Hvad er en trykmåler? Typer, arbejde og applikationer

Hvad er en trykmåler?

En tekniker kontrollerer drejeknappen på en pumpeafgangsledning for at bekræfte, at aflæsningen er inden for det sikre område. Denne hurtige visuelle kontrol, der gentages tusindvis af gange dagligt, er afhængig af et af de ældste instrumenter i industrien: trykmåleren.

En trykmåler er et instrument, der måler trykket af en gas eller væske i et lukket system og viser værdien på en skive eller digital skærm. De fleste mekaniske målere behøver ingen ekstern strøm: selve trykket flytter viseren hen over en kalibreret skala, hvilket gør dem til den mest økonomiske måde at overvåge trykket på tværs af industrielt, kommercielt og husholdningsudstyr.

En trykmåler er ikke en sender. En måler giver en lokal aflæsning; en transmitter konverterer tryk til et elektrisk signal, såsom 4-20 mA eller Modbus, til en PLC eller fjerndisplay. Mange systemer bruger begge dele: en måler til verifikation på stedet og en sender til automatisk kontrol.

Den mest almindelige konfiguration er den analoge, direkte monterede måler med et Bourdon-rør og befugtede dele af messing eller rustfrit stål. For et konkret eksempel er almindelige trykmålere til generelle formål som Y60-serien et typisk udgangspunkt for OEM-udstyr.

Hvordan virker en trykmåler?

Inde i en trykmåler skubber procestrykket mod et fleksibelt føleelement, og et tandhjul forvandler denne bevægelse til viserrotation.

Det trykfølende element: Bourdon-rør

Bourdon-røret er det mest udbredte føleelement. Det er et buet eller spiralformet metalrør med et ovalt tværsnit. Når trykket kommer ind, forsøger tværsnittet at blive rundt, hvilket får røret til at rette sig lidt ud. Den lille forskydning, ofte mindre end en millimeter, driver en forbindelse fastgjort til bevægelsen. Bourdon-rør er nøjagtige, robuste og billige, og de dækker det bredeste område, fra 60 mbar til flere tusinde bar.

Alternative sensorelementer: Membran og kapsel

Ikke alle medier passer til et Bourdon-rør. Et membranelement er en tynd metalskive, der afbøjes under tryk; membranmålere måler lavere tryk og kan med en membrantætning håndtere tyktflydende, forurenede eller ætsende medier. Et kapselelement er lavet af to korrugerede membraner, der er svejset sammen og er følsomt nok til meget lave tryk, såsom ovntræk. Valget af følerelement indstiller det anvendelige trykområde og det medie måleren sikkert kan kontakte.

Bevægelsen og Sagsforsamlingen

Bevægelsen, et præcisionsgearsæt, forstærker afbøjningen til viserrotation. Etuiet beskytter mekanismen; kontinuerlige vibrationer eller pulsering kræver en oliefyldt kasse, hvis dæmpningsvæske stabiliserer viseren og smører gearene. Procesforbindelsen, sædvanligvis 1/4" NPT eller 1/2" BSP, føres ind i røret, tanken eller maskinen.

Manometertryk vs. absolut tryk vs. differenstryk

En trykaflæsning refererer altid til et referencepunkt, og referencen bestemmer, hvad måleren viser.

Absolut tryk refereres til et perfekt vakuum. Det er væskens sande tryk, relateret til atmosfærisk tryk af P _abs = P _måler P _atm . Absolutte målere indeholder et internt vakuumreferencekammer, så aflæsningerne skifter ikke med vejret eller højden. Typiske anvendelser: barometrisk overvågning og vakuumbelægning.

Manometertryk er refereret til atmosfærisk tryk. En standardmåler viser nul, når den er åben for atmosfæren; skiven viser trykket over omgivelserne. De fleste industrielle målere, fra luftbeholdere til hydrauliske presser og vandpumper, viser manometertryk.

Differenstryk er forskellen mellem to punkter. En differentialmåler har to procesforbindelser og viser forskellen direkte; almindelige anvendelser omfatter overvågning af filtertilstopning, væskeniveau i forseglede tanke og strømning hen over en åbningsplade.

En sammensat måler aflæser både vakuum og positivt tryk på én skala og krydser nul i midten. En dæktryksmåler viser manometertryk; et målerovervågningsvakuum i et emballagekammer kræver et absolut eller sammensat design.

