Wat een druksensor is
Een druksensor zet de druk in een leiding, een cilinder of een vat om in een elektrisch signaal dat een machine kan lezen. Op een hydraulisch aggregaat, een pneumatische leiding, een pompskid of een testbank is het het element dat het regelsysteem laat weten wat de vloeistof doet, in plaats van dat een operator een manometer moet aflezen.
De term dekt twee dingen die in een catalogus vaak worden gescheiden en in een installatie nooit. Een meetelement op zichzelf levert een klein signaal dat moet worden bewerkt voordat iets het kan lezen. Een transmitter verpakt het element met de elektronica die het versterkt, lineariseert en temperatuurcompenseert, en met een uitgangstrap die een standaardsignaal aanstuurt. Vrijwel alles wat voor machinebouw wordt verkocht is de tweede soort, en daarom worden de woorden in de praktijk door elkaar gebruikt.
De selectie voor een machine draait op vier vragen: wat de meettechnologie moet tolereren, tegen welke drukreferentie de aflezing is, welke uitgang het regelsysteem opneemt, en welke procesaansluiting de poort al heeft. De laatste daarvan is vaak de vaste beperking, want een poort laat zich niet zo gemakkelijk wijzigen als een sensor.
Hoe een druksensor meet
Drie technologieën zijn verantwoordelijk voor de meeste op machines gemonteerde druksensoren, en ze falen op verschillende manieren. Een piëzoresistief element gebruikt een siliciummembraan met een gediffundeerd weerstandsnetwerk; het is gevoelig, voordelig en goed geschikt voor schone, droge gassen en voor matige drukken, en het is de technologie achter de meeste transmitters met een lage prijs. Een dunnefilm-rekrekstrook brengt de rekstrook direct op een stalen membraan aan, wat een robuust element geeft voor hogere drukken en voor hydraulische taken, met een betere bestendigheid tegen drukpieken. Een capacitief element meet de doorbuiging van een membraan ten opzichte van een vaste plaat, en wordt gekozen waar stabiliteit en een ruime meetbereikverhouding zwaarder wegen dan kosten.
Temperatuurcompensatie is wat het verschil maakt tussen een element en een instrument. Elk van deze technologieën drift met de omgevings- en processtemperatuur, en de drift is groter dan het nauwkeurigheidsgetal binnen het werkbereik, tenzij die wordt gecorrigeerd. De compensatie gebeurt in de elektronica, en daarom kost een transmitter meer dan het kale element en is de temperatuurspecificatie van de elektronica net zo relevant als de temperatuurgrens van het medium.
Het mechanische pad dat de druk aflegt om het element te bereiken is net zo belangrijk als het element zelf. Een direct gemonteerde transmitter op een aftappunt ziet de vloeistof rechtstreeks. Een transmitter achter een impulslijn ziet een druk die door de leiding is gewijzigd: condensaat in een gasleiding of gas in een vloeistofleiding verandert wat aankomt, en een pulserende bron zoals een zuigerpomp legt een slingerende druk op die een directe aflezing zal volgen. Een dempingsvoorziening bij de drukpoort, of een impulslijn die zo is aangelegd dat de juiste fase wordt opgesloten, hoort bij het zinvol maken van de meting.
Configuratiekeuzes
Het grootste deel van de specificatie wordt bepaald door deze beslissingen en niet door de nauwkeurigheidsklasse. Elke beslissing beperkt de volgende, en daarom worden ze op volgorde vastgesteld.
| Configuratie | Opties om te bepalen | Wat het werkelijk bepaalt |
| Meettechnologie | Piëzoresistief, dunnefilm-rekrekstrook of capacitief | Tolerantie voor overdruk en drukpieken, stabiliteit in de tijd, en het drukbereik waarin de technologie het sterkst is. |
| Drukreferentie | Relatief, absoluut, afgedicht of differentieel | Wat nul betekent. Een relatieve sensor leest tegen de atmosfeer en beweegt mee met het weer; een absolute niet, wat telt op een vacuümsysteem of een afgesloten vat. |
| Bereik en het werkpunt | Het volledige bereik van de sensor tegen de druk waarop de machine normaal loopt | De kleinste verandering die in bedrijf kan worden opgelost, en daar hangt de toepassing meestal van af. |
| Uitgangsvorm | Tweedraads stroom, driedraads spanning, of een digitale bus | Hoe de sensor op de regelaar wordt aangesloten en hoe hij wordt bedraad. De pinfuncties verschillen per vorm, dus de vorm ligt vast voordat de bedrading wordt gepland. |
| Voedingsspanning | De nominale voeding die op de machine beschikbaar is, en een eventuele breedbereikoptie | Of de sensor op de al aanwezige stuurspanning loopt, en of er een aparte voeding moet worden voorzien. |
| Procesaansluiting | Schroefdraad, flens, klem of maatwerk | Of de sensor past op de poort die er is. Een afwijkende schroefdraad is meestal voordeliger dan het ombouwen van het manifold. |
| Elektrische aansluiting | Stekker, afgedichte kabelinvoer of ronde connector | Hoe de sensor in bedrijf wordt vervangen, en hoe goed de aansluiting koelvloeistof, schoonspuiten en trilling doorstaat. |
| Mediumcontactdelen en mediumtemperatuur | Het materiaal van behuizing en membraan, en de temperatuuruitvoering | Of het medium de sensor aantast, en of het standaard temperatuurbereik het proces dekt of de hogetemperatuuruitvoering nodig is. |
Hoe u een druksensor kiest
