Co je tlakové čidlo
Tlakové čidlo promění tlak v potrubí, válci nebo nádobě na elektrický signál, který stroj přečte. Na hydraulickém agregátu, pneumatickém potrubí, čerpadlové jednotce nebo zkušební stolici je to prvek, díky kterému se řídicí systém dozví, jak se médium chová, místo toho, aby ji musel odečítat obsluha z ciferníku.
Ten název zahrnuje dvě věci, které katalog často odděluje a instalace nikdy. Samotný měřicí prvek vyprodukuje malý signál, který je třeba upravit, než ho něco přečte. Vysílač ten prvek nese spolu s elektronikou, která ho zesilí, linearizuje a teplotně kompenzuje, a s výstupním stupněm, který pohání standardní signál. Skoro vše, co se pro vestavbu do strojů prodává, je ten druhý případ, a proto se ta slova v praxi zaměňují.
Výběr pro stroj závisí na čtyřech otázkách: co musí detekční technologie snést, vůči jakému referenčnímu tlaku se odečet vztahuje, jaký výstup řídicí systém bere, a jaké procesní připojení hrdlo už má. Poslední z těch otázek bývá pevným omezením, protože hrdlo se mění hůř než čidlo.
Jak tlakové čidlo měří
Tři technologie pokrývají většinu tlakových čidel montovaných na stroje a každá selhává jinak. Piezorezistivní prvek používá křemíkovou membránu s difuzní odporovou sítí; je citlivý, levný a dobře se hodí na čisté suché plyny a mírné tlaky, a stojí za většinou levných vysílačů. Tenkovrstvý tenzometr nanesený přímo na ocelovou membránu dává odolný prvek pro vyšší tlaky i pro hydraulické úlohy, s lepší odolností proti tlakovým špičkám. Kapacitní prvek měří výchylku membrány proti pevné elektrodě a volí se tam, kde na stabilitě a širokém poměru rozsahů záleží více než na ceně.
Teplotní kompenzace je to, co dělá rozdíl mezi prvkem a přístrojem. Každá z těch technologií driftuje s teplotou okolí i média a v pracovním rozsahu je drift větší než hodnota přesnosti, pokud se neopraví. Kompenzace se dělá v elektronice - proto vysílač stojí víc než samotný prvek a proto je teplotní specifikace elektroniky stejně důležitá jako teplotní limit média.
Mechanická cesta, po které se tlak dostane k prvku, záleží stejně jako prvek sám. Vysílač montovaný přímo na měřicím bodě vidí médium přímo. Vysílač za impulzním potrubím vidí tlak, který potrubí pozměnilo: kondenzát v plynovém potrubí nebo plyn v potrubí kapaliny mění to, co dorazí, a pulzující zdroj, jako je pístové čerpadlo, vnucuje kývavý tlak, který přímý odečet bude sledovat. Tlumicí uspořádání na tlakovém připojení, nebo impulzní potrubí uspořádané tak, aby zachycovalo správnou fázi, je součástí smysluplného měření.
Možnosti konfigurace
Většinu specifikace určují tato rozhodnutí, nikoli třída přesnosti. Každé omezuje to další, proto se projednávají v pořadí.
| Konfigurace | Co je možno upravit | Co skutečně rozhoduje |
| Detekční technologie | Piezorezistivní, tenkovrstvý tenzometr, nebo kapacitní | Odolnost proti přetížení tlakem a tlakovým špičkám, stabilita v čase a tlakový rozsah, ve kterém je technologie nejsilnější. |
| Referenční tlak | Přetlak, absolutní tlak, utěsněný přetlak nebo diferenční tlak | Co znamená nula. Čidlo měřící přetlak se odvozuje od atmosféry a hýbe se s počasím; absolutní se nemění - a to je důležité u podtlakového systému nebo uzavřené nádoby. |
| Rozsah a pracovní bod | Celý rozsah čidla oproti tlaku, na kterém stroj obvykle běží | Nejmenší změna, kterou v provozu rozlišíte - a na tom aplikace obvykle skutečně stojí. |
| Forma výstupu | Dvouvodová proudová, třívodová napěťová, nebo digitální sběrnice | Jak se čidlo připojí k automatu a jak se zapojí. Funkce jednotlivých vodičů se mezi formami liší, takže forma se určuje dřív, než se plánuje zapojení. |
| Napájecí napětí | Jmenovité napájení dostupné na stroji a případná volba širokého rozsahu | Zda čidlo běží z už přítomného řídicího napětí a zda je třeba zajistit samostatné napájení. |
| Procesní připojení | Závitové, přírubové, svorkové, nebo na zakázku | Zda čidlo sedí na existující hrdlo. Závit na zakázku bývá levnější než přebrouvení hradicího bloku. |
| Elektrické připojení | Zástrčka, utěsněný vstup kabelu, nebo kruhový konektor | Jak se čidlo v provozu vyměňuje a jak dobře připojení snáší chladicí kapalinu, oplach vodou a vibrace. |
| Materiál smáččených částí a teplota média | Materiál těla a membrány a teplotní provedení | Zda médium čidlo napadá a zda standardní teplotní rozsah pokryje proces, nebo je potřeba verze pro vysoké teploty. |
