Hva brukes en trykkmåler til og hvordan velger du den rette

Forstå den grunnleggende rollen til trykkmåleren

I moderne industriell sivilisasjon er trykk en av de tre grunnleggende fysiske parameterne ved siden av temperatur og strømning. Den trykkmåler , et presisjonsinstrument som konverterer usynlig fysisk kraft til en visuell lesing, beskrives ofte som "øynene" til en prosess.

Den grunnleggende definisjonen av en trykkmåler er et instrument som bruker elastiske elementer (som Bourdon-rør, membraner eller belg) for å produsere elastisk deformasjon under trykk. Denne deformasjonen blir deretter overført til en peker ved hjelp av en intern bevegelsesmekanisme, som indikerer trykkverdien på en skive. Dens eksistens er ikke bare for å vise tall; den har tre kjerneoppdrag:

• Sikkerhetsbarriere : I kjeler, høytrykksbeholdere eller hydrauliske systemer kan konsekvensene av trykk som overskrider utstyrsgrensene være katastrofale. A trykkmåler overvåker trykksvingninger i sanntid, og gir tidlige advarsler til operatørene.
• Effektivitetsoptimalisering : I pneumatiske verktøy eller vannpumpesystemer betyr for høyt trykk bortkastet energi, mens lavt trykk fører til redusert effektivitet. Gjennom en trykkmåler , kan systemer opprettholdes innenfor det optimale energieffektivitetsområdet.
• Kvalitetskontroll : I kjemiske reaksjoner eller matvareforedling er spesifikke trykkmiljøer en forutsetning for produktkonsistens. Den trykkmåler sikrer at hver batch av produktet er produsert under standard prosessforhold.

Fra tidlige mekaniske analoge skjermer til dagens digitale skjermer integrert med sensorteknologi, utviklingen av trykkmåler reflekterer fremveksten av industriell presisjon, men statusen som en systemsikkerhetsvakt forblir uendret.

Hvordan en trykkmåler fungerer: Vitenskapen om måling

Forstå den interne mekanismen til en trykkmåler er grunnlaget for valg og bruk. Avhengig av målemiljøet er arbeidsprinsippene hovedsakelig kategorisert som følger:

Bourdon rørmålere

Dette er den mest brukte typen mekanisk trykkmåler. Kjernen er et C-formet, spiralformet eller kveilet flatt metallrør.

• Prinsipp : Når væske kommer inn i røret, får trykket det flate røret til å utvide seg mot et sirkulært tverrsnitt, noe som forårsaker en liten forskyvning i enden av røret.
• Søknad : Egnet for å måle trykket til væsker eller gasser som er ikke-korrosive for kobberlegeringer.

Diafragmamålere

For medier med høy viskositet, enkel krystallisering eller sterk korrosivitet, blokkeres eller skades tradisjonelle Bourdon-rør lett. I disse tilfellene en diafragma trykkmåler må brukes.

• Prinsipp : Trykk virker på en korrugert metallmembran, og forskyvningen som produseres av membranen driver viseren via en koblingsstang.
• Fordel : Den har sterk overtrykksbeskyttelse og er svært følsom for små trykk på grunn av det store overflatearealet til membranen.

Membrantetningssystemer

For hygiene (som i næringsmiddelindustrien) eller korrosjonsbeskyttelse, er en membrantetning fylt med en transmisjonsvæske som silikonolje installert i bunnen av trykkmåler å isolere det interne instrumentet fullstendig fra prosessmediet.

Digital trykkmåler

Disse bruker piezoresistive eller kapasitive sensorer for å konvertere trykksignaler til elektriske signaler.

• Funksjoner : Intuitive avlesninger, høy presisjon, utmerket vibrasjonsmotstand, og vanligvis utstyrt med bakgrunnsbelysning, enhetsbytte og toppopptaksfunksjoner.

Diverse applikasjoner: Hvor du vil møte en trykkmåler

Den trykkmåler finnes i alle verdenshjørner, fra dyphavsdykkerutstyr til fly i stratosfæren.