| Criterium | Waarom het de uitkomst bepaalt | Hoe u dit vóór de aanvraag bepaalt |
| Normale werkdruk en piekdruk | Het bereik legt de resolutie vast, en de piek legt vast wat de sensor moet doorstaan | Geef normale en maximale druk apart door, en zeg of de piek aanhoudt of een uitschieter bij het starten is. |
| Drukreferentie | Die definieert nul, en een verkeerd gekozen referentie kan achteraf niet met kalibratie worden gecorrigeerd | Vermeld expliciet relatief, absoluut of afgedicht, in plaats van het af te leiden uit het machinetype. |
| Medium en zijn temperatuur | Corrosie en temperatuur zijn de twee meest voorkomende redenen dat een druksensor op een machine vroegtijdig uitvalt | Noem de vloeistof, de concentratie als het geen schoon water of olie is, en de temperatuur op het aftappunt. |
| Bestaande procesaansluiting | De poort is meestal de vaste beperking, want het ombouwen van een manifold kost meer dan het aanpassen van de sensor | Geef de schroefdraad door, of de afmetingen als het een flens of een klem is, en het afdichtingsvlak. |
| Ingang van het regelsysteem | Het ingangstype van de regelaar en de al aangelegde bedrading bepalen de uitgangsvorm | Noem de ingangskaart en of die stroom of spanning opneemt, en waar de sensor wordt bedraad. |
| Omgeving bij de sensor | Trilling, schoonspuiten, koelvloeistof en blootstelling buiten werken in op zowel de behuizing als de aansluiting | Beschrijf waar op de machine de sensor zit, en of hij wordt afgespoten of in spanen wordt begraven. |
| Dynamisch gedrag van de bron | Een pulserende pomp of een snel schakelende klep legt een slingerende druk op die verandert wat een aflezing betekent | Zeg of de druk gelijkmatig of pulserend is, en of een gedempte of gemiddelde aflezing gewenst is. |
Een druksensor meet op een punt in een systeem. Waar een debietgetal uit de druk moet worden afgeleid, hangt de uitkomst af van de geometrie tussen het aftappunt en het referentiepunt, dus dezelfde sensor geeft andere antwoorden in een andere installatie.
De dichtstbijzijnde alternatieven
Dit zijn de typen die een aanvraag voor een druksensor meestal blijkt te zijn, en het punt waarop de keuze echt wordt beslist.
| Dichtstbijzijnde alternatief | Wat het onderscheidt van een druksensor |
| Krachtsensoren | Een krachtsensor meet een belasting die rechtstreeks op hem wordt uitgeoefend, waar een druksensor de kracht per oppervlakte-eenheid van een vloeistof meet. Het onderscheid telt voor de mechanische opstelling eerder dan voor de elektronica: een krachtsensor neemt de belasting via zijn eigen lichaam op, en kan niet door een drukaflezing worden vervangen tenzij het oppervlak bekend en constant is. |
| Niveausensoren | Een niveaumeting wordt vaak afgeleid uit de druk op de bodem van een vat, wat alleen werkt zolang de dichtheid bekend en constant is. Waar de dichtheid varieert, of waar het vat aan de bovenkant open is naar de atmosfeer, is een niveausensor die het grensvlak rechtstreeks meet het betrouwbaardere antwoord. |
| Temperatuursensoren | Een andere grootheid, op dezelfde manier gemeten, in die zin dat beide door het regelsysteem als analoge waarde worden gelezen. Ze zijn vaak samen op dezelfde skid nodig, en worden onafhankelijk van elkaar gespecificeerd omdat de druk- en temperatuurbereiken zelden samenvallen. |
| Drukmetingen | Een plaatselijke indicatie zonder elektrische uitgang. Waar een operator de druk op de plaats van gebruik afleest en er niets naar een regelaar hoeft, is een manometer eenvoudiger en robuuster; de sensor bestaat juist om de waarde ergens anders te kunnen gebruiken. |
| Drukschakelaars | Een schakelaar verandert van toestand bij een instelpunt en levert een contact, dus hij meldt dat een grens is overschreden en niet hoe hoog de druk is. Waar de regelaar de waarde nodig heeft, kan een schakelaar die niet leveren, en waar alleen een grens telt, is een schakelaar het eenvoudigere antwoord. |
| Druktransmitters | Hetzelfde instrument, gespecificeerd voor een procesinstallatie in plaats van voor een machine, waar de nadruk ligt op normen voor procesaansluitingen, compatibiliteit van mediumcontactdelen, externe seals en certificering voor gevaarlijke zones. Op een compacte machine zijn de behuizing, de aansluiting en de elektrische interface juist de bepalende kenmerken. |
Wat u in de aanvraag opneemt
Het eerste antwoord kan een offerte zijn in plaats van een reeks vragen, als de aanvraag deze gegevens bevat. Is een waarde niet bekend, stuur dan de beschrijving van de meetopgave en wij bevestigen wat daaruit volgt.
- Het te meten drukbereik, met het normale werkpunt en het maximum
- Of de aflezing relatief, absoluut, afgedicht of differentieel is
- De vloeistof, de temperatuur op het aftappunt en de concentratie als het geen schoon water of olie is
- De procesaansluiting op de machine: schroefdraad, flens, klem of maatwerk
- De uitgangsvorm die de regelaar opneemt, en de voedingsspanning daarvan
- Of de druk gelijkmatig of pulserend is
- De gewenste elektrische aansluiting, en hoe de sensor in bedrijf wordt vervangen
- Of de sensor wordt blootgesteld aan schoonspuiten, koelvloeistof of buitenomstandigheden
- Of er documentatie met de sensor moet meekomen, en in welke vorm