+86-15105800222
+86-15105800333
Давления давления являются важными инструментами, используемыми в бесчисленных отраслях для измерения и контроля давления в системе. От простого велосипедного насоса до сложного промышленного механизма эти устройства предоставляют критическую информацию, которая обеспечивает безопасность, эффективность и оптимальную производительность. Точным показанием давления может быть разница между плавно работающей операцией и катастрофическим сбоем.
В своей сердечнике датчик давления представляет собой прибор, предназначенный для измерения силы, оказываемой жидкостью (жидкостью или газом) на поверхности. Эта сила обычно выражается в подразделениях, таких как фунты на квадратный дюйм (PSI), бар или паскалы (PA). Датчики обеспечивают визуальное указание на это давление, позволяя операторам и инженерам контролировать условия системы в режиме реального времени. Они необходимы для контроля процессов, выявления утечек и обеспечения работы оборудования в безопасных пределах.
Способность точно измерять давление жизненно важна по нескольким причинам:
Безопасность: во многих промышленных условиях чрезмерное давление может привести к отказу оборудования, взрывам или утечкам опасных материалов. Датчики обеспечивают решающую проверку безопасности, позволяя персоналу предпринять корректирующие действия, прежде чем возникнет опасная ситуация.
Эффективность: поддержание оптимального уровня давления является ключом к эффективной работе машин и процессов. Например, в системе нагрева, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) правильное давление хладагента гарантирует эффективную охлаждение или нагрев.
Контроль качества: при производственной и химической обработке поддержание конкретных параметров давления имеет важное значение для производства высококачественных продуктов.
Устранение неполадок: внезапное падение или всплеск давления может быть ранним показателем проблемы, такой как забитая труба, неисправный клапан или утечка.
История измерения давления длинная и увлекательная. Ранние попытки связаны с простыми манометрами, но они часто были громоздкими и непрактичными для многих применений. Современная эра измерения давления началась в середине 19-го века с изобретения давления в трубке Бурдона. Этот революционный дизайн, запатентованный независимо от Юджина Бурдона и Эдварда Эшкрофта, обеспечил простой, но надежный механизм измерения давления. Трубка Бурдона, C-образная полая металлическая трубка, выпрямилась бы по мере увеличения давления, и это движение было механически связано с иглой на циферблате. Это изобретение проложило путь для широкого использования давления, которые мы видим сегодня, которые с тех пор развивались, чтобы включить более продвинутые механические и цифровые технологии.
Датчики могут быть в целом классифицированы на два основных типа: аналоговый и цифровой. Каждый тип использует различные технологии зондирования и предлагает уникальные преимущества для конкретных приложений. Понимание этих различий имеет решающее значение для выбора правого калибра для ваших потребностей.
Аналоговые датчики, наиболее традиционные и широко используемые типа, показания давления отображения с использованием механического указателя, который перемещается через калиброванный циферблат. Их операция опирается на физическую деформацию чувствительного элемента в ответ на давление. Наиболее распространенными типами аналоговых датчиков являются:
Бурдонские датчики: это наиболее распространенный тип датчика давления. Трубка Бурдона представляет собой уплощенную, С-образную, спиральную или спиральную трубку из металла.
Трубка C-типа Bourdon: классический дизайн, C-образная трубка, которая имеет тенденцию выпрямляться по мере увеличения давления. Это движение связано с механизмом передачи и шестерни, которая поворачивает указатель на циферблате. Они подходят для широкого спектра давлений.
Спираль Бурдон Трубка: спиральная версия C-типа, с несколькими поворотами. Эта конструкция обеспечивает большее движение наконечника для данного изменения давления, что делает его идеальным для измерения более низких давлений с более высоким разрешением.
Спиральная трубка Бурдона: похожа на спиральный тип, спиральная трубка Бурдона намотана в форме спирали. Он предлагает большее движение для данного давления, что делает его подходящим для применений очень высокого давления, где для точности требуется повышенное движение.
Диафрагма изданий: в этих датчиках используется тонкая, гибкая гофрированная диафрагма в качестве чувствительного элемента. Давление, приложенное к одной стороне диафрагмы, заставляет его деформироваться. Эта деформация переводится в чтение с помощью механической связи. Датчики диафрагмы отлично подходят для измерения очень низкого давления и для использования с коррозийными или вязкими средами, потому что диафрагма может быть покрыта для сопротивления химической атаке.
