Що таке сенсор тиску
Сенсор тиску перетворює тиск у трубі, циліндрі або апараті в електричний сигнал, який машина може прочитати. На гідравлічному агрегаті, пневматичній лінії, насосному блоці чи випробувальному стенді це той елемент, який дає системі керування знати, що робить рідина, замість того щоб це лишалося операторові з манометром.
Термін охоплює дві речі, які в каталозі часто розділені, а в установці не розділені ніколи. Чутливий елемент сам по собі дає малий сигнал, який треба обробити, перш ніж щось його прочитає. Перетворювач упаковує елемент з електронікою, що підсилює, лінеаризує й компенсує його за температурою, і з вихідним каскадом, який видає стандартний сигнал. Майже все, що продають для машинобудування, це другий різновид, і саме тому на практиці обидва слова вживають як одне.
Вибір для машини тримається на чотирьох питаннях: що має терпіти технологія чутливого елемента, відносно якої бази відлічується тиск, який вихід приймає система керування і яке приєднання вже є на патрубку. Останнє часто й стає жорстким обмеженням, бо патрубок змінити не так легко, як сенсор.
Як сенсор тиску вимірює
Три технології закривають більшість сенсорів, встановлених на машинах, і відмовляють вони по-різному. Тензорезистивний елемент використовує кремнієву мембрану з нанесеною резистивною схемою; він чутливий, дешевий і добре підходить для чистих сухих газів і помірних тисків, і саме він стоїть за більшістю недорогих перетворювачів. Тонкоплівковий тензодатчик наносять безпосередньо на сталеву мембрану, що дає міцний елемент для вищих тисків і гідравлічних завдань із кращим опором пікам тиску. Ємнісний елемент міряє прогин мембрани відносно нерухомої пластини і його беруть там, де стабільність і широке перекриття діапазону важливіші за ціну.
Температурна компенсація це те, що відрізняє елемент від приладу. Кожна з цих технологій дрейфує від температури довкілля й середовища, і цей дрейф більший за заявлену похибку в робочому діапазоні, якщо його не коригувати. Компенсацію роблять в електроніці, і саме тому перетворювач коштує дорожче за голий елемент і чому температурна характеристика електроніки така сама важлива, як температурна межа середовища.
Механічний шлях, яким тиск доходить до елемента, важить не менше за сам елемент. Перетворювач, встановлений прямо на точці відбору, бачить рідину безпосередньо. Перетворювач за імпульсною лінією бачить тиск, змінений цією лінією: конденсат у газовій лінії або газ у рідинній змінюють те, що доходить, а пульсуюче джерело, як поршневий насос, накладає тиск, що хитається, і прямий відлік за ним піде. Демпфування на вході тиску або імпульсна лінія, влаштована так, щоб затримати потрібну фазу, є частиною того, щоб вимірювання щось означало.
Варіанти конфігурації
Більшу частину специфікації визначають саме ці рішення, а не клас похибки. Кожне обмежує наступне, тому їх узгоджують по порядку.
