Hva er en trykkmåler? Typer, arbeid og applikasjoner

Hva er en trykkmåler?

En tekniker sjekker skiven på en pumpeutløpsledning for å bekrefte at avlesningen er innenfor det sikre området. Den raske visuelle kontrollen, som gjentas tusenvis av ganger daglig, er avhengig av et av de eldste instrumentene i industrien: trykkmåleren.

En trykkmåler er et instrument som måler trykket til en gass eller væske i et lukket system og viser verdien på en skive eller digital skjerm. De fleste mekaniske målere trenger ingen ekstern strøm: selve trykket beveger pekeren over en kalibrert skala, noe som gjør dem til den mest økonomiske måten å overvåke trykk på tvers av industri-, kommersielt og husholdningsutstyr.

En trykkmåler er ikke en sender. En måler gir en lokal avlesning; en sender konverterer trykk til et elektrisk signal, for eksempel 4-20 mA eller Modbus, for en PLS eller fjerndisplay. Mange systemer bruker begge deler: en måler for verifisering på stedet og en sender for automatisk kontroll.

Den vanligste konfigurasjonen er den analoge, direktemonterte måleren med et Bourdon-rør og fuktede deler av messing eller rustfritt stål. For et konkret eksempel er vanlige trykkmålere for generell bruk som Y60-serien et typisk utgangspunkt for OEM-utstyr.

Hvordan fungerer en trykkmåler?

Inne i en trykkmåler presser prosesstrykket mot et fleksibelt føleelement, og et girtog snur den bevegelsen til pekerrotasjon.

Det trykkfølende elementet: Bourdon-rør

Bourdon-røret er det mest brukte sanseelementet. Det er et buet eller spiralformet metallrør med et ovalt tverrsnitt. Når trykket kommer inn, prøver tverrsnittet å bli rundt, noe som får røret til å rette seg litt ut. Den lille forskyvningen, ofte mindre enn en millimeter, driver en kobling festet til bevegelsen. Bourdon-rør er nøyaktige, robuste og rimelige, og de dekker det bredeste området, fra 60 mbar til flere tusen bar.

Alternative sensorelementer: diafragma og kapsel

Ikke alle medium passer til et Bourdon-rør. Et diafragmaelement er en tynn metallskive som bøyer seg under trykk; membranmålere måler lavere trykk og kan, med en membrantetning, håndtere viskøse, forurensede eller etsende medier. Et kapselelement er laget av to korrugerte membraner sveiset sammen og er følsom nok for svært lave trykk som ovnstrekk. Valget av sensorelement angir det brukbare trykkområdet og mediet som måleren trygt kan kontakte.

Bevegelsen og saksforsamlingen

Bevegelsen, et presisjonsgirsett, forsterker avbøyningen til pekerrotasjon. Dekselet beskytter mekanismen; kontinuerlig vibrasjon eller pulsering krever en oljefylt kasse, hvis dempevæske stabiliserer viseren og smører girene. Prosessforbindelsen, vanligvis 1/4 tommer NPT eller 1/2 tommer BSP, tres inn i røret, tanken eller maskinen.

Måletrykk vs. absolutt trykk vs. differensialtrykk

En trykkavlesning refererer alltid til et referansepunkt, og referansen bestemmer hva måleren viser.

Absolutt trykk refereres til et perfekt vakuum. Det er det sanne trykket til væsken, relatert til atmosfærisk trykk av P _abs = P _måler P _atm . Absolutte målere inneholder et internt vakuumreferansekammer, så avlesningene endres ikke med vær eller høyde. Typiske bruksområder: barometrisk overvåking og vakuumbelegg.

Manometertrykk er referert til atmosfærisk trykk. En standardmåler viser null når den er åpen for atmosfæren; skiven viser trykket over omgivelsestemperaturen. De fleste industrielle målere, fra luftmottakere til hydrauliske presser og vannpumper, viser manometertrykk.

Differensialtrykk er forskjellen mellom to punkter. En differensialmåler har to prosessforbindelser og viser forskjellen direkte; Vanlige bruksområder inkluderer overvåking av filtertilstopping, væskenivå i forseglede tanker og strømning over en åpningsplate.

En sammensatt måler leser både vakuum og positivt trykk på en skala, og krysser null i midten. En dekktrykkmåler viser manometertrykk; en måleovervåkingsvakuum i et emballasjekammer trenger en absolutt eller sammensatt design.