Датчики сильфонов: манометрл использует серию аккордеоноподобных металлических контульсий, которые расширяются или сокращаются с изменениями давления. Это движение затем передается в указатель. Датчики сильфонов очень чувствительны и в основном используются для измерения низкого давления, часто для газов.
Цифровые датчики используют электронные датчики для измерения давления и отображения значения на прозрачном, простого для чтения цифрового экрана. Они предлагают ряд преимуществ по сравнению с их аналоговыми аналогами.
Преимущества цифровых датчиков:
Более высокая точность и разрешение: цифровые датчики часто могут предоставлять более точные показания, что устраняет потенциал человеческой ошибки при интерпретации позиции указателя на циферблате.
Усовершенствованные функции: многие цифровые датчики поставляются с такими функциями, как регистрация данных, пиковое удержание, гистограммы и возможность переключаться между несколькими инженерными единицами (например, PSI, Bar, KPA) с нажатием кнопки.
Долговечность в суровых условиях: без движущихся частей цифровые датчики менее восприимчивы к повреждению вибрации и пульсации, что может вызвать износ на деликатных механизмах аналоговых датчиков.
Усовершенствованная читабельность: дисплей с подсветкой позволяет легко читать измерения в условиях низкого освещения.
Общие черты:
Датчик давления: ядро цифрового датчика-его датчик, часто пьезорезистивный, емкостный или преобразователь на основе деформации. Этот компонент преобразует приложенное давление в пропорциональный электрический сигнал.
Обработка сигнала: внутренний микропроцессор обрабатывает электрический сигнал от преобразователя, компенсируя изменения температуры и другие факторы для обеспечения точности.
Цифровой дисплей: обработанный сигнал отображается как числовое значение на ЖК -дисплеи или светодиодном экране.
| Тип датчика | Чувствительный элемент | Рабочий принцип | Типичный диапазон давления | Преимущества | Недостатки |
| C-тип Bourdon Tube | C-образная металлическая трубка | Трубка выпрямляется с давлением, связь перемещает указатель. | Средние до высоких давлений | Наиболее распространенный и экономичный, широкий спектр приложений. | Подвержен вибрации, более низкая точность, чем цифровой. |
| Спираль/спиральная трубка Бурдона | Спиральная или спиральная трубка | Трубка разматывается с давлением, связь перемещает указатель. | От низкого до очень высокого давления | Повышенное движение указателя для более высокого разрешения, хорошо для высокого давления. | Может быть более сложным и дорогостоящим, чем C-тип. |
| Диафрагма | Гофрагенная металлическая диафрагма | Диафрагма деформируется с давлением, сцепление перемещает указатель. | Очень низкое давление | Отлично подходит для низкого давления, совместимо с коррозионными носителями. | Ограничено диапазонами низкого давления, может быть хрупким. |
| Сильфовать | Аккордеон, похожий на металлические крепления | Сильья расширяется/контракты с давлением, сцепление перемещает указатель. | Низкое давление | Высокочувствителен к небольшим изменениям давления. | Ограниченный диапазон давления может быть громоздким. |
| Цифровой | Датчик давления (например, пьезорезистивный датчик) | Датчик преобразует давление в электрический сигнал, обрабатывается и отображается. | От низкого до очень высокого давления | Высокая точность, усовершенствованные функции (регистрация данных), надежные против вибрации. | Требуется источник питания (батарея), как правило, дороже. |
Понимание того, как функционируют давления, является ключом к оценке их роли в различных системах. Хотя все они измеряют давление, внутренние механизмы аналоговых и цифровых датчиков значительно различаются.
Аналоговые датчики работают на простом, но эффективном механическом принципе. Ядро их операции зависит от преобразования давления в физическое движение.
Механическое движение: когда жидкость попадает в порт давления, она оказывает силу на чувствительном элементе - будь то бурдонская трубка, диафрагма или сильфона.
Трубка Бурдона: По мере увеличения давления сплюснутые С-образные или спиральные попытки выпрямиться. Свободный конец трубки движется линейным образом.
