Diffusiesilicium-druktransmitter

Een druktransmitter zet een leidingdruk om in een signaal dat een regelsysteem kan lezen. Het instrument op deze pagina gebruikt een diffusiesilicium-meetelement in een lichaam van 304 roestvrij staal, wat betekent dat de druk rechtstreeks op het element werkt en de uitgang wordt afgeleid van het element en niet van de beweging van een mechanisme.

De reeks loopt van -100 kPa tot 100 MPa en dekt relatieve, absolute en afgedichte referenties. Zeventien bereiken worden als voorraadartikel gehouden, van 0-5 kPa tot 0-2,5 MPa, alle met een tweedraads 4-20 mA-uitgang, een voeding van 24 VDC, een procesaansluiting M20×1,5 en een kabel van 1 m. De ruimere reeks loopt van 0-1 kPa tot 0-60 MPa en omvat samengestelde bereiken die nul kruisen tot in vacuüm.

De uitgang is standaard 4-20 mA, met 0-5 V, 0-10 V en RS-485 op bestelling. De afdichting is IP65, de vermelde nauwkeurigheid op de voorraadbereiken is 0,2 %FS met een stabiliteit van ±0,1 %FS per jaar, en de mediumtemperatuur loopt van -20 tot +80 °C standaard of tot +150 °C in de constructie voor hoge temperatuur.

Hoe een diffusiesilicium-druktransmitter werkt

Het meetelement is een siliciummembraan met een gediffundeerd weerstandsnetwerk op het oppervlak. Druk op één zijde van het membraan buigt het door, de weerstanden veranderen van waarde met de rek, en een brugschakeling zet die verandering om in een spanning. Het element is een vastestofcomponent zonder hefboom, zonder draaipunt en zonder stangenstelsel, en daarom houdt een transmitter van dit type zijn kalibratie beter vast dan een mechanische manometer onder trilling, en kan hij klein genoeg worden gemaakt voor een machinepoort.

Het membraan is bij de meeste industriële constructies van het proces gescheiden door een dun scheidingsmembraan en een vulvloeistof, zodat het medium 304 roestvrij staal raakt in plaats van het silicium. Die keuze is wat toelaat dat hetzelfde element voor water, olie en gas wordt gebruikt. Ze stelt ook de grens: een medium dat 304 roestvrij staal aantast, tast het scheidingsmembraan aan net als elk ander deel van het natte samenstel.

De uitgangstrap zet vervolgens de brugspanning om in het standaardsignaal. In een tweedraads 4-20 mA-opstelling neemt de transmitter zijn eigen voeding uit dezelfde lus die hij moduleert, zodat de stroom in de lus de meting is en het ontvangende instrument die rechtstreeks afleest. Daarom is een tweedraads lus ongevoelig voor een kleine spanningsval langs de kabel, en dienen dezelfde twee geleiders beide doelen.

Hoe u de juiste transmitter kiest

Kies eerst het meetbereik, en kies het op basis van de normale werkdruk en niet op basis van een piek. De vermelde nauwkeurigheid geldt voor de volledige schaal van het gekozen bereik, dus een bereik dat meerdere malen hoger ligt dan de werkdruk maakt elke aflezing minder nauwkeurig dan nodig. De overbelasting van 1,5 keer de nominale druk dekt kortstondige pieken en geen aanhoudende overbelasting.

Bepaal daarna de drukreferentie. Een relatieve transmitter leest ten opzichte van de atmosfeer en is de gebruikelijke keuze voor een pompersleiding of een persluchtleiding. Een absolute transmitter leest ten opzichte van vacuüm en wordt gebruikt waar barometrische veranderingen van belang zijn. Een afgedichte transmitter leest ten opzichte van een afgesloten referentie en past waar een geventileerde referentie zich met het medium zou vullen.

Bepaal daarna de uitgang en de aansluiting. Tweedraads 4-20 mA is de standaard en het eenvoudigst te bedraden. Een spanningsuitgang past bij een korte afstand tot een regelaar met een spanningsingang, en RS-485 past bij een transmitter die digitaal naast andere wordt uitgelezen. De procesaansluiting ligt gewoonlijk vast door de poort die al op de machine zit, en de opties hier lopen van M8×1 tot DN100 flenzen, met aangepaste draden leverbaar.

Bevestig ten slotte het medium en de temperatuur. Water, olie en algemene gassen passen bij de standaardconstructie. Een medium boven 80 °C vraagt de uitvoering voor hoge temperatuur, en een medium dat 304 roestvrij staal aantast vraagt een ander materiaal voor de natte delen, wat een geval is om aan te kaarten in plaats van aan te nemen.

Beperkingen en punten ter bevestiging

Een transmitter meet druk op één punt. Hij meet niet zelf een debiet, en een drukmeting die wordt gebruikt om een debiet af te leiden hangt af van de geometrie tussen het aftappunt en het referentiepunt, zodat hetzelfde instrument bij een andere installatie andere resultaten geeft. Waar een debiet uit een drukverschil moet worden berekend, is dat een aparte meetopstelling.

Het lichaam van 304 roestvrij staal is niet voor elk medium geschikt. Chloorhoudend water, sommige zuren en sommige proceschemicaliën tasten het aan, en het gebruikelijke teken is putcorrosie bij het scheidingsmembraan en niet bij het lichaam. Compatibiliteit is een vraag om te beantwoorden vóór de bestelling bij elk medium buiten water, olie en algemeen gas.

Twee waarden in het aangeleverde materiaal moeten worden bevestigd en worden als open gepubliceerd. De nauwkeurigheid verschijnt zowel als 0,2 % als 0,5 %, waarbij elk voorraadartikel op 0,2 %FS staat en de 0,5 % als reeksoptie wordt beschreven. En de referentienorm achter de nauwkeurigheidsopgave wordt niet genoemd, dus als een bepaalde norm moet worden aangehaald, is dat een geval om aan te kaarten in plaats van van deze pagina af te lezen.

Verschillende andere waarden die een specificatie vaak vraagt, ontbreken in het materiaal en staan hier als gegevens vereist: het bedrijfstemperatuurbereik van de elektronica los van het mediumbereik, de kalibratiedocumentatie en de lijst van certificeringen. De pinfuncties verschillen bovendien tussen de uitgangsvormen, dus de bedrading wordt genomen uit de bestelde vorm en niet uit één schema.