
Elektronik ölçüm elemanı basıncı ham bir çıkış sinyaline dönüştürür.
Bir basınç transmitteri nasıl çalışır?
Basınç sensörü modelleri için, her biri proses otomasyonu ve endüstriyel tesisler alanlarındaki belirli uygulamalara uyarlanmış farklı teknolojiler, yöntemler, teknikler ve ölçüm prensipleri vardır.
- Le piezorezistif basınç sensörü metal bir membrana uygulanan kuvveti ölçer. İnce bir film üzerine uygulanan gerilim deforme olmasına neden olur ve basınç değişimini sıkıştırılamaz bir sıvı (yağ veya su) aracılığıyla iletir. Bu, piezorezistif bir silikon elemanı (Wheatstone köprü devresi) deforme eder. Yarı iletkenler kullanan bu bileşen, deformasyonu omik bir değere dönüştüren değişken bir elektrik direncidir. Bu MEMS (Mikro-Elektro-Mekanik Sistemler) minyatürleştirme ve daha yüksek hassasiyet sunan bu sensörlerin bazılarında da kullanılmaktadır.
- Kapasitif basınç sensörü, paslanmaz çelik veya seramik metal bir membrana uygulanan kuvveti ölçer. Uygulanan basınç metal filmi deforme eder ve basınç değişimini sıkıştırılamaz bir ara sıvı (yağ veya su) aracılığıyla iletir. Bu, kapasitif bir silikon elemanı deforme eder. Bu bileşen, deformasyonu kapasitif bir değere dönüştüren değişken bir kapasitördür.
- Frekans rezonans transmitteri, ölçümün doğrusallığını tanımlamak için BFSL (Best Fit Straight Line) gibi özel terimler kullanır. Bu basınç sensörü, basınçtaki değişimi salınım frekansındaki bir değişime dönüştürerek yüksek çözünürlük ve farklı uygulamalar için çeşitli çözümler sunar.
- Gerinim ölçer veya gerilim ölçer basınç sensörü de benzer şekilde çalışır; sensörden gelen çıkış sinyali daha sonra filtrelenir, yükseltilir, sıcaklık dengelenir ve analog bir sinyale dönüştürülür. Analog çıkış bir elektrik konnektörü aracılığıyla iletilerek hatalar azaltılır ve doğruluk artırılır.
- Öte yandan basınç göstergeleri,basınç ölçümünün yerel bir görüntüsüne sahiptir.Örneğin U-tüp manometrelergenellikle basit, doğrudan ölçümler için kullanılır.
Basınç sensörünün yapısı
Bir basınç transmitterinin yapısı birkaç temel unsurdan oluşur:
- kurulum için mekanik bir konektör,
- metalik veya seramik bir membran,
- kapasitif sensör veya piezorezistif dedektör,
- Basınç değişimlerini iletmek için basınç ölçüm hücrelerine entegre edilmiş bir dolum sıvısı, genellikle yağ,
- dedektör sinyalini koşullandırmak ve yükseltmek için elektronik modül,
- diğer otomasyon sistemlerine kolay bağlantı için bir elektrik konektörü,
- plastik veya metal gövde (alüminyum, paslanmaz çelik),
- basınç bilgilerini gerçek zamanlı olarak görüntülemek için bir dijital gösterge (isteğe bağlı).
Endüstriyel bir basınç sensöründen gelen çıkış sinyali nedir?
Bir basınç sensöründen gelen sinyal analog veya dijital olabilir. Basınç sensöründen gelen analog sinyal genellikle 4-20mA akım çıkışı, 0-10V voltaj çıkışı veya 1-5V voltaj çıkışıdır. Çıkış sinyali, kontrol ünitesine etki etmesi için kontrol ünitesine gönderilir.
4-20mA analog çıkış sinyali, sunduğu çeşitli avantajlar nedeniyle bu cihazlar tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır.
Her şeyden önce 4-20 mA basınç sensörü iletim hattından kaynaklanan sinyal kaybına karşı dayanıklıdır ve doğru ölçüm sağlar.