Диафрагма/сильня: диафрагма или сильфона физически отклоняются или расширяются в ответ на приложенное давление.
Индикация давления: это небольшое линейное движение чувствительного элемента усиливается и преобразуется в вращательное движение с помощью точного инженерного соединения и механизма передачи (часто передача и шестерня). Окончательная передача подключена к указателю, который затем вращается по калиброванному набору циферблата, чтобы указать на показания давления. Результатом является простое, прямое и надежное визуальное представление давления в системе.
Цифровые датчики, напротив, используют более современный, электронный подход для измерения и отображения давления.
Датчики давления: процесс начинается с датчика давления, который является сердцем цифрового датчика. Этот датчик содержит компонент, который изменяет его электрические свойства при подверженности давлению. Например, пьезорезистивный преобразователь использует датчик деформации, прикрепленный к диафрагме. Когда давление приводит к деформации диафрагмы, электрическое сопротивление диапазона деформации изменяется.
Обработка сигнала: это изменение в электрическом сопротивлении (или другое электрическое свойство) является очень небольшим, сырым сигналом. Внутренняя микропроцессор и схема кондиционирования сигнала усиливает этот сигнал, отфильтровал шум и компенсирует колебания температуры, чтобы обеспечить точное показание.
Цифровой дисплей: обработанный и рафинированный электрический сигнал затем преобразуется в цифровое значение с помощью аналого-цифрового преобразователя (ADC). Это значение - то, что вы видите, отображается как число на ЖК -дисплеи или светодиодном экране. Этот электронный процесс обеспечивает высокую точность, возможности регистрации данных и четкое, однозначное чтение.
Ключевые компоненты датчика давления
Хотя их внутренняя работа может отличаться, большинство изножений давления имеют набор фундаментальных компонентов, которые работают вместе, чтобы обеспечить надежное измерение давления.
Порт давления/вход: это точка соединения между датчиком и источником давления. Обычно это резьбовая фитинг (например, NPT, BSP), которая позволяет жидкости процесса входить в датчик.
Воздушный элемент: Как обсуждалось выше, это основной компонент, который физически реагирует на давление. Это может быть бурдонская трубка, диафрагма или сильфоны, и ее дизайн диктует общие характеристики производительности.
Движение/механизм: в аналоговых датчиках это относится к сложной механической связи, передаче и пружинах, которые усиливают небольшое движение чувствительного элемента и переводят его в вращение указателя. Цифровые датчики используют электронные схемы и микропроцессор для этой функции.
Дисплей: Здесь показано показания давления. Для аналоговых датчиков это калиброванный циферблат с указателем. Для цифровых датчиков это цифровой экран (ЖК -дисплей или светодиод).
Корпус и корпус: внешняя оболочка датчика, которая защищает деликатные внутренние компоненты от факторов окружающей среды, таких как пыль, влажность и физическое воздействие. Материал и конструкция корпуса важны для долговечности и пригодности датчика для различных сред.
Даткие давления являются вездесущими, служащих критическими устройствами мониторинга в огромном разнообразии отраслей и повседневных технологий. Их приложения столь же разнообразны, как и системы, которые они измеряют, обеспечивая безопасность, эффективность и качество по всем направлениям.
В промышленных настройках измерительные изделия являются не подлежащими обсуждению инструментов для управления процессами и безопасности.
Нефть и газ: давления важны на каждом этапе, от бурения и извлечения до переработки и транспорта. Они контролируют давление трубопровода, давление на упругость и давление в резервуарах для хранения и обработчиках для предотвращения утечек, управления потоком и обеспечения безопасной работы.
Химическая обработка: на химических заводах датчики используются для мониторинга давления в реакторах, резервуарах для хранения и трубопроводах, несущих различные жидкости и газы. Точное измерение имеет решающее значение для поддержания конкретных условий реакции и предотвращения опасных ситуаций избыточного давления с помощью летучих или коррозионных химических веществ.
Производство: от гидравлических прессов до пневматических систем используются датчики для обеспечения работы машины при правильном давлении. В производстве продуктов питания и напитков они контролируют давление в процессах стерилизации и розлива для поддержания качества и безопасности продукта.
