Trebuie luate în considerare mai multe aspecte înainte de alegerea corectă a transmițătorului de presiune: tipul presiunii, domeniul de măsură, clasă de acuratețe, tipul senzorului, etanșarea, sunt doar câțiva dintre parametri. Este necesară o cunoaștere detaliată a proprietăților acestor transmițătoare pentru alegerea unuia ideal pentru o anumită aplicație.
Tipul presiunii
În tehnologiile de măsurare a presiunii, trebuie făcută o distincție între presiunea absolută, relativă și diferențială. Presiunea absolută se raportează întotdeauna la vacuum ca fiind punctul zero. Presiunea relativă reprezintă măsurarea presiunii diferențiale dintre presiunea mediului de măsură și presiunea ambientală sau presiunea atmosferică (aproximativ 1 bar).
Domeniul de măsură
Acesta este intervalul de presiune cuprins între presiunea minimă (la care semnalul de ieșire este de 0%) și presiunea maximă (la care semnalul de ieșire este de 100%). Diferența dintre valoarea maximă și minimă reprezintă intervalul de măsură și este folosit ca referință pentru specificațiile legate de acuratețe în tehnologia de măsurare a presiunii. Ca regulă, domeniul de măsură pentru transmițătoarele de presiune este standardizat pe o anumită unitate de măsură, bar, mbar sau psi. Pe lângă domeniul semnalului de ieșire, trebuie luate în considerare limitele de suprapresiune și saturare. Acestea sunt importante în aplicații unde pot apărea vârfuri de presiune – chiar și pentru o scurtă perioadă – peste domeniul de măsură.
Clasa de acuratețe
În practică, s-a arătat că este o provocare definirea unei clase de acuratețe necesare aplicației. Pe de o parte, clasa de acuratețe include diferite aspecte și parametri legate de precizia măsurătorii, iar acestea diferă de la o aplicație la alta. Pe de altă parte, este dificil să se determine cât de precisă trebuie să fie măsurătoarea în aplicație. O acuratețe ridicată implică, de asemenea, costuri mai mari ale produsului final. Prin urmare, este important să se ia în considerare ce este mai important în aplicație, atunci când se selectează o anumită clasă de acuratețe.
Diferența dintre un traductor de presiune și un transmițător de presiune este dată de tipul semnalului de ieșire. Dacă dispozitivul livrează un semnal de ieșire analogic sau digital, se numește transmițător de presiune. Un traductor de presiune este un dispozitiv care furnizează un semnal de ieșire neamplificat.
Semnalul de ieșire
Legat de semnalul de ieșire, trebuie să se facă o distincție între cele trei categorii principale: semnal neamplificat, analogic (standard) și semnal digital. Un senzor a cărui ieșire este neamplificată nu prezintă un mare interes în cazul măsurării presiunii; acest lucru este în contrast cu aplicațiile de măsură a temperaturii, care deseori livrează direct semnalul rezistorului PT100/PT1000 fără prelucrare electronică. Dacă avem un semnal neamplificat de la senzor, instrumentul de măsură a presiunii nu se poate numi un transmițător de măsură. Mai degrabă îl numim o celulă de măsură fără carcasă sau traductor.
Semnalele analogice sunt încă cele mai utilizate în tehnologia de măsurare a presiunii, mai ales semnalul de 4 … 20 mA. Avantajul semnalelor de ieșire analogice constă într-un cost redus al transmițătoarelor de presiune și al unităților electronice de evaluare a semnalului. Mai mult, răspândirea sistemelor cu magistrale de senzori, cum ar fi IO-Link sau CANopen, a crescut. Marele avantaj al semnalelor digitale este dat de siguranța măsurătorii la erori, posibilitățile de diagnosticare și parametrizare, precum combinarea mai multor parametri de măsură într-un singur dispozitiv, cum ar fi presiunea și temperatura. Comutatoarele electronice de presiune sunt, de asemenea, considerate transmițătoare de presiune cu ieșiri digitale.
Senzorul
Senzorul de presiune este elementul cheie al dispozitivului de măsurare a presiunii. În transmițătoarele de presiune, acest senzor este, de obicei, un element a cărui diafragmă se deformează în momentul în care apare o modificare a presiunii. Aceasta, la rândul ei, duce la o modificare a rezistenței electrice pe elementele rezistive special aplicate. Cele mai utilizate tehnologii sunt cele care folosesc senzori cu membrană din oțel, ceramică sau senzori piezorezistivi.
Membrana senzorului de presiune este deformată în timpul măsurării presiunii. Aceasta duce la o modificare a rezistenței electrice a elementelor aplicate pe membrană. În imagini sunt prezentate membranele ceramice (stânga) și membranele din oțel (dreapta).