Vanlige trykkenheter som brukes på målere

Trykkmålere er bygget med forskjellige enhetsskalaer avhengig av regionale standarder. Tabellen nedenfor viser enhetene du vil møte oftest.

For rask konvertering er 1 bar omtrent 14,5 psi eller 100 kPa, og 1 MPa tilsvarer 10 bar. Eksportutstyr bruker ofte dual-scale ringer, som psi og bar, for å unngå feil.

Hovedtyper trykkmålere

Trykkmålere kan klassifiseres etter referanse, følerelement og konstruksjon. Disse tre synspunktene samsvarer med en måler for arbeidsforholdene.

Etter referanse: Gauge, Absolutt og Differensial

Denne klassifiseringen følger referansen forklart ovenfor. En standardmåler måler i forhold til atmosfæren; en absolutt måler inneholder et vakuumkammer; en differensialmåler har to porter og viser forskjellen.

Etter sanseelement: Bourdon-rør, diafragma, kapsel

Bourdon-rørmålere dekker det bredeste området, fra ca. 60 mbar til tusenvis av bar, og passer til de fleste generelle oppgaver. Membranmålere håndterer lavere trykk og tåler skitne eller aggressive medier. Kapselmålere er reservert for svært lave trykk, typisk under 600 mbar, for eksempel ovnstrekk.

Ved spesialkonstruksjon: Forseglet, korrosjonsbestandig, støtsikker, eksplosjonssikker

Når prosessmediet er tyktflytende, bærer partikler eller har en tendens til å tette til følerelementet, isolerer en membrantetning målerens indre. I kommunale og industrielle vannanlegg holder membranforseglede målere som brukes i vannbehandlingslinjer, slam og suspendert stoff fra å blokkere elementet samtidig som det gir en stabil avlesning.

Når miljøet er etsende, for eksempel kjemiske anlegg eller offshore-plattformer, beskytter konstruksjonen i helt rustfritt stål de fuktede delene og kabinettet. Petrokjemiske anlegg kombinerer rustfritt stål med en oljefylt kasse; oljefylte støtsikre trykkmålere for petrokjemisk bruk er en standardspesifikasjon i raffinerier og overføringsstasjoner.

For brennbare gasser eller brennbart støv forhindrer eksplosjonssikre målere med kraftige kasser og flammesikre skjøter interne gnister i å antenne atmosfæren.

Støtsikre, oljefylte målere er også vanlig på mobilt utstyr; hydrauliske kraftenheter, kompressorer og marinemotorer genererer vibrasjoner som raskt ville trette ut en tørrkassemåler.

Analoge vs. digitale trykkmålere

Analoge mekaniske målere forblir standard for lokal indikasjon: de trenger ingen strøm og overlever røff bruk. Digitale målere gir høyere nøyaktighet, ofte 0,1 % til 0,5 % av full skala, og gir utdata for datalogging eller fjernovervåking. De tåler vibrasjoner godt, men trenger batteri og misliker ekstreme temperaturer. De to er komplementære: analog for direkte lesing, digital for presisjon.

Industrianvendelser av trykkmålere

Ulike bransjer skaper forskjellige trykkforhold, og det er grunnen til at produsenter bygger målere forskjellig.

• Petrokjemi og energi: rørledninger, lagringstanker og pumpestasjoner er avhengige av rustfritt stål, oljefylte og eksplosjonssikre målere for korrosive medier og farlige soner.
• Vannbehandling: omvendt osmosesystemer og filterskinner overvåker mating og differensialtrykk; membranforseglede målere forhindrer tilstopping fra silt og partikler.
• VVS og kjøling: kjølemiddelkretser og kjølere forårsaker trykktopper; HVAC trykkmålere med kapillær la skiven sitte borte fra varme rør, og beskytter bevegelsen.
• Medisinsk utstyr: blodtrykksmålere, oksygenregulatorer og vakuumaspiratorer trenger nøyaktige, vaskbare målere; trykkmålere av medisinsk kvalitet er laget for disse sensitive applikasjonene.
• Husholdningsapparater: kaffemaskiner sjekker ekstraksjonstrykket og vannrensere overvåker membrantrykket; disse kompakte målerne bruker materialer som kommer i kontakt med mat og trenger lite vedlikehold.
• Marine og bil: motorrom og dashbord bruker vibrasjonssikre målere for oljetrykk og luftbremsesystemer; forseglede eller oljefylte etuier holder nålen stødig.
• Industriell produksjon: CNG-utstyr, SF6 gassisolert bryterutstyr og sveisesystemer bruker målere tilpasset spesifikke gasser og sikkerhetskrav.