Выработка электроэнергии: На электростанциях давление жизненно важны для мониторинга давления котла, паровых линий и систем охлаждения. Паровые турбины высокого давления зависят от точного контроля давления для эффективного производства энергии и предотвращения повреждения оборудования.
Датчики также являются неотъемлемой частью автомобильной промышленности, как в эксплуатации, так и в техническом обслуживании.
Давление в шинах: простое, но жизненно важное применение, давления в шинах обеспечивают надлежащую инфляцию, что имеет решающее значение для обработки транспортных средств, эффективности использования топлива и долголетия шин.
Системы двигателя и жидкости: в двигателях датчики контролируют давление масла, чтобы обеспечить адекватную смазку и давление охлаждающей жидкости для предотвращения перегрева. Они также используются для проверки давления топлива и давления тормозной системы.
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) зависят от давления для эффективной и безопасной работы.
Давление хладагента: техники используют датчики для измерения давления в линии хладагента для диагностики производительности системы, идентификации утечек и обеспечения надлежащей зарядки системы.
Котлы и гидротонные системы: датчики контролируют давление воды в котлах с горячей водой и гидротонными петлями отопления, чтобы поддерживать постоянное распределение тепла и предотвратить повреждение системы.
В медицинской области датчики играют решающую роль в уходе за пациентами и функциональностью оборудования.
Мониторы артериального давления: Sphygmomanometers Используйте датчик давления, чтобы измерить артериальное давление пациента, фундаментальный жизненный знак.
Анестезия и доставка кислорода: датчики используются для мониторинга давления газов в медицинских газовых цилиндрах и системах доставки, что обеспечивает у пациентов правильный и безопасный поток кислорода или анестезии.
Оборудование стерилизации: Автоклавы, которые используют пар высокого давления для стерилизации, оснащены датчиками, чтобы обеспечить достижение необходимого давления для эффективной стерилизации.
| Приложение | Рекомендуемый тип датчика | Ключевые факторы и примечания |
| Гидравлические системы высокого давления | Tube Bourdon (C-тип или спиральный) | Диапазон давления: должен выдерживать очень высокое давление. Вибрация: нужен жидкость, заполненный жидкостью, чтобы ослабить пульсацию и вибрацию. |
| HVAC холодильные линии | Tube Bourdon (составной датчик) | Диапазон давления: часто требуется «составной» датчик, который может измерить как положительное давление, так и вакуум. Точность: выделенный индикатор HVAC с температурными масштабами для общих хладагентов является идеальным. |
| Химическая обработка (коррозийная среда) | Диафрагма с химическим уплотнением | Совместимость средств массовой информации: стандартная трубка Бурдона будет корродирована. Диафрагма с химическим уплотнением предотвращает въезд обрабатывающей среды в датчик. Диапазон давления: обычно используется для применения более низкого давления. |
| Вакуумные системы (например, лабораторные, вакуумные насосы) | Калибр или цифровой датчик | Диапазон давления: должен быть в состоянии измерить ниже атмосферного давления (вакуум). Чувствительность: датчики сильфонов очень чувствительны к небольшим изменениям в вакууме. Цифровые датчики предоставляют точные показания. |
| Газовые линии низкого давления (например, природный газ) | Диафрагма или трубка с низким давлением | Диапазон давления: предназначен для измерения очень низких давлений, часто в дюймах толщины воды Безопасность: требует высокочувствительного датчика для обнаружения и мониторинга утечки. |
| Общее промышленное оборудование | Трубка C-типа Bourdon (сухая или заполненная жидкостью) | Стоимость и долговечность: стандартный, сухой датчик трубки Бурдона является экономически эффективным. Используйте жидкость, заполненное жидкости, если механизм испытывает значительную вибрацию. |
| Точные лабораторные измерения | Цифровой датчик давления | Точность и разрешение: предлагает высокую точность и простые для чтения, однозначные цифровые значения. Усовершенствованные функции: часто включает в себя ведение журнала данных и конверсию устройства, что полезно для лабораторной работы. |
| Пульсирующее давление (например, поршневые насосы) | Заполненный жидкостью базовый датчик бурдона | Вибрация/пульсация: жидкость (обычно глицерин или силиконовый) ослабляет внутренние движения, предотвращая разменение и износ указателя, продлевая срок службы датчика. |
Выбор правильного датчика давления не является универсальным процессом. Калибр, который отлично работает в одном приложении, может катастрофически потерпеть неудачу в другом. Чтобы обеспечить безопасность, точность и долговечность, вы должны тщательно оценить несколько ключевых факторов. Хорошая мнемоника, чтобы помнить, что это «штампованные»: размер, температура, применение, носитель, давление, концы (соединение) и доставка.