La senzorii cu membrană din oțel, rezistoarele sunt amplasate pe o diafragmă din oțel inox. Principalele avantaje ale acestor senzori de presiune sunt stabilitea în timp și robustețea la vârfuri de presiune, influența temperaturii de lucru, precum și utilizarea pe domenii largi de măsură de la 200 mbar, până la peste 3000 bar.
Senzorii cu membrană ceramică, se bazează pe un soclu ceramic în care sunt arse punți rezistive. Membrana ceramică este considerată ca fiind extrem de robustă împotriva lichidelor și gazelor corozive, prin urmare este preferată în aplicații unde se măsoară presiunea unor agenți chimici agresivi. Domeniile de măsură încep de la 100 mbar, până la 400 bar.
În cazul traductoarelor de presiune piezorezistive, rezistența elementelor semiconductoare din silicon se modifică o dată cu presiunea. Aceste elemente semiconductoare sunt izolate de mediul de măsură printr-un strat de ulei și o diafragmă. Datorită sensibilității ridicate a siliconului, senzorii piezorezistivi sunt potriviți pentru aplicații de presiune joasă, de ordinul milibarilor, precum și atunci când este necesară o acuratețe ridicată.
Conexiunea la proces
Conexiune cu sigiliu metalic pentru presiuni de peste 1000 bar
Partea filetată conectează celula de presiune la procesul unde trebuie măsurată presiunea. Traductorul de presiune din interiorul transmițătorului trebuie să fie bine fixat pe aceasta (sudat sau sigilat). Sunt disponibile diverse tipuri de conexiune la proces a senzorilor de presiune, a căror geometrie și dimensiuni sunt conform standardelor. Factorul decisiv în alegerea conexiunii la proces îl reprezintă modul de sigilare al celulei de măsură: sigilare metalică sau sigilare prin elastomeri.
Sigiliile metalice pot fi filetate sau conice. Procesul de sigilare este realizat prin deformare mecanică. Soluțiile de sigilare metalică sunt, de obicei, utilizate pentru presiuni de peste 1000 bar. Mai mult, pot fi utilizate inele de oțel sau cupru, care formează un sigiliu similar elastomerilor.
Conexiune cu sigiliu elastomer. În alegerea ei, trebuie luate în considerare compatibilitățile cu mediul de măsură și temperatura de lucru.
Sigiliile cu elastomer – cunoscute și ca sigilii de profil sau O-rings – folosesc un profil cilindric filetat. Pe scurt, sigiliul elastomer este comprimat în momentul asamblării astfel încât este creat efectul de sigilare. Materialul elastomer trebuie ales în așa fel încât să fie compatibil cu mediul de măsură și domeniul de temperatură din aplicație.
Majoritatea conexiunilor presurizate sunt realizate în așa fel încât traductorul de presiune să fie conectat la mediu printr-un orificiu. În cazul în care se dorește măsurarea presiunii sau nivelului pentru lichide foarte vâscoase sau cristalizatoare, se utilizează conexiuni la proces cu inserție.
Conexiunea electrică
Varietatea conexiunilor electrice este redusă, deoarece fiecare segment industrial utilizează doar câteva tipuri de conectori. În general, se poate spune că variantele cu cablu turnat pe transmițător sunt mai puțin uzuale, deoarece cablarea este mai complexă decât în cazul versiunilor cu conectori.
Conexiune la proces cu inserție, pentru medii vâscoase sau cristalizatoare.
Principalul criteriu în selectarea conexiunii electrice optime aplicației este rezistența acesteia la lichide și praf, vibrații, precum și costurile întregului dispozitiv sau a cablării acestuia.
O cerință specială a transmițătoarelor de presiune poate fi egalizarea corectă a presiunii din transmițător și mediul ambiant. În practică, diferite conexiuni electrice pot cauza probleme neașteptate în timpul măsurării presiunii.
Trafag oferă o gamă variată de modele și forme ale senzorilor de presiune, precum și accesorii potrivite pentru o implementare ideală în aplicații.
Trafag – producător de senzori de înaltă tehnologie
Trafag este un producător global de senzori și instrumente de monitorizare de calitate ridicată, pentru măsurarea presiunii, temperaturii și densității gazelor. Pe lângă o gamă largă de produse standardizate, configurabile,
Conexiune electrică prin cablu turnat.
Trafag realizează și soluții personalizate pentru clienții OEM. Trafag este o companie elvețiană fondată în anul 1942, susținută de o rețea de vânzări și servicii în peste 40 de țări. Acest lucru îi permite crearea de produse personalizate pentru clienți, precum și un suport de servicii la cel mai înalt nivel. Producția și dezvoltarea la cele mai moderne standarde, nu garantează doar o livrare rapidă a produselor de calitate și precizie ridicate, ci și executarea unor soluții personalizate într-un timp scurt.
O’Boyle srl
Tel. +40 256-201346 • Mail: office@oboyle.ro • Web: www.oboyle.ro
Conexiune electrică prin conector DT04.