Ayrıca basınç sensörü ile ilgili sistem arasındaki mesafeyi de uzatır. Buna ek olarak, akım olmaması hat arızalarının tespit edilebileceği anlamına gelir ve sorun gidermeyi kolaylaştırır. 4-20mA 2 telli veya 4 telli basınç transmitteri ayrıca elektromanyetik parazitlere karşı daha az hassastır, bu da güvenilirliğini garanti eder.
Son olarak, ekran, kontrolör ve kaydedici gibi çeşitli ekipmanlara güç sağlamak için bir 4-20mA döngüsünde kullanılabilir.
Dijital iletişim farklı iletişim protokolleri ile kullanılabilir - HART - Fieldbus - Profibus - Modbus. Bu iletişim protokolleri ölçülen değeri iletir ve ayrıca basınç ölçüm cihazlarının yapılandırılmasını sağlar. Bunlar SMART elektronik vericiler olarak bilinir. Bazı elektronik basınç sensörleri ayrıca IO Link arayüzleri, bir dizi özel doğruluk ve ölçüm aralığı ve uluslararası onaylar sunar.
Endüstriyel basınç sensörünü nasıl seçerim?
Endüstriyel basınç transmitteri ölçülecek akışkana, basınç aralığına ve uygulama ve prosesin çalışma koşullarına göre seçilmelidir.
- Ölçülecek akışkanın özellikleri öyle ki : hava basınç sensörü, gaz basınç sensörü, hidrojen basınç sensörü, buhar basınç sensörü, su basınç sensörü veya başka bir sıvı ve özellikleri (yoğunluk, viskozite, aşındırıcılık, vb.).
- Proses çalışma koşulları: ölçülecek basınç, statik basınç, proses sıcaklığı, korozyon riski, vb.
- Ölçüm türü: basınç ölçümü, basınç düşürücü bir cihaz ve delta-p diferansiyel basınç kullanarak akış ölçümü, hidrostatik basınç kullanarak seviye ölçümü, yoğunluk ölçümü vb.
- Ölçülecek basınç türü :
- Bağıl basınç
- Atmosferik basınç
- Mutlak basınç
- Diferansiyel basınç
- Barometrik basınç
- Bu basınç aralığı veya ölçüm aralığı
- Dinamikler veya menzil kabiliyeti
- Basınç ölçümünün doğruluğu
- Yanıt süresi
- Mekanik montaj arayüzü veya proses bağlantısı armatürü: vidalı bağlantı, flanş bağlantısı vb.
- Analog çıkış sinyali ve/veya kablolu veya kablosuz dijital iletişim
- İklimsel ortam ve buna bağlı kısıtlamalar:
- Endüstriyel ortam, ilgili kısıtlamalar ve mevcut yönetmelikler:
- Fonksiyonel güvenlik ve güvenlik bütünlüğü seviyesi (SIL) ; IEC 61508 standardı ve IEC 61511 standardı gerektiren Gelişmiş SIL2/SIL3 güvenlik fonksiyonlarına sahip basınç transmiterleri.
Le Doğru güvenlik seviyesine sahip bir basınç sensörü seçmek ve patlayici alanlarda kullanim i̇çi̇n en güvenli̇ sensörün seçi̇lmesi̇ sürecinizin güvenliği ve uzun ömürlülüğü için çok önemlidir.
- Basınç sensörleri boyutlandırılırken patlama basıncı dikkate alınmalıdır. Patlama basıncı, muhafazanın mekanik gerilim sınırına karşılık gelir ve bu eşiği aştığında, muhafaza tahrip olur ve bu da sıvı sızıntısına neden olabilir. Basıncın belirtilen aralıkta tutulması, veri sayfasına uygun olarak güvenilir ölçümler yapılmasını sağlar.
- Manifold veya kablo rakoru gibi ilişkili basınç sensörü aksesuarları.
Diferansiyel, mutlak veya bağıl basınç: farklı basınç sensörü türleri?
Bağıl basınç transmitteri, atmosferik basınca göre prosesin bağıl basıncını ölçer. Atmosferik basınç transmitterin içindeki bir referans boşluğu kullanılarak ölçülür. Yükseklik arttıkça bu basınç azalır.