• Energi og kjemikalier : I raffinerier, titusenvis av trykkmålers overvåke reaktorer og rørledninger. Enhver liten anomali i avlesningen kan indikere en lekkasje eller blokkering.
• HVAC (oppvarming, ventilasjon og klimaanlegg) : Klimaanlegg og sentralvarmekjeler krever en trykkmåler for å overvåke kjølemedietrykket og sirkulerende vanntrykk for å sikre komfort og jevn systemdrift.
• Bil og romfart : Dekktrykkovervåkingssystemer (TPMS) er i hovedsak miniatyrisert trykkmålers . I flycockpiter er hydraulikk- og drivstofftrykkavlesninger avgjørende for at piloter skal bedømme flysikkerheten.
• Medisinsk industri : Trykkregulatorer på oksygentanker er standard utstyrt med en trykkmåler for å indikere gjenværende gass, og sikre uavbrutt oksygentilførsel til pasientene.

Velge riktig trykkmåler for dine spesifikke behov

Å velge feil trykkmåler kan føre til feilmålinger eller til og med instrumentbrudd. Følgende nøkkelparametere må vurderes:

Parametersammenligning: Mekanisk vs. digital trykkmåler

Dimensjoner for nøkkelvalg

Områdevalg : Det normale driftstrykket til a trykkmåler bør være mellom 1/3 og 2/3 av full skala. Langvarig drift ved full belastning fører til rask utmatting av det elastiske elementet.

Fukte materialer : For vanlig vann og luft er kobberlegeringer tilstrekkelig; for sure eller alkaliske etsende medier, a trykkmåler laget av 316L rustfritt stål må velges.

Omgivelsestemperatur : For høy omgivelsestemperatur endrer metallets elastisitetsmodul, og forårsaker pekerforskyvning. Ekstreme miljøer krever sifoner/kondenseringsrør.

Skivestørrelse : For langdistansevisning, velg 100 mm eller 150 mm skiver; for nærobservasjon er 40 mm eller 60 mm egnet.

Installasjon og kalibrering: Sikre nøyaktighet

Installere en trykkmåler er mer enn bare å stramme en tråd.

• Vertikal installasjon : Med mindre annet er spesielt utformet, a trykkmåler bør holdes vertikalt for å redusere tyngdekraftens påvirkning på den indre mekaniske strukturen.
• Installer bufferenheter : På steder med alvorlige trykkpulsasjoner, for eksempel pumpeuttak, må en snubber eller sifon installeres for å beskytte trykkmåler fra øyeblikkelige trykkstøt.
• Forseglingssjekk : Bruk PTFE-tape eller pakninger for å sikre en tett tilkobling; enhver liten lekkasje vil føre til at statiske trykkavlesninger faller kontinuerlig.

Den Necessity of Calibration : Over tid vil det elastiske elementet i en trykkmåler gjennomgår gjenværende deformasjon. Det anbefales at trykkmålere av industrikvalitet krysskalibreres minst én gang i året ved hjelp av en dødvektstester eller en mastermåler med høy presisjon.

Feilsøking Vanlige trykkmålerfeil

• Alvorlig pekervibrasjon : Vanligvis forårsaket av trykkpulsasjoner i prosesslinjen. Løsningen er å erstatte den med en væskefylt (glyserin eller silikonolje) trykkmåler .
• Peker går ikke tilbake til null : Dette kan skyldes permanent deformasjon av Bourdon-røret fra overtrykk eller alvorlig slitasje på den indre bevegelsen.
• Lesing forblir konstant : Sjekk om trykkporten er blokkert av urenheter i mediet, og forhindrer at trykk overføres til det indre av trykkmåler .
• Tåket kasse eller oljelekkasje : Indikerer aldring av skivetetningene eller ekstreme temperaturforskjeller i omgivelsene som påvirker observasjonen.

Vedlikehold og lang levetid

Et godt vedlikeholdt trykkmåler kan ha en levetid på over 10 år.

• Daglig inspeksjon : Se på skiven for sprekker og kassen for korrosjon.
• Rengjøring : Hold den gjennomsiktige frontplaten ren for å forhindre at oljeansamlinger gjør avlesningen uskarp.
• Miljøvern : Trykkmålere installert utendørs bør være utstyrt med instrumentbeskyttelsesbokser for å hindre regnerosjon og sollys fra å gjøre komponentene sprø.