Это, пожалуй, самый важный фактор. Полномасштабный диапазон датчика должен быть тщательно выбран, чтобы избежать повреждений от избыточного давления и обеспечить точные показания. Общая наилучшая практика - выбрать датчик с максимальным давлением, которое примерно вдвое превышает нормальное рабочее давление вашей системы. Это гарантирует, что датчик не постоянно работает на своем верхнем пределе, что может вызвать преждевременный износ. Например, если нормальное рабочее давление вашей системы составляет 50 фунтов на квадратный дюйм, хороший выбор. Кроме того, нормальное рабочее давление в идеале должно подпадать в среднюю треть (от 25% до 75%) шкалы датчика для наиболее точных показаний.
Точность датчика давления обычно выражается в процентах от его полномасштабного диапазона. Например, датчик с диапазоном 100 фунтов на квадратный дюйм и точностью ± 1% будет иметь потенциальную ошибку ± 1 кв. Дюйм по всей шкале. Требуемая точность зависит от приложения.
Общее использование: Для некритических применений, таких как давление в шинах или базовый механизм, точность от ± 2% до ± 3% часто является достаточной.
Промышленность и процесс: для большинства промышленного контроля и мониторинга точность ± 1% является стандартной.
Тестовые датчики: в лабораторных или калибровочных настройках, где точность имеет первостепенное значение, требуются тестовые датчики с точностью ± 0,25% или лучше.
Измеренный жидкость или газ известен как «СМИ». Смачиваемые части датчика - компоненты, которые вступают в прямой контакт со средами - должны быть сделаны из материалов, которые совместимы с ним.
Некоррозийные носители: для таких средств массовой информации, как воздух, вода или нефть, датчики с латуниными или бронзовыми смачиваемыми частями, как правило, приемлемы и экономичны.
Коррозионные среды: для агрессивных химических веществ, кислот или других коррозионных веществ, нержавеющая сталь, монель или другие специализированные сплавы необходимы для предотвращения коррозии и разрушения. Использование уплотнения диафрагмы также является общим решением для защиты внутренних частей датчика.
Окружающая среда, в которой управляет датчик, может значительно повлиять на ее производительность и продолжительность жизни.
Температура: датчик должен быть в состоянии противостоять как температуре среды, так и температурой окружающей среды. Экстремальные температуры могут привести к расширению или контракту внутренних компонентов, влияя на точность. Для высокотемпературных приложений используются такие аксессуары, как сифоны или охлаждающие башни.
Вибрация и пульсация: в системах с насосами или другим вибрационным механизмом быстрое и беспорядочное движение указателя датчика (известное как «трепетание») может сделать его нечитаемым и вызвать преждевременный износ. Заполненный жидкостью датчик-это раствор здесь; Глицерин или силиконовое масло внутри корпуса ослабляет движение указателя, делая его устойчивым и продлевая жизнь датчика.
Опасная среда: для участков с взрывными газами или пылью, датчики с твердыми передними чехлами и выбросами являются решающими функциями безопасности.
Размер циферблата: размер циферблата датчика важен для читаемости. Большие циферблаты (4 "или 6") легче читать на расстоянии, в то время как меньшие цифры (1,5 "или 2") используются там, где пространство ограничено.
Тип соединения: соединение с линией процесса должно быть совместимым. Общие типы соединений включают национальную трубную нить (NPT), британскую стандартную трубу (BSP) и различные метрические фитинги. Размер соединения (например, 1/4 ", 1/2") и его местоположение (внизу, заднее или панель) также являются ключевыми соображениями для правильной установки.
Датчик давления так же эффективен, как и его установка и содержание. Правильная обработка, монтаж и обычный график обслуживания необходимы для обеспечения точной и надежной производительности на протяжении всей жизни.