Jak vybrat: tlakové čidlo
| Hledisko | Proč o výsledku rozhoduje | Jak si to ujasnit před poptávkou |
| Normální pracovní tlak a špičkový tlak | Rozsah určuje rozlišení a špička určuje, co musí čidlo přestát | Uveďte normální a maximální tlak zvlášť a napište, zda špička trvá, nebo jde o ráz při rozběhu. |
| Referenční tlak | Definuje nulu a špatně zvolená reference se dodatečně kalibrací nenapraví | Explicitně uveďte přetlak, absolutní tlak nebo utěsněný přetlak, místo abyste je vyvozovali z typu stroje. |
| Médium a jeho teplota | Koroze a teplota jsou dvě nejčastější příčiny předčasné poruchy čidla ve stroji | Pojmenujte médium, jeho koncentraci, pokud to není čistá voda nebo olej, a jeho teplotu v měřicím bodě. |
| Stávající procesní připojení | Hrdlo je obvykle pevné omezení, protože přebrouvení hradicího bloku stojí víc než přizpůsobení čidla | Uveďte závit, nebo rozměry, je-li to příruba nebo svorka, a utěsňovací plochu. |
| Vstup řídicího systému | Typ vstupu automatu a už položené zapojení určují formu výstupu | Uveďte vstupní kartu a zda bere proud, nebo napětí, a kam se čidlo zapojí. |
| Prostředí u čidla | Vibrace, oplach vodou, chladicí kapalina a venkovní expozice působí na tělo i na připojení | Popište, kde na stroji čidlo sedí, a zda bude oplachováno, nebo zasypáváno šponami. |
| Dynamické chování zdroje | Pulzující čerpadlo nebo rychle spínající ventil vnucuje kývavý tlak, který mění to, co odečet znamená | Napište, zda je tlak stálý, nebo pulzující, a zda se chce tlumený, nebo průměrovaný odečet. |
Tlakové čidlo měří v jednom bodě systému. Má-li se průtok odvozovat z tlaku, výsledek závisí na geometrii mezi měřicím bodem a referenčním bodem, takže totéž čidlo dá na jiné instalaci jinou odpověď.
Nejbližší alternativy
tlakové čidlo: to jsou typy, o které u poptávky obvykle skutečně jde, a bod, kde se o výběru vážně rozhoduje.
| Nejbližší alternativa | Jak se liší od tlakového čidla |
| Snímače síly | Snímač síly měří zatížení přiložené přímo na sebe, kdežto tlakové čidlo měří sílu na jednotku plochy média. Rozdíl platí pro mechanické uspořádání, nikoli pro elektroniku: snímač síly bere zatížení přes vlastní tělo a nelze ho nahradit odečtem tlaku, ledaže by plocha byla známa a stálá. |
| Čidla hladiny | Měření hladiny se často odvozuje od tlaku na dně nádoby, což platí jen tehdy, je-li hustota známa a stálá. Kolísá-li hustota, nebo je-li nádoba nahoře otevřena atmosféře, je spolehlivější odpovědí čidlo hladiny, které měří rozhraní přímo. |
| Teplotní čidla | Jiná veličina měřená stejným způsobem v tom smyslu, že obě čte řídicí systém jako analogovou hodnotu. Na téže jednotce se často potřebují spolu a specifikují se nezávisle, protože tlakový a teplotní rozsah málokdy splývají. |
| Tlakoměry | Místní indikace bez elektrického výstupu. Čte-li obsluha tlak přímo v místě použití a nic nemusí putovat k automatu, je tlakoměr jednodušší a odolnější; čidlo existuje proto, aby na hodnotu bylo možno reagovat jinde. |
| Tlakové spínače | Spínač změní stav na nastaveném bodě a dá kontakt, takže vykazuje překročení meze, nikoli jaký tlak je. Potřebuje-li automat hodnotu, spínač mu ji nedodá; záleží-li jen na mezi, je spínač jednodušší odpovědí. |
| Tlakové vysílače | Týž přístroj specifikovaný pro proces, nikoli pro stroj - tam tíha padá na normy procesního připojení, slučitelnost smáččených částí, vzdálené membránové separátory a certifikaci pro nebezpečný prostor. Na kompaktním stroji naopak rozhodují tělo, připojení a elektrické rozhraní. |
Co by měla obsahovat vaše poptávka
První odpovědí může být nabídka místo souboru otázek, pokud poptávka tyto údaje obsahuje. Pokud hodnota není známa, pošlete popis úkolu a my potvrdíme, co z něj plyne.
- Tlakový rozsah, který se má měřit, s normálním pracovním bodem a maximem
- Zda jde o měření přetlaku, absolutního tlaku, utěsněného přetlaku nebo diferenčního tlaku
- Médium, jeho teplota v měřicím bodě a koncentrace, pokud to není čistá voda nebo olej
- Procesní připojení na stroji: závit, příruba, svorka, nebo na zakázku
- Forma výstupu, kterou automat bere, a jeho napájecí napětí
- Zda je tlak stálý, nebo pulzující
- Preferované elektrické připojení a způsob výměny čidla v provozu
- Zda bude čidlo vystaveno oplachu vodou, chladicí kapalině nebo venkovním podmínkám
- Zda má čidlo doprovázet dokumentace, a v jaké formě