Almindelige trykenheder, der bruges på målere

Trykmålere er bygget med forskellige enhedsskalaer afhængigt af regionale standarder. Tabellen nedenfor viser de enheder, du vil møde oftest.

For hurtig konvertering er 1 bar cirka 14,5 psi eller 100 kPa, og 1 MPa er lig med 10 bar. Eksportudstyr bruger ofte urskiver med to skalaer, såsom psi og bar, for at undgå fejl.

Hovedtyper af trykmålere

Trykmålere kan klassificeres efter reference, følerelement og konstruktion. Disse tre synspunkter matcher en målestok for dets arbejdsforhold.

Efter reference: Gauge, Absolute og Differential

Denne klassifikation følger referencen forklaret ovenfor. En standardmåler måler i forhold til atmosfæren; en absolut måler indeholder et vakuumkammer; en differentialmåler har to porte og viser forskellen.

Ved sanseelement: Bourdon-rør, membran, kapsel

Bourdon rørmålere dækker det bredeste område, fra omkring 60 mbar til tusindvis af bar, og passer til de fleste generelle opgaver. Membranmålere håndterer lavere tryk og tåler snavsede eller aggressive medier. Kapselmålere er forbeholdt meget lave tryk, typisk under 600 mbar, såsom ovntræk.

Ved specialkonstruktion: Forseglet, korrosionsbestandig, stødsikker, eksplosionssikker

Når procesmediet er tyktflydende, bærer partikler eller har tendens til at tilstoppe følerelementet, isolerer en membrantætning målerens indre. I kommunale og industrielle vandværker forhindrer membranforseglede målere, der anvendes i vandbehandlingslinjer, slam og suspenderede stoffer i at blokere elementet, mens de leverer en stabil aflæsning.

Når miljøet er ætsende, såsom kemiske anlæg eller offshore-platforme, beskytter konstruktionen i helt rustfrit stål de våde dele og kabinettet. Petrokemiske faciliteter kombinerer rustfrit stål med en oliefyldt kasse; oliefyldte stødsikre trykmålere til petrokemisk brug er en standardspecifikation i raffinaderier og overførselsstationer.

Til brændbare gasser eller brændbart støv forhindrer eksplosionssikre målere med kraftige kabinetter og flammesikre samlinger interne gnister i at antænde atmosfæren.

Stødsikre, oliefyldte målere er også almindelige på mobilt udstyr; hydrauliske kraftenheder, kompressorer og marinemotorer genererer vibrationer, der hurtigt ville trætte en tørkassemåler.

Analoge vs. digitale trykmålere

Analoge mekaniske målere forbliver standard for lokal indikation: de behøver ingen strøm og overlever hårdt brug. Digitale målere tilbyder højere nøjagtighed, ofte 0,1 % til 0,5 % af fuld skala, og giver output til datalogning eller fjernovervågning. De tåler vibrationer godt, men har brug for et batteri og kan ikke lide ekstreme temperaturer. De to er komplementære: analog til direkte læsning, digital for præcision.

Industrianvendelser af trykmålere

Forskellige industrier skaber forskellige trykforhold, hvorfor producenter bygger målere forskelligt.

• Petrokemisk og energi: rørledninger, lagertanke og pumpestationer er afhængige af rustfrit stål, oliefyldte og eksplosionssikre målere til korrosive medier og farlige zoner.
• Vandbehandling: omvendt osmosesystemer og filterskinner overvåger tilførsel og differenstryk; membranforseglede målere forhindrer tilstopning fra silt og partikler.
• VVS og køling: kølemiddelkredsløb og kølere forårsager trykspidser; HVAC trykmålere med kapillær lad urskiven sidde væk fra varme rør, hvilket beskytter bevægelsen.
• Medicinsk udstyr: blodtryksmålere, iltregulatorer og vakuumaspiratorer har brug for nøjagtige, rene målere; trykmålere af medicinsk kvalitet er bygget til disse følsomme applikationer.
• Husholdningsapparater: kaffemaskiner kontrollerer ekstraktionstrykket og vandrensere overvåger membrantrykket; disse kompakte målere bruger materialer, der kommer i kontakt med fødevarer, og de behøver kun lidt vedligeholdelse.
• Marine og bilindustrien: motorrum og instrumentbrætter bruger vibrationssikre målere til olietryk og luftbremsesystemer; forseglede eller oliefyldte etuier holder nålen stabil.
• Industriel produktion: CNG-udstyr, SF6-gasisoleret koblingsudstyr og svejsesystemer bruger målere, der matcher specifikke gasser og sikkerhedskrav.