Неверная установка является основной причиной сбоя датчика. Следуйте этим лучшим практикам:
Установка: датчик должен быть установлен в месте, которое легко доступно и читается оператором. Избегайте установки его в областях с чрезмерной вибрацией, если вы не используете заполненный жидкостью датчик, предназначенный для таких условий.
Ориентация: датчик должен быть установлен по вертикали, а циферблат обращен вверх, чтобы обеспечить должным образом сбалансирован внутренний механизм. Многие датчики заводятся заводскими в этой позиции.
Запечатывая соединение: используйте соответствующий герметик, такой как тефлоновая лента или соединение трубной резьбы, на мужских резьбах соединения. Нанесите герметик ко всем резьбам, за исключением первого одного или двух, чтобы он не вступил в линию процесса и потенциально засоряет входной отверстие. Не перегружайте соединение, так как это может деформировать корпус датчика и поставить под угрозу его точность.
Защита: В приложениях с скачками давления или пульсацией рассмотрите возможность использования сдуббера, игольчатого клапана или другого демпфирующего устройства для защиты внутренних компонентов датчика от повреждений.
Калибровка - это процесс сравнения чтения датчика с известным, очень точным эталонным стандартом. Это гарантирует, что датчик обеспечивает правильные измерения.
Частота: частота калибровки зависит от требований точности приложения. Для критических приложений датчики могут калибровать ежегодно или даже чаще. Для менее критического использования может быть приемлемо менее частым графиком.
Процедура: калибровка включает в себя применение ряда известных давлений к датчику и запись показаний. Затем показания сравниваются с эталонным стандартом, чтобы определить ошибку датчика. Если ошибка выходит за рамки приемлемой толерантности, датчик либо скорректируется, либо заменяется.
Обычные проверки могут выявлять проблемы, прежде чем они приведут к полному провалу.
Визуальная проверка: регулярно осматривайте датчик на наличие физического повреждения, потрескавшуюся стеклянную поверхность или согнутую указатель.
Ноль проверки: Когда система распадается, указатель должен вернуться в нулевое положение. Если это не так, это указывает на проблему с механизмом.
Проверка чтения: если возможно, сравните чтение датчика с известным значением или вторым эталонным датчиком, чтобы подтвердить, что он все еще функционирует в приемлемом диапазоне.
Даже при правильной установке и техническом обслуживании могут возникнуть проблемы. Вот некоторые общие проблемы и их потенциальные решения:
Измерять неправильно чтение:
Проблема: датчик последовательно читается слишком высоко, слишком низко или застрял.
Возможные причины: повреждение избыточного давления, забитый порт давления или механический сбой в движении.
Решение: Сначала проверьте, забит ли порт давления, и очистите его, если это необходимо. Если проблема сохраняется, датчик может быть навсегда поврежден и требует замены.
Размещение измерения:
Проблема: указатель быстро вибрирует, что делает невозможным получить постоянное чтение.
Возможные причины: это обычно вызвано пульсацией давления или вибрацией от насоса или компрессора.
Решение: Установите жидкость, заполненный жидкостью, схватку или игольчатый клапан, чтобы ослабить пульсации. Для легкой вибрации может быть достаточно заполненного жидкостью.
Протекание датчика:
Проблема: жидкость или газ протекают из точки соединения или корпуса датчика.
Возможные причины: неправильно герметичные резьбы, треснувший корпус или сбой внутреннего механизма.
Решение: проверьте соединение для правильного уплотнения. Если утечка от самого датчика, это серьезная проблема безопасности, и датчик должен быть немедленно удален с обслуживания и заменен. Не пытайтесь починить корпус датчика.
Датчики - это гораздо больше, чем просто простой циферблат и указатель; Это незаменимые инструменты, которые играют жизненно важную роль в обеспечении безопасности, эффективности и качества бесчисленных систем по всему миру. От надежной механической простоты манометра Tube Bourdon до высокотехнологичной точности интеллектуального цифрового датчика, диапазон вариантов обширный и адаптирован к конкретным потребностям.
Тщательно рассмотрив такие факторы, как диапазон давления, точность, совместимость с помощью носителя и условия окружающей среды, вы можете выбрать правый датчик для вашего приложения. Правильная установка, регулярная калибровка и обычное техническое обслуживание одинаково важны для максимизации срока службы датчика и обеспечения его показаний.