+38(057) 727-06-42 +38(050) 727-06-42
+38(067) 472-59-89 buy@eltaltd.com.ua

График работы: Пн-Пт с 9:00 до 18:00
Корзина пуста
и ждет заказов
1 € = 31.77 грн.

Принцип работы преобразователя давления

11.02.2022

Содержание:

  1. Определение
  2. Классификация
  3. Типы тензометрических сенсоров
  4. Применение
  5. Измерение расхода
  6. Измерение уровня
  7. Как выбрать датчик давления

Что такое датчик давления

Датчик или преобразователь давления — это специальное устройство, преобразующее давление среды в пропорциональный электрический сигнал. В современных моделях датчиков используются разные способы преобразования давления, основанные на физических эффектах, например емкостных или резистивных. Также датчики давления выпускают в различных габаритных исполнениях: от миниатюрных до стандартных.

В этой статье рассмотрим виды датчиков давления, их принцип работы, преимущества и применяемость. Также разберемся, на что следует обращать внимание при выборе устройства для своего технологического процесса.

Классификация датчиков давления

Все датчики давления делятся на группы по виду измеряемого давления следующим образом:Рисунок

  • Измерение абсолютного давления - значение относительно абсолютного нуля или вакуума.
  • Измерение избыточного давления - значение выше атмосферного давления.
  • Измерение перепада или дифференциального давления - разность между двумя точками контроля.
  • Измерение вакуума или разряжение - значение ниже атмосферного давления.

Преобразователь JUMO DELOS SI

Стоит отметить, что существуют модели устройств, которые могут измерять несколько видов давления. Например, преобразователи JUMO DELOS SI могут измерять давление в диапазоне от -1 до 24 бар, что позволяет использовать их для контроля избыточного давления или вакуума.

Другим примером универсальности измерения служат дифференциальные датчики, например модель DELTABAR M PMD55 от ENDRESS+HAUSER. Также прибор может контролировать избыточное давление или разность в двух точках отбора. Датчик

Следующая классификация происходит по типу измерения или принципу действия. Рассмотрим самые популярные:

  • Емкостные - измерительный сенсор состоит из 2 электродов. Один из них является подвижным и выполнен в виде мембраны, на которую оказывает давление контролируемая среда. Тем самым изменяется зазор между электродами, что приводит к изменению значения емкости. Примером такого датчика является модель дифференциального преобразователя Deltabar S FMD76.

Преобразователя Deltabar S FMD76

Преимуществами емкостных датчиков являются:

    • Высокая точность измерения.
    • Высокая чувствительность.
    • Стабильность и повторяемость показаний на длительном промежутке времени.
  • Резистивные - в качестве сенсора используется тензорезистор, значение сопротивления которого пропорционально деформации. Контролируемая среда давит на мембрану, которая изгибается вместе с установленным на нее тензорезистором. Сопротивление резистора пропорционально приложенному давлению.
    Модельный ряд датчиков давления SIEMENS SITRANS используют данный метод измерения.
    Преимуществом тензорезисторов является:
    • Отличное соотношение цена/качество измерений.
    • Надежность.
    • Широкий диапазон контролируемых значений.
  • Пьезоэлектрические- сенсором выступает пьезоэлемент, выдающий электрический сигнал при деформации. Обладает следующими преимуществами:
    • Надежен и стабилен.
    • Быстродействие.
    • Идеален в применениях, где происходит быстрое изменение давления.
  • Пьезорезистивные - работает на пьезоэффекте. Сенсором является резонатор, который под действием напряжения колеблется с определенной частотой. Давление воздействует на резонатор через мембрану, тем самым частота колебаний изменяется.

Типы тензометрических сенсоров

Тензорезистивные датчики давления являются одними из самых популярных устройств для контроля давления на производстве. В зависимости от сферы применения датчик должен обладать одним из следующих типов сенсора:

  • Сенсор на металлической или керамической мембране - самый бюджетный вариант для работы с неагрессивными технологическими средами. Отличается худшей точностью и прочностью.
  • Сенсор на стальной мембране - хорошая точность и высокие возможности по перегрузке. Применяется для измерения высоких давлений (от 6 бар и выше).
  • Керамический сенсор - один из самых популярных вариантов. Высокоточный и обладает средней прочностью.
  • Кремниевый сенсор - высокая прочность и возможность работы в пищевых технологических процессах.

Применение датчиков давления

Применение датчиков давления

Контроль давления в любом технологическом процессе является важной задачей, от которой зависят качественные характеристики продукта, а также безопасность линий и оборудования. Поэтому датчики давления используются в следующих отраслях:

  • Химия, нефтехимия.
  • Машиностроение.
  • Пищевая, фармакологическая и фармацевтическая промышленность.
  • Добыча полезных ископаемых.
  •  Металлургия.
  • Металлургия.
  • Производство строительных материалов.
  • Насосные станции.
  • Энергетика и многое другое.

Большинство конкретных применений непосредственно связаны с контролем давления технологической среды. Но также датчики давления могут быть использованы для измерения других параметров.

Измерение расхода

Измерение расхода

Для того, чтобы измерить расход можно использовать метод перепада давления. Суть заключается в измерении разности давлений потока до и после сужающего устройства, также называемого диафрагмой.

Для этих целей используются дифференциальные датчики давления, камеры которого подключаются к импульсным трубкам, расположенным до и после диафрагмы. Поток, проходя через диафрагму снижает давление, за счет уменьшения проходного сечения. Зная параметры трубопровода, среды и диафрагмы можно вычислить расход по показаниям датчика.

Здесь важно уточнить, что у дифференциальных манометров измерительные камеры имеют знак. То есть имеется плюсовая и минусовая камера. При подключении манометра к трубопроводу следует в минусовую камеры подавать поток до, а в минусовую после.

Измерение уровня

Измерение уровня

Для измерения уровня применяются гидростатические датчики давления. Исходя из названия можно понять, что они измеряют давление столба жидкости.

Примером такого датчика является модель DELTAPILOT M FMB51 от ENDRESS+HAUSER. Сенсор располагается в погружной части датчика, которая опускается на дно контролируемой емкости. Уровень вычисляется, исходя из показаний давления, плотности жидкости и габаритным параметрам емкости.

Как выбрать датчика давления

Для того, чтобы подобрать конкретную модель датчика нужно определиться со следующим:

  • Типом измеряемого давления- избыточное, абсолютное, перепад или вакуум.
  • Диапазон измерения - нужно знать какое максимальное и минимальное значение может принимать давление. Для высоких значений следует выбирать датчики со стальными мембранами, так как их прочность значительно выше всех других видов.
  • Эксплуатационные условия - температура окружающей среды, наличие агрессивных веществ, пыли и грязи в воздухе.
  • Материал измерительной мембраны - для каждого конкретного технологического процесса имеются свои условия. В химической промышленности важна устойчивость к агрессивным веществам, а в пищевой инертность и гигиеничность.
  • Место установки - бывают условия, где возможно использовать только миниатюрные датчики.
  • Выходные сигналы - тип сигналов должен соответствовать устройствам, установленным на вашем производстве.
  • Метрологические параметры - точность, повторяемость, чувствительность датчика.

Подбор датчика — это трудоемкий и ответственный процесс. Мы советуем доверить это профессионалам. Наши специалисты ежедневно решают задачи по подбору и помогают клиентам сэкономить их время и деньги, так как весь ненужный функционал устройства отсекается.

Подписывайтесь на наши обновления: