Sesiapa yang baru bersentuhan dengan pemancar tekanan akan mempunyai soalan: Apakah sebenarnya yang ada di dalam instrumen yang boleh menentukan tekanan dalam saluran paip?
Nilai tekanan yang dilihat di dalam bilik kawalan diperoleh melalui satu siri penukaran.
Memahami prinsip keseluruhan pemancar tekanan akan memudahkan untuk menyelesaikan masalah di tapak seperti paparan tekanan tidak normal, hanyut sifar dan output tidak stabil.
1. Apakah yang berlaku kepada tekanan dalam pemancar?
Apabila mengukur tekanan dalam tetapan perindustrian, ia pada asasnya bermakna menggunakan tekanan pada komponen yang dapat merasakan perubahan.
Hubungan pengiraan untuk tekanan ialah: P = F / A
Tekanan = Daya dikenakan ÷ Kawasan penggunaan. Maksudnya, dengan magnitud daya yang sama, kawasan aplikasi yang berbeza menghasilkan tekanan yang berbeza.
Pemancar tekanan dipasang pada paip, tangki simpanan, atau peralatan, dan daya mekanikal yang diterima dihantar ke tekanan sederhana dalaman melalui antara muka proses.
Antaranya, terdapat komponen utama di dalam pemancar tekanan yang dipanggil elemen sensitif. Struktur biasa termasuk diafragma logam, diafragma seramik, struktur tolok terikan dan elemen ukuran elastik.
Ambil pemancar tekanan jenis diafragma yang biasa digunakan sebagai contoh.
Selepas tekanan sederhana bertindak ke atas diafragma, diafragma akan mengalami sedikit lenturan. Perubahan ini sangat kecil dan tidak dapat dilihat dengan mata kasar, tetapi penderia dapat mengesannya.
Apabila tekanan meningkat, diafragma berubah lebih banyak; apabila tekanan berkurangan, diafragma kembali ke keadaan asalnya.
Instrumen menentukan tahap tekanan berdasarkan perubahan ini.
II. Bagaimanakah deria pemancar berubah?
Pemancar tekanan daripada pengeluar yang berbeza dan model yang berbeza mungkin mempunyai prinsip pengukuran dalaman yang berbeza.
Jenis pemancar tekanan yang paling biasa di tapak termasuk jenis piezoresistif, kapasitif dan resonans.
Pemancar tekanan piezoresistif
Pemancar tekanan piezoresistif mengukur tekanan dengan mengesan perubahan rintangan apabila bahan dikenakan daya.
Tekanan bertindak pada diafragma, menyebabkan ia berubah bentuk. Unsur piezoresistif yang dipasang di dalam dipengaruhi oleh tekanan, dan nilai rintangannya berubah.
Litar elektronik mengesan perubahan ini dan kemudian menguatkan, mengimbangi dan menukarnya kepada mengeluarkan isyarat tekanan yang sepadan.
Struktur ini digunakan secara meluas dalam sistem hidraulik, pengukuran tekanan peralatan, dan pengukuran saluran paip industri.
Semasa penyelenggaraan di tapak, jika disyaki bahawa sensor dalaman pemancar tekanan rosak atau cip piezoresistif tidak normal, salah satu sebab yang perlu dipertimbangkan ialah keabnormalan cip piezoresistive.
Pemancar tekanan kapasitif
Kaedah pengukuran pemancar tekanan kapasitif adalah berkaitan dengan perubahan jarak.
Alat ini mempunyai dua elektrod di dalamnya. Apabila tekanan berubah, diafragma pengukur bergerak, menyebabkan jarak antara elektrod berubah, dan kapasitansi juga berubah dengan sewajarnya.
Modul elektronik mengesan perubahan dalam kapasiti dan menukarkannya kepada output tekanan.
Dalam loji petrokimia, kuasa dan kimia, banyak peranti pengukuran tekanan dan tekanan kepersisan tinggi menggunakan struktur ini.
Pemancar tekanan resonans
Pemancar tekanan resonan mengukur tekanan oleh perubahan tegasan mekanikal yang disebabkan oleh tekanan, dan frekuensi semula jadi unsur resonans sensitif berubah, dan kemudian perubahan frekuensi dibaca oleh litar elektronik untuk mengira nilai tekanan.
Instrumen jenis ini biasanya digunakan dalam senario pengukuran dengan keperluan kestabilan yang tinggi.
Tiga, adakah output pemancar tekanan 4-20mA?
Di tapak kilang, pemancar tekanan biasanya disambungkan ke DCS, PLC, atau instrumen paparan. Seperti yang sering kita lihat, 0 MPa sepadan dengan 4 mA; skala penuh sepadan dengan 20 mA.
Mengapa tidak menggunakan 0-20 mA?
Ia terutamanya berkaitan dengan penggunaan di tapak.
Jika titik sifar juga 0 mA, maka selepas litar diputuskan, ia juga akan menjadi 0 mA, dan sistem akan mengalami kesukaran untuk menentukan sama ada tekanan adalah sifar atau terdapat masalah dengan litar.
Selepas menggunakan 4 mA sebagai titik sifar, apabila tekanan sifar normal hadir, litar masih mempunyai 4 mA; apabila litar diputuskan, arus akan turun kepada hampir 0 mA.
Sistem kawalan boleh menggunakan perubahan ini untuk menentukan keabnormalan.
Di samping itu, isyarat semasa kurang terjejas oleh perubahan rintangan konduktor, dan di bawah syarat memenuhi voltan bekalan kuasa dan keperluan beban litar, ia sesuai untuk penghantaran jarak jauh di tapak perindustrian. Walau bagaimanapun, isyarat semasa juga perlu mempertimbangkan gangguan elektromagnet, pembumian, perisai dan isu pemasangan talian.
Pada masa kini, banyak pemancar tekanan pintar juga mempunyai komunikasi HART, yang boleh membaca parameter, menyemak status, dan mengubah suai tetapan melalui pengawal pegang tangan.
Empat, perbezaan antara tekanan tolok, tekanan mutlak, dan tekanan pembezaan
Dalam pengukuran tekanan, kita sering melihat tekanan tolok, tekanan mutlak dan tekanan pembezaan. Perbezaan di antara mereka terletak pada pemilihan tekanan rujukan.
Tekanan tolok
Tekanan tolok ialah apa yang biasa kita rujuk sebagai "tekanan" di lapangan.
Ia merujuk kepada tekanan atmosfera. Sebagai contoh, tolok tekanan menunjukkan 0.6 MPa, menunjukkan bahawa tekanan di dalam peralatan adalah 0.6 MPa lebih tinggi daripada tekanan atmosfera luar.
Untuk tekanan saluran paip dan pengukuran tekanan peralatan, kebanyakannya menggunakan tekanan tolok.
Tekanan mutlak
Tekanan mutlak merujuk kepada vakum mutlak.
Hubungan antara keduanya: Tekanan mutlak = Tekanan tolok + Tekanan atmosfera setempat
Dalam sesetengah peralatan vakum dan senario pengiraan gas, tekanan mutlak perlu digunakan.
Tekanan pembezaan
Tekanan pembezaan mengukur perbezaan tekanan antara dua kedudukan.
Formula pengiraan: ΔP = P1 - P2
Sebagai contoh, pemancar tekanan pembezaan dipasang sebelum dan selepas penapis. Apabila penapis bersih, perbezaan tekanan antara kedua-dua belah adalah kecil.
Jika perbezaan tekanan antara bahagian hadapan dan belakang penapis meningkat selepas ia berjalan untuk satu tempoh masa, sistem boleh menentukan berdasarkan data bahawa ia disebabkan oleh penyumbatan elemen penapis yang menyebabkan peningkatan rintangan penapisan.
Meter alir plat orifis juga mengira aliran berdasarkan prinsip tekanan pembezaan.
V. Bagaimana untuk memeriksa sama ada pemancar tekanan memaparkan secara tidak tepat?
Apabila terdapat masalah dengan pengukuran tekanan, tidak semestinya pemancar rosak. Apabila menjalankan penyelesaian masalah di tapak, seseorang biasanya bermula dari beberapa aspek.
1. Periksa kedudukan mengetuk tekanan dan paip plumbum tekanan
Apabila mengukur tekanan cecair, jika terdapat udara dalam paip plumbum tekanan, ia akan menjejaskan penghantaran tekanan.
Apabila mengukur medium dengan kekotoran, jika port pengetuk tekanan disekat, ia akan menyebabkan paparan tekanan menjadi lebih rendah atau tidak berubah.
Semasa pemeriksaan, adalah perlu untuk mengesahkan:
• Adakah port penoreh tekanan disekat;
• Adakah terdapat pengumpulan udara dalam paip plumbum tekanan;
• Adakah status injap betul.
2. Periksa pengaruh suhu
Media suhu tinggi akan menjejaskan struktur dalaman instrumen. Haba akan menyebabkan perubahan dalam ciri-ciri unsur sensitif, struktur, dan isipadu cecair, yang secara langsung menjejaskan pemancar, mengakibatkan perubahan pada titik sifar.
Oleh itu, dalam banyak situasi di tapak, bekas pemeluwapan sejuk, selekoh sejuk, atau langkah penebat dan penyejukan lain yang sesuai akan dikonfigurasikan berdasarkan suhu proses yang dibenarkan, kaedah pemasangan dan keperluan proses instrumen.
3. Periksa turun naik tekanan
Selalunya terdapat turun naik tekanan pada alur keluar pam, alur keluar pemampat, dan berhampiran injap.
Apabila tekanan berubah dengan cepat, output pemancar juga akan melompat. Proses ini perlu digabungkan untuk menentukan sama ada punca situasi sedemikian adalah perubahan tekanan sebenar atau instrumen yang terjejas.
4. Semak tetapan julat
Sesetengah pemancar tekanan di tapak mempunyai tetapan julat yang terlalu besar.
Sebagai contoh, jika tekanan biasa peralatan hanya 0.3 MPa, tetapi pemancar dengan julat 0 hingga 10 MPa dipasang. Walaupun instrumen boleh mengukur secara normal, kesan paparan di kawasan tekanan rendah akan terjejas.
Oleh itu, pemilihan julat perlu ditentukan berdasarkan tekanan operasi sebenar.
VI. Bagaimana untuk memilih pemancar tekanan?
Apabila memilih, sebagai tambahan kepada julat tekanan, ia juga perlu untuk mengesahkan:
Julat ukuran
Pertimbangkan tekanan instrumen yang berbeza di bawah operasi biasa, keadaan permulaan dan keadaan kerja yang tidak normal.
Ketepatan
Rujuk kepada penunjuk ketepatan dan kaedah pengiraan yang disediakan oleh pengilang.
Keupayaan voltan lampau
Sahkan kejutan tekanan maksimum yang boleh ditahan oleh instrumen.
Bahan kenalan
Pastikan anda menyemak terlebih dahulu sama ada diafragma serasi dengan bahan sentuhan, terutamanya untuk media yang menghakis.
Persekitaran pemasangan
Sahkan terlebih dahulu bahawa instrumen itu sesuai untuk kawasan kalis letupan, kawasan suhu tinggi dan kawasan lembap.
VII. Ringkasan
Pemancar tekanan dipasang di tapak, tetapi hanya satu nilai tekanan dipaparkan pada skrin DCS, yang melibatkan satu siri proses.
Tekanan dalam saluran paip bertindak pada diafragma, diafragma mengalami perubahan, sensor mengesan perubahan, modul elektronik menukar isyarat, 4-20mA dihantar ke sistem kawalan, dan akhirnya ia dipaparkan sebagai nilai tekanan.
Oleh itu, apabila terdapat masalah dengan pemancar tekanan, seseorang tidak seharusnya hanya fokus pada instrumen itu sendiri.
Titik pengetuk tekanan, paip plumbum, kaedah pemasangan, tetapan parameter, garis isyarat, semuanya tergolong dalam sebahagian daripada sistem pengukuran tekanan.
Menguasai pemancar tekanan bukan sekadar mengingati beberapa prinsip; adalah lebih penting untuk mengetahui di mana untuk memulakan penyelesaian masalah apabila masalah berlaku di tapak.
Pemancar tekanan kecil menghubungkan penghantaran maklumat antara peralatan di tapak dan sistem kawalan. Memahami proses kerjanya akan menjadikan pemasangan, penyelenggaraan, dan pengendalian kerosakan seterusnya lebih lancar.
—Dipetik daripada akaun awam semakan rakan sebaya
Yuyao Huangong automation instruments factory