Kjernekomponenter og materialvitenskap for trykkmåleren

Forstå den interne strukturen til en trykkmåler hjelper til med å ta det mest holdbare valget for spesifikke forhold. En mekanisk trykkmåler av høy kvalitet består av fem kjernekomponenter:

• Elastisk element : Hjertet til trykkmåler . Vanlige materialer inkluderer fosforbronse (for vanlige medier), 316L rustfritt stål (for etsende medier) og Monel (for svært korrosive miljøer).
• Bevegelse : Ansvarlig for å forsterke den lille forskyvningen av det elastiske elementet og konvertere det til sirkulær bevegelse. Presisjonsbevegelser bruker slitesterke tannhjul i messing eller rustfritt stål.
• Sak : Beskytter interne komponenter. Vanlige materialer er ABS-plast, malt stål eller 304 rustfritt stål.
• Stikkontakt/tilkobling : Den delen hvor trykkmåler kobles til rørledningen. Trådspesifikasjoner (NPT, BSPP eller metrisk) må samsvare med systemet.
• Skive og peker : Vanligvis laget av aluminium med et UV-bestandig belegg for å forhindre falming.

Materialsammenligningstabell: Utvalg for ulike miljøer

Nøyaktighetsklasser og lesestandarder

I industrien er nøyaktigheten til en trykkmåler er definert av internasjonale standarder (som ASME B40.100 eller EN 837-1).

• Nøyaktighetsklasse : Vanligvis uttrykt som en "prosentandel av fullskalafeil." For eksempel, en trykkmåler med et område på 100 psi og 1,0 % nøyaktighet anses som kvalifisert hvis feilen er innenfor pluss eller minus 1 psi.
• Linearitet og hysterese : Høy kvalitet trykkmålers bør opprettholde konsistente avlesninger under både trykkøkning og -reduksjon, en karakteristikk kjent som lav hysterese.

Applikasjonsreferanse for nøyaktighetsklasse

Tilpassede konfigurasjoner for spesielle forhold

Standard trykkmåler Modeller kan ikke møte alle komplekse miljøer, så spesifikke konfigurasjoner er nødvendig for å øke påliteligheten.

Vibrasjonssikker væskefylt konfigurasjon

Ved uttak av stempelkompressorer eller pumpestasjoner kan kraftige vibrasjoner forårsake pekeren til en standard trykkmåler å slites ut eller falle av.

• Glyserin fylt : Det vanligste valget for de fleste ikke-oksiderende miljøer, noe som forlenger den mekaniske levetiden betydelig.
• Silikon fylt : Egnet for ekstreme omgivelsestemperaturer (-40°C til 200°C) da den ikke blir for tyktflytende ved lave temperaturer.

Hygienisk konfigurasjon

I farmasøytisk og næringsmiddelindustri er trykkmåler må overholde EHEDG eller 3A standarder.

• Flush Diaphragm Design : Forhindrer at bakterier eller rester samler seg i trykkporten.
• Rustfritt stål polert : Dekselet og kontakten må elektropoleres for å sikre en ikke-porøs overflate.

Installasjonsposisjon og statisk hodefeil

Den height of the installation position of a trykkmåler kan noen ganger produsere betydelige feil, kjent som "statisk hodefeil".

• Kompensasjon for flytende kolonner : Hvis en trykkmåler er installert 10 meter over tappepunktet og røret er fullt av vann, vil avlesningen være ca. 1 bar lavere enn faktisk trykk på grunn av tyngdekraften.
• Miljøventilasjon : For væskefylte trykkmålers , et lite hull i tetningspluggen på toppen av kassen må vanligvis kuttes etter installasjon for å balansere internt trykk med atmosfærisk trykk, og forhindre temperaturindusert avlesningsdrift.

Avansert forseglings- og beskyttelsesteknologi

Når du arbeider med ekstreme medier (som sterke syrer, høyviskositetsvæsker eller høytemperaturdamp), er direkte måling ofte utilstrekkelig.

Arbeidsprinsipp for membrantetning

I denne strukturen trykkmåler er fysisk isolert fra mediet ved hjelp av en fleksibel metallmembran. Rommet mellom membranen og det indre elementet er fylt med en systemfyllingsvæske (vanligvis silikonolje eller glyserin).

• Medieisolasjon : Etsende eller krystalliserende medier berører bare membranen og går ikke inn i trykkmåler .
• Trykkoverføring : Medietrykk komprimerer membranen, og overfører trykk 1:1 til målerhodet gjennom påfyllingsvæsken.

Sammenligning av valg av fyllvæske

Gjenge- og tilkoblingsstandarder for trykkmålere

Den installation interface specification is the most error-prone part of trykkmåler utvalg.

Tilkobling Standard sammenligningstabell

Sikkerhetsdesign og eksplosjonssikre funksjoner

I høyt trykk eller farlige kjemiske miljøer er sikkerheten til trykkmåler i seg selv er det viktigste.