| Конфігурація | Варіанти на вибір | Що це насправді визначає |
| Технологія чутливого елемента | Тензорезистивна, тонкоплівковий тензодатчик або ємнісна | Стійкість до перевантаження й піків тиску, стабільність у часі та діапазон тиску, у якому технологія найкраща. |
| База відліку тиску | Надлишковий, абсолютний, закритий надлишковий або диференціальний | Що означає нуль. Сенсор надлишкового тиску відлічує від атмосфери й рухається разом із погодою; абсолютний не рухається, і це важливо у вакуумній системі або в герметичному апараті. |
| Діапазон і робоча точка | Повний діапазон сенсора проти тиску, за якого машина працює звичайно | Найменша зміна, яку можна розрізнити в роботі, а від неї зазвичай і залежить застосування. |
| Форма виходу | Двопровідний струм, трипровідна напруга або цифрова шина | Як сенсор підключається до контролера і як його ведуть. Призначення контактів у різних формах різне, тому форму вирішують раніше, ніж планують проводку. |
| Напруга живлення | Номінальна напруга, наявна на машині, і будь-який широкодіапазонний варіант | Чи живиться сенсор від наявної напруги керування і чи треба передбачати окреме живлення. |
| Приєднання до процесу | Різьбове, фланцеве, клемове або спеціальне | Чи стане сенсор у наявний патрубок. Спеціальна різьба зазвичай дешевша за переробку колектора. |
| Електричне підключення | Роз'єм, герметичний кабельний ввід або круговий роз'єм | Як сенсор замінюють у роботі і наскільки добре з'єднання витримує охолоджувальну рідину, миття й вібрацію. |
| Змочені матеріали й температура середовища | Матеріал корпусу й мембрани та температурне виконання | Чи руйнує середовище сенсор і чи закриває стандартний діапазон температур процес, чи потрібне високотемпературне виконання. |
Як вибрати сенсор тиску
| Чинник | Чому це визначає відповідь | Як з'ясувати це до запиту |
|---|
| Нормальний робочий тиск і піковий тиск | Діапазон задає роздільну здатність, а пік задає те, що сенсор має пережити | Дайте нормальний і максимальний тиск окремо і скажіть, чи пік тривалий, чи це сплеск під час пуску. |
| База відліку тиску | Вона визначає нуль, і неправильно вибрану базу вже не виправити калібруванням | Укажіть надлишковий, абсолютний або закритий надлишковий явно, а не виводьте його з типу машини. |
| Середовище та його температура | Корозія й температура це дві найчастіші причини, чому сенсор тиску на машині відмовляє рано | Назвіть рідину, її концентрацію, якщо це не чиста вода чи олива, і її температуру в точці відбору. |
| Наявне приєднання до процесу | Патрубок зазвичай і є жорстким обмеженням, бо переробка колектора коштує дорожче за адаптацію сенсора | Дайте різьбу або розміри, якщо це фланець чи клема, і ущільнювальну поверхню. |
| Вхід системи керування | Тип входу контролера й уже прокладена проводка визначають форму виходу | Назвіть вхідну карту і те, чи бере вона струм або напругу, і де сенсор буде підключено. |
| Умови в місці сенсора | Вібрація, миття, охолоджувальна рідина й перебування на відкритому повітрі діють і на корпус, і на з'єднання | Опишіть, де на машині стоїть сенсор і чи його митимуть струменем або засипатиме стружка. |
| Динаміка джерела | Пульсуючий насос або швидко перемиканий клапан накладають тиск, що хитається, і це змінює зміст відліку | Скажіть, чи тиск сталий, чи пульсуючий і чи потрібен демпфований або усереднений відлік. |
Сенсор тиску міряє в одній точці системи. Там, де з тиску хочуть вивести витрату, результат залежить від геометрії між точкою відбору й опорною точкою, тому той самий сенсор дає різні відповіді на іншій установці.
Найближчі альтернативи
Це типи, якими зазвичай виявляється запит на сенсор тиску, і точка, у якій вибір справді визначається.
| Найближча альтернатива | Що відрізняє її від сенсора тиску |
| Сенсори зусилля | Сенсор зусилля міряє навантаження, прикладене до нього безпосередньо, тоді як сенсор тиску міряє силу на одиницю площі рідини. Різниця важлива для механічного рішення, а не для електроніки: сенсор зусилля сприймає навантаження крізь власний корпус, і його не замінити відліком тиску, якщо площа невідома або не стала. |
| Сенсори рівня | Вимірювання рівня часто виводять із тиску на днищі апарата, і це працює лише поки густина відома й стала. Там, де густина змінюється або апарат відкритий до атмосфери зверху, надійніша відповідь це сенсор рівня, який міряє межу безпосередньо. |
| Сенсори температури | Інша величина, виміряна тим самим способом у тому сенсі, що систему керування читає обидві як аналогове значення. Їх часто потрібно разом на одному блоці, і їх вибирають незалежно, бо діапазони тиску й температури рідко збігаються. |
| Манометри | Місцева індикація без електричного виходу. Там, де оператор читає тиск у місці використання і ніщо не має йти до контролера, манометр простіший і міцніший; сенсор існує для того, щоб на значення можна було діяти деінде. |
| Реле тиску | Реле змінює стан за уставкою й видає контакт, тому воно повідомляє, що межу перетнуто, а не який