Fark basınç sensörü, esnek bir diyaframla birbirine bağlanan iki ayrı hazne kullanır. Basınç, diyaframın her iki tarafında ölçülür. Fark basınç (dp) bu iki basınç arasındaki basınç farkıdır: alçak basınç tarafındaki referans basınç (BP veya LP) ve yüksek basınç tarafındaki basınç (HP). Bu fark basınç ölçüm cihazı, borulardaki sıvı akışını ölçmek, filtre tıkanmasını izlemek veya basınç düşüşlerini hesaplamak için kullanılır.
Mutlak basınç sensörü bağıl basıncı mutlak vakum ile karşılaştırır. Mutlak basınç her zaman pozitiftir. Bu cihazı kullanmanın avantajı, bir vakum referans odası sayesinde atmosferik basınç değişimlerine bağlı olmaması ve bu nedenle daha yüksek doğruluk elde edilmesidir.
Mutlak basınç, bağıl basınçtan 1,013 bar eklenerek ifade edilir, yani p. mutlak (bar abs.) = p. bağıl (bar) + 1,013.
Bir diyafram ayırıcı basınç transmitteri, ölçülen proses akışkanını basınç hücresinden ayırır. Diyafram ve temas parçaları ölçülen akışkana dayanıklı bir malzemeden yapılır ve basınç hücresinin tabanına kaynaklanır.
Bir kılcal boru veya bağlantı manşonu, ayırma membranı ile basınç hücresi arasındaki bağlantıyı sağlar. Bu boşluk vakum altında gazdan arındırılmalı, ardından bir dolgu yağı ile doldurulmalı ve kapatılmalıdır. Ölçülen basınç diyaframın dış yüzeyine bir kuvvet uygular. Diyafram içe doğru esnedikçe, cihazın içindeki dolum sıvısını sıkıştırmaya çalışır.
Bu dolum sıvısı sıkıştırmaya direnç gösterecek şekilde tasarlanmıştır, böylece kuvvet doğrudan basınç ölçüm hücresine yönlendirilir. Bir diyafram basınç sensörünün tüm çalışması Blaise Pascal'ın prensibine dayanır.
Diyafram basınç sensörü paslanmaz çelik, titanyum, Inconel, Hastelloy, Monel, Tantal, seramik ve nikel gibi çeşitli malzemelerden üretilir. Kullanılan malzemeler, endüstriyel basınç sensörünün tasarlandığı uygulama türüne ve sıcaklığa bağlıdır.
Ayırıcılı basınç sensörü, yüksek sıcaklık aralığındaki sıvı basınçlarını ölçmek için kullanılır.
- Çok değişkenli basınç sensörü
Çok değişkenli basınç transmitteri, fark basınç ölçümü, mutlak basınç ölçümü ve sıcaklık ölçümünü aynı sensörde birleştirir. Bu ürünler özellikle kütlesel akış ölçümü için kullanılır.
Hidrostatik seviye sensörü, tanklardaki veya fıçılardaki bir sıvının dolum seviyesini belirlemek için kullanılan bir ölçüm cihazıdır. Ölçüm prensibi, dolum sütununun yüksekliğinin bir fonksiyonu olarak bir sıvı tarafından uygulanan ağırlık olan hidrostatik basınca dayanır.
- Daldırılmış basınç sensörü
Bu dalgıç veya hidrostatik basınç sensörü, bir tank veya rezervuardaki seviyeyi ölçmek için bir sıvıya daldırılabilir. Dalgıç basınç sensörü genellikle paslanmaz çelik bir diyaframa sahiptir.
Bir basınç sensörünü nasıl kalibre edersiniz?
Bu endüstri̇yel basinç veri̇ci̇leri̇ bir periyodik kalibrasyon sağlamak için endüstri̇yel metroloji̇ yaşam döngüleri boyunca ve sensörlerinizin doğruluğunu etkileyen faktörlerden kaçının.
Kalibrasyon periyodu basınç sensörü üreticileri tarafından tanımlanır. Sıfır ve tam ölçek kalibre edilmelidir.
Fabrikada, çıkış sinyalinin doğrusallığını kontrol etmek için, doğruluk basınç aralığındaki birkaç noktada kontrol edilir.