• Solid frontdeksel : Denne designen har en solid baffel mellom skiven og det elastiske elementet. Hvis Bourdon-røret brister, ventileres trykket gjennom baksiden av kassen bort fra operatøren.
• Eksplosjonssikre vurderinger : For digitalt trykkmålers , se etter Ex-sertifiseringer.
  • 本安型 (Ex ia/ib) : Begrenser elektrisk energi for å sikre at den ikke antenner brennbare gasser.
  • 隔爆型 (Eks d) : Omslutter gnister i et solid hus slik at interne eksplosjoner ikke antenner det ytre miljøet.

Vanlige spørsmål:

Hvorfor er noen trykkmålere fylt med væske?

Det er vanligvis glyserin eller silikonolje. Denne væskefylte trykkmåler bruker væskens viskositet for å gi demping, undertrykke pekervibrasjoner i miljøer med høy vibrasjon, samtidig som innvendige gir smøres for å forlenge levetiden.

Hva er forskjellen mellom "Gauge Pressure" og "Absolutt Pressure"?

A trykkmåler måler typisk manometertrykk, som bruker det lokale atmosfæriske trykket som nullpunkt. Absolutt trykk bruker et perfekt vakuum som nullpunkt. Formel: Absolutt trykk = Manometertrykk Atmosfærisk trykk.

Hvordan kan jeg se om trykkmåleren min er skadet?

Den simplest way is to observe if the pointer returns exactly to zero when the system is depressurized. If it deviates beyond the accuracy range or jumps inconsistently during pressurization, the trykkmåler trenger reparasjon eller utskifting.

Hva er de spesielle kravene til oksygentrykkmålere?

Ingen olje! Oksygen under høyt trykk reagerer voldsomt med olje og kan eksplodere. En oksygenspesifikk trykkmåler vil ha et tydelig rødt "No Oil"-merke og gjennomgår streng avfetting under montering.

Hvorfor må en pigtail sifon brukes til damptrykkmålere?

Dette kalles en "sifon" eller "kondenserende rør". Dens formål er å la damp avkjøles og kondensere til vann inne i sløyfen. Kondensatet fungerer som en barriere, og forhindrer høytemperaturdamp i å komme direkte inn i trykkmåler og skade de indre elementene.

Trykkmåleren min er merket "WOG", hva betyr dette?

"WOG" står for vann, olje, gass. Det betyr trykkmåler kan trygt brukes til å måle trykket til vann, olje eller ikke-korrosive gasser.

Hvorfor anbefales det å velge en rekkevidde som er dobbelt så høy som arbeidstrykket?

Dette kalles en «sikkerhetsmargin». Hvis arbeidstrykket ditt er 50 psi, velg en 100 psi trykkmåler sikrer at pekeren holder seg nær klokken 12-posisjonen (enklest å lese) og forhindrer skade på trykkmåler fra mindre trykkstøt.

Kan digitale trykkmålere brukes i eksplosjonsfarlige områder?

Ikke alle av dem. I områder med brennbare gasser må du velge en digital trykkmåler med en egensikker (IS) vurdering. Mekaniske målere har en naturlig fordel siden de ikke inneholder noen kretser.

Hvorfor setter pekeren på trykkmåleren noen ganger seg fast?

Dette skyldes vanligvis tre årsaker: 1. Slitte eller støvete indre gir; 2. Mediekrystallisering blokkerer porten; 3. Kraftige trykkpulser som får tannhjulene til å løsne. For en slik trykkmåler , reparasjon anbefales ikke; den bør byttes ut.

Vil en trykkmåler lese høyt eller lavt i medier med høy temperatur?

Vanligvis høy. Elastiske metallelementer blir "mykere" ettersom elastisitetsmodulen reduseres ved høye temperaturer. I samme trykk produserer de mer forskyvning, noe som forårsaker trykkmåler for å vise en avlesning som er høyere enn det faktiske trykket.

Hva er "Fullskala nøyaktighet" kontra "lesenøyaktighet"?

Dette er en vanlig misforståelse. De fleste trykkmålers er vurdert for fullskala nøyaktighet. Hvis du bruker en 100 bar måler med 1 % nøyaktighet for å måle 10 bar, er feilen fortsatt pluss eller minus 1 bar. Dette betyr at ved 10 bar er den relative feilen din 10 %. Velg alltid en trykkmåler område slik at arbeidspunktet ditt er midt på skalaen.