Konfigurowalny przetwornik ciśnienia

Przetwornik ciśnienia zamienia ciśnienie w punkcie pomiarowym na sygnał czytelny dla systemu sterowania. Przyrząd na tej stronie wykorzystuje element pomiarowy z krzemu dyfuzyjnego i pokrywa odniesienia względne, absolutne i uszczelnione względne, z rozpiętością od -100 kPa do 60 MPa w całej serii. Wyjście to 4-20 mA dwuprzewodowe standardowo, z 0-5 V, 1-5 V, 0-10 V i RS-485 Modbus dostępnymi przez konfigurację.

Tym, co wyróżnia tę serię, nie jest element, lecz liczba konstrukcji zbudowanych wokół niego. Ten sam moduł pomiarowy jest oferowany w prostej obudowie wtyczkowej, krótkiej obudowie do ciasnej instalacji, żebrowanej obudowie do gorących mediów, obudowie z 4-cyfrowym wyświetlaczem, wersji ze złączem okrągłym GX12, wersji sanitarnej z płaską membraną i połączeniem zaciskowym, obudowie z aluminium odlewanego pod ciśnieniem, wersji kołnierzowej oraz formach z radiem 4G lub obudową ognioszczelną. Ten zakres istnieje, ponieważ element jest mały, a elektronika to płytka drukowana; gdy te dwie rzeczy są ustalone, obudowa decyduje o tym, gdzie przyrząd może być stosowany.

Jak obudowa decyduje o miejscu stosowania przetwornika

Sam element pomiarowy to krzemowa membrana z rozprowadzoną siecią rezystorów, izolowana od procesu cienką membraną i cieczą wypełniającą w konstrukcjach przemysłowych. Medium spotyka się więc z metalem części stykających się z ośrodkiem, a nie z krzemem, a element pozostaje w temperaturze, jaką kompensacja może obsłużyć. Wszystko, co robi obudowa, wynika z ochrony tego układu bez zniekształcenia tego, co odczytuje.

Żebrowana obudowa odprowadza ciepło od elektroniki, dlatego właśnie istnieje konstrukcja wysokotemperaturowa: granicą jest zwykle układ scalony i ciecz wypełniająca, nie membrana, a żeberka odzyskują różnicę. Płaska membrana usuwa martwą objętość przed elementem, więc medium, które stagnowałoby lub trzymałoby osad w porcie gwintowanym, nie ma gdzie się zatrzymać. Obudowa ognioszczelna zawiera wewnętrzną awarię, zamiast jej zapobiegać, dlatego zmienia to, obok czego przyrząd może być instalowany, a nie to, co mierzy. Wersja z radiem usuwa kabel, co zmienia koszt instalacji znacznie bardziej niż pomiar.

Dwie wartości zmieniają się z rozpiętością, nie z obudową, i warto je czytać razem. Dryft temperaturowy w zakresie kompensowanym wynosi 2%FS na rozpiętościach od 10 do 60 kPa i 1,5%FS powyżej, a sam zakres kompensowany to 0 do 60°C, 0 do 70°C lub -10 do 70°C w zależności od pasma rozpiętości. Wąska rozpiętość na zimnej instalacji zewnętrznej to więc inna sytuacja niż ten sam przyrząd w pomieszczeniu.

Jak dobrać właściwy przetwornik

Najpierw ustala się typ ciśnienia. Przetwornik względny mierzy względem lokalnej atmosfery i nadaje się do wyjścia pompy, linii sprężonego powietrza lub odpowietrzonego zbiornika. Przetwornik absolutny mierzy względem zamkniętej próżni i jest właściwym wyborem tam, gdzie składnik barometryczny nie może pojawić się w odczycie. Przetwornik z uszczelnionym ciśnieniem względnym utrzymuje stałe wewnętrzne odniesienie i jest stosowany tam, gdzie odpowietrzone odniesienie zostałoby wypełnione medium. Zakres złożony przechodzący przez zero to czwarty przypadek i nie jest zamienny z uszczelnionym przyrządem względnym o tej samej rozpiętości liczbowej.