Kalibrasyon, sensörün mekanik arayüzüne tanımlanmış bir referans basınç uygulanmasını, 4-20 mA çıkış sinyalinin kontrol edilmesini ve ardından telafi uygulanmasını içerir. Sensör, harici bir ayar vidası veya bir programlama arayüzü ya da programlama yazılımı kullanılarak kalibre edilebilir. Ekranlı ve butonlu basınç transdüseri modelleri lokal olarak kalibre edilebilir.
Çeşitli manipülasyonları gerçekleştirmek amacıyla, basınç transmitterini prosesten izole etmek için üzerine bir izolasyon vanası veya manifold monte edilmesi gerekebilir.
Yıllık kalibrasyonlarınız için basınç sensörlerinin kalibrasyonunda uzmanlaşmış bir şirkete başvurabilirsiniz.
Basınç sensörünü düzenli olarakkalibre ederek, tutarlı sonuçlar elde etmek içinbasınç ölçümünün doğruluğundan emin olabilirsiniz.
Basınç göstergesini nasıl takabilirim?
Basınç transdüserleri, ölçüm cihazına veya basıncın ölçüleceği boru tesisatına mekanik bir bağlantı yoluyla takılabilir.
Proses basıncı ve sıcaklık koşullarına bağlı olarak özel kurulum önlemleri alınmalıdır.
Bu cihazdan gelen 4-20 mA çıkış sinyali, bir kontrol cihazını kontrol etmek ve bir prosesin basıncını düzenlemek için bir görüntüleme sistemine ( endüstriyel bir dijital ekran, bir kaydedici, bir kontrolör veya bir denetim sistemi) veya bir PLC'ye (basınç ölçümü için otomasyon sistemi) bağlanabilir.
Güvenliğiniz için, saha cihazını kablolamadan önce basınç sensörünün elektrik şemasını kontrol edin.
Yardıma ihtiyacınız varsa, ölçüm cihazınızı kurması ve devreye alması için profesyonel bir şirket çağırmanızı öneririz.
Bir basınç sensörünü nasıl test edersiniz?
A 4-20 mA basınç sensörü basınç sensörünün mekanik arayüzüne bilinen bir basınç uygulayarak ve ölçülen analog çıkış sinyalini kontrol ederek test edilebilir. Eğer bir ekranlı basınç sensörüGöstergede görüntülenen değeri kontrol edin.
Cihazınız arızalıysa, bir uzmandan veya endüstriyel sensör üreticilerinden birinden sizin için tamir etmesini isteyebilirsiniz.
Onarım mümkün değilse, eski basınç sensörü referansınızı yeni, daha modern bir modelle değiştirebilirsiniz.
Bir basınç sensörünü nasıl yapılandırabilirim?
HART protokolüne sahip akıllı dijital transmiterler yapılandırılabilir:
Basınç sensörlerinin uygulamaları nelerdir?
Anlamak proses endüstri̇leri̇nde neden basinç ölçümü yapilir? güvenliği sağlamak, süreç kontrolünü optimize etmek, enerji verimliliğini artırmak ve bitmiş ürünlerin kalitesini korumak için önemlidir.
Basınç transmitteri endüstriyel sektörde birçok uygulamada kullanılmaktadır.
Bu dijital basınç sensörü birkaç milibardan birkaç yüz bara kadar değişen basınçları algılayabilir. Bu nedenle, üretim hatlarının ve makinelerin otomasyonu için çok çeşitli endüstrilerde gereklidir.
Bağıl veya mutlak basınçlı hava basınçları, su basınçları, buhar basınçları ve gaz basınçlarının tümü ölçülebilir.
Örneğin , uygulamalar arasında bir borudaki sıvı akışının, gaz akışının veya buhar akışının fark basınç ölçümü, filtre izleme, yıkama diyaframlı basınç transdüseri ile bir tanktaki bir sıvının seviyesinin ölçülmesi, bir sıvının yoğunluğunun ölçülmesi yer alır.
Sektörünüze bağlı olarak, uygulamanız ve endüstriyel ortamınızın kısıtlamaları için doğru ölçüm cihazını seçmeniz gerekir.