Det samme fysiske prinsippet, der trykk avleder et føleelement, brukes forskjellig i hver bransje. En måler av raffinerikvalitet er ubrukelig inne i en kaffemaskin: media, miljø, plass og sikkerhetsstandarder er ganske enkelt forskjellige.

Hvordan velge riktig trykkmåler for applikasjonen din

En systematisk tilnærming forhindrer de fleste utvalgsfeil. Arbeid gjennom disse fem trinnene.

1. Identifiser media. Er den etsende, viskøs eller full av faste stoffer? Siltfylt vann vil tette et standard Bourdon-rør, så spesifiser en membrantetning eller egnet fuktet materiale. Ren luft, olje og damp er bra med deler av messing eller rustfritt stål.
2. Definer trykkområdet og nøyaktigheten. Unngå å løpe på toppen av skalaen; det ideelle driftspunktet er mellom 25 % og 75 % av full skala. En jevn 50 bar prosess passer en 0 til 100 bar måler.
3. Evaluer installasjonsmiljøet. Vibrasjoner krever en oljefylt kasse; høy omgivelsestemperatur kan trenge ekstern montering; farlige atmosfærer krever eksplosjonssikker konstruksjon og sertifisering.
4. Velg tilkobling og montering. Tilpass gjengetype og -størrelse (NPT, BSP, metrisk) til den eksisterende beslaget, og velg mellom bunn-, bak- eller panelmontering.
5. Bestem om du trenger en elektrisk utgang. Lokal avlesning betyr bare at en mekanisk måler er nok; hvis signalet må nå en kontroller, velg en sender eller en hybridmåler med skive og utgang.

Når disse parameterne er klare, begrenses utvalgsområdet raskt. For standard luft-, vann-, olje- og hydraulikkoppgaver, bla gjennom komplett utvalg av generelle trykkmålere på produsentens produktside, og bekreft mediekompatibilitet med leverandøren før du bestiller.

Grunnleggende om vedlikehold og kalibrering

Trykkmålere er pålitelige, men de er presisjonsinstrumenter som fortjener grunnleggende pleie. Fire vaner dekker de fleste situasjoner:

• Sjekk nullposisjonen. Når systemet er trykkavlastet, skal pekeren hvile på null; en konstant forskyvning betyr et deformert føleelement eller en slitt bevegelse.
• Se på pekerens oppførsel. Litt flagring er normalt, men kraftig flagring indikerer tapt intern demping eller en blokkert åpning.
• Inspiser vinduet og saken. Fuktighet inne i en tørrhusmåler betyr at forseglingen har sviktet; skift den ut før korrosjon skader bevegelsen.
• Kalibrer etter en tidsplan. Årlig rekalibrering er en grunnlinje for generell service; kvalitetskritiske applikasjoner trenger hyppigere kontroller. Sammenlign med en referansestandard og erstatt den hvis feilen overskrider nøyaktighetsklassen.

En isolasjonsventil tillater fjerning av måleren uten å stenge ned prosessen, og en snubber eller sifonløkke beskytter mot vannslag og damp. Med denne forsiktigheten kan en kvalitetsmåler gå i årevis. Skift ut instrumentet når skiven blir uleselig, nålen stikker eller kassen er skadet; en uventet feil koster mer enn en ny måler.

Konklusjon

En trykkmåler svarer på et spørsmål som dukker opp konstant i ingeniørfaget: hva er trykket i dette systemet akkurat nå? Mekaniske målere svarer uten elektrisitet, til lave kostnader og med nok nøyaktighet for de fleste industrielle og kommersielle bruksområder.

Å forstå hvordan sensorelementet fungerer, hvordan manometertrykket skiller seg fra absolutte og differensielle avlesninger, og hvorfor industrier krever forskjellige konstruksjoner, vil hjelpe deg med å spesifisere riktig instrument. Start med media, trykkområdet og installasjonsmiljøet. Hvis noen detaljer er uklare, kontakt en produsent med konkret prosessinformasjon og la en spesialist anbefale en testet modell for din applikasjon.