Det samme fysiske princip, hvor tryk afbøjer et føleelement, anvendes forskelligt i alle brancher. En måler i raffinaderikvalitet er ubrugelig inde i en kaffemaskine: Medie-, miljø-, plads- og sikkerhedsstandarderne er simpelthen anderledes.

Sådan vælger du den rigtige trykmåler til din applikation

En systematisk tilgang forhindrer de fleste udvælgelsesfejl. Arbejd gennem disse fem trin.

1. Identificer mediet. Er den ætsende, tyktflydende eller fuld af faste stoffer? Siltfyldt vand vil tilstoppe et standard Bourdon-rør, så angiv en membrantætning eller passende fugtet materiale. Ren luft, olie og damp er fint med dele af messing eller rustfrit stål.
2. Definer trykområdet og nøjagtigheden. Undgå at løbe i toppen af ​​skalaen; det ideelle driftspunkt er mellem 25 % og 75 % af fuld skala. En stabil 50 bar proces passer til en 0 til 100 bar gauge.
3. Evaluer installationsmiljøet. Vibration kræver en oliefyldt sag; høj omgivelsestemperatur kan kræve fjernmontering; farlige atmosfærer kræver eksplosionssikker konstruktion og certificering.
4. Vælg tilslutning og montering. Tilpas gevindtype og -størrelse (NPT, BSP, metrisk) til den eksisterende fitting, og vælg mellem bund-, bag- eller panelmontering.
5. Beslut om du har brug for en elektrisk udgang. Lokal aflæsning betyder kun, at en mekanisk måler er nok; hvis signalet skal nå en controller, skal du vælge en sender eller en hybridmåler med en skive og en udgang.

Når disse parametre er klare, indsnævres udvalgsområdet hurtigt. For standard luft-, vand-, olie- og hydraulikopgaver skal du gennemse komplet udvalg af generelle trykmålere på producentens produktside, og bekræft mediekompatibilitet med leverandøren før bestilling.

Grundlæggende om vedligeholdelse og kalibrering

Trykmålere er pålidelige, men de er præcisionsinstrumenter, der fortjener grundlæggende pleje. Fire vaner dækker de fleste situationer:

• Tjek nulpositionen. Når systemet er trykløst, skal viseren hvile på nul; en konstant offset betyder et deformeret føleelement eller en slidt bevægelse.
• Hold øje med markørens adfærd. Let flagren er normalt, men kraftig flagren indikerer mistet intern dæmpning eller en blokeret åbning.
• Undersøg vinduet og kabinettet. Fugt inde i en dry-case-måler betyder, at forseglingen er svigtet; udskift den, før korrosion beskadiger bevægelsen.
• Kalibrer efter en tidsplan. Årlig rekalibrering er en basislinje for generel service; kvalitetskritiske applikationer har brug for hyppigere kontroller. Sammenlign med en referencestandard og udskift den, hvis fejlen overstiger dens nøjagtighedsklasse.

En isoleringsventil gør det muligt at fjerne måleren uden at lukke processen ned, og en snubber eller sifonsløjfe beskytter mod vandslag og damp. Med denne omhu kan en kvalitetsmåler køre i årevis. Udskift instrumentet, når urskiven bliver ulæselig, nålen stikker, eller kabinettet er beskadiget; en uventet fejl koster mere end en ny måler.

Konklusion

En trykmåler besvarer et spørgsmål, der konstant dukker op i teknikken: hvad er trykket i dette system lige nu? Mekaniske målere besvarer det uden elektricitet, til lave omkostninger og med tilstrækkelig nøjagtighed til de fleste industrielle og kommercielle applikationer.

At forstå, hvordan sensorelementet fungerer, hvordan manometertryk adskiller sig fra absolutte og differentielle aflæsninger, og hvorfor industrier kræver forskellige konstruktioner, vil hjælpe dig med at specificere det rigtige instrument. Start med mediet, trykområdet og installationsmiljøet. Hvis nogen detaljer er uklare, kontakt en producent med konkrete procesoplysninger og lad en specialist anbefale en testet model til din applikation.