Avantajları ve dezavantajları nelerdir?
bir basınç sensörünün?
Basınç sensörlerinin avantajları
- Doğruluk ve güvenilirlik: Basınç sensörleri, endüstriyel uygulamalar için gerekli olan son derece hassas ölçümler sağlar. Gazların, buharların veya sıvıların basıncı hakkında kesin bilgi sağlayarak verimliliği artırır ve maliyetleri azaltırlar.
- Aşırı koşullara direnç: Kimya veya petrol ve gaz endüstrilerinde karşılaşılanlar gibi yüksek sıcaklık veya aşındırıcı ortamlarda bile, olağanüstü güvenilirlik ve hassasiyetle çalışmaları garanti edilir.
- Dayanıklılık ve sağlamlık: Paslanmaz çelik veya alüminyum muhafazalara yerleştirilen basınç sensörleri şok, titreşim ve zorlu ortamlara karşı dayanıklıdır. Uzun ömürlü olacak şekilde üretilmişlerdir.
- Kullanım esnekliği: Çeşitli tasarım ve teknolojilerde mevcut olan bu sensörler, vakum ve negatif basınç uygulamaları da dahil olmak üzere tüm akışkanlar için çok çeşitli basınç ölçüm aralıklarını kapsar. Esneklikleri, onları çok çeşitli endüstriler için uygun hale getirir.
- Kolay kurulum: Çok çeşitli bağlantı parçaları ve konektörler sayesinde, basınç sensörleri otomasyon sistemlerine hızlı ve kolay bir şekilde entegre edilebilir ve kurulum hatalarını en aza indirir.
- Aşırı yük ve aşırı basınca karşı direnç: Aşırı yüke karşı yüksek dirençleri sayesinde basınç transdüserleri, hızla kapanan vanalar veya basınçlı havadan kaynaklanan su darbesi gibi aşırı basınç piklerine dayanabilir.
Basınç sensörlerinin dezavantajları
- İlk maliyet: Yüksek hassasiyetli basınç sensörlerini edinmenin maliyeti yüksek olabilir ve bu da bazı endüstriyel şirketler için önemli bir yatırım anlamına gelebilir. Bir basınç sensörünün fiyatı genellikle kalitesini ve dayanıklılığını yansıtır. Egzotik basınç sensörü markalarından kaçının ve bir Fransız basınç sensörü üreticisini tercih edin.
- Parazitlere karşı hassasiyet: Yarı iletken kullanan sensörler elektromanyetik parazitlere karşı hassas olabilir ve bu da doğruluklarını etkileyebilir. Basınç transdüserleri EMC standartlarına uygun olan bir üretici seçin.
- Karmaşık kurulum: Birçok sensör kolay kurulum için tasarlanmış olsa da, bazı karmaşık uygulamalar optimum çalışmayı sağlamak için özel teknik beceriler gerektirebilir. Güvenilir bir basınç transdüseri üreticisine güvenin .
- Belirli koşullar altında bakım: Özellikle çevresel koşulların aşırı olduğu bazı kurulumlarda, performansı garanti etmek için basınç sensörünüzün düzenli bakımı gerekli olabilir. Yerel bakım servisi olan bir basınç sensörü üreticisi seçin.
Basınç ölçümü doğaçlama yapılamaz!
bu basınç ölçümü gerektirir profesyonelleri̇ çağirin enstrümantasyon sektöründe.
Fransız endüstriyel basınç sensörleri üreticisi Fuji Electric'in uzmanları, proseslerinizdeki basıncı ölçerken beklenen sonuçları almanızı ve hatalardan kaçınmanızı sağlamak için size rehberlik edecek ve en zorlu uygulamalarınız için tasarlanmış basınç sensörleri sunacaktır. Böylece basınç algılamanın dezavantajları olmadan avantajlarından yararlanabilirsiniz.
Fuji Electric basınç transdüserleri, yüksek teknolojisi, basınç ölçüm hassasiyeti, geniş ölçüm aralığı, uzun vadeli kararlılığı, yapı kalitesi, güvenilirliği, dayanıklılığı, teknik desteği, kolay iade politikası ve müşterilere hızlı teslimat hizmeti ile ünlüdür.