Następnie ustala się rozpiętość wobec ciśnienia roboczego, a nie szczytowego. Klasa dokładności odnosi się do pełnego zakresu wybranej rozpiętości, więc zakres kilkukrotnie wyższy od normalnego ciśnienia roboczego spędza życie na odczycie małego ułamka pełnego zakresu i raportuje mniej niż mógłby. Opublikowana wartość przeciążenia (150%FS do 10 MPa i 125%FS powyżej) pokrywa krótkotrwałe skoki, takie jak rozruch pompy lub próba rurociągu, a nie długotrwałe przekroczenie zakresu.

Następnie ustala się środowisko, bo to ono wybiera obudowę: temperatura medium wybiera między konstrukcją standardową a żebrowaną, wymaganie czystości wybiera płaską membraną, klasyfikacja strefy wybiera obudowę, a odległość do systemu sterowania wybiera między pętlą a radiem. Kompatybilność z medium jest pozostałą pozycją, a dostarczony materiał nie podaje materiału membrany ani portu, więc medium agresywne należy zgłosić przy zapytaniu, a nie zakładać.

Okablowanie, zasilanie i rezystancja obciążenia

Zakres zasilania i rezystancja pętli są publikowane razem, ponieważ jedno ogranicza drugie. Na wyjściu prądowym obciążenie, jakie może napędzić pętla dwuprzewodowa, to RL ≤ (U-10 V)/0,02 A bez lokalnego wyświetlacza i RL ≤ (U-14 V)/0,02 A z wyświetlaczem, gdzie U jest napięciem zasilania. Różnica między dwoma wyrażeniami to napięcie potrzebne wyświetlaczowi, a użycie niewłaściwego to sposób, by pętla wyglądająca na wygodną na papierze odczytywała nisko na górnej granicy zakresu. Na wyjściach napięciowych ograniczeniem jest minimalna rezystancja obciążenia 5 kΩ, a nie maksymalna.

Samo zasilanie zmienia się z wyjściem i wyświetlaczem: 10-32 V dla 4-20 mA, 8-32 V dla 0-5 V lub 1-5 V, 12-32 V dla 0-10 V, a na RS-485 albo 8-32 V, 7-32 V, albo 5-28 V w zależności od tego, czy wyświetlacz jest zamontowany i czy jest to LCD, czy LED. Funkcje pinów nie są takie same między typami wyjść, więc okablowanie odczytuje się z zamówionego typu, a nie z serii ogólnie.

Ograniczenia pomiarowe i uwagi dotyczące doboru

Przetwornik dobrany z znacznie większą rozpiętością niż zadanie wymaga to najczęstszy sposób na to, by dobry przyrząd odczytywał źle. Klasa odnosi się do pełnego zakresu, więc błąd w punkcie roboczym rośnie proporcjonalnie do tego, jak duża część rozpiętości jest niewykorzystana.

Wąskie rozpiętości na zimnych instalacjach zasługują na drugie spojrzenie, ponieważ zakres kompensowany zawęża się wraz z rozpiętością, a wartość dryftu rośnie. Tam, gdzie proces siedzi na dole wąskiej rozpiętości na zewnątrz, inna technologia pomiarowa lub szersza rozpiętość może służyć lepiej niż ciaśniejsza klasa na tym samym przyrządzie.

Przetwornik to też niewłaściwy przyrząd tam, gdzie pytanie nie jest ciągłe. Jeśli wymaganiem jest styk zmieniający stan przy punkcie zadania, presostat robi to bez pętli; jeśli wymaganiem jest wskazanie lokalne i nic więcej, manometr robi to bez zasilania. Tam, gdzie medium jest agresywne, odpowiedzią jest zwykle membrana separacyjna przed przyrządem, a nie bardziej egzotyczny materiał części stykających się z ośrodkiem, a tam, gdzie medium pulsuje mocno, struktura tłumiąca w porcie pomaga, ale nie zastępuje właściwego tłumika pulsacji.

Konfiguracja i zamawianie

Dostarczony materiał nie podaje podziału na kody modeli dla serii, więc konfiguracja jest podawana słownie: typ ciśnienia, zakres, typ wyjścia, zasilanie, przyłącze procesowe, przyłącze elektryczne, obudowa i długość kabla. To również jest to, czego potrzebuje wycena, i jest to kolejność, w jakiej wybory ograniczają się nawzajem: typ wyjścia ustala zakres zasilania, zakres zasilania ustala obciążenie, jakie można napędzić, a obudowa ustala temperaturę medium, która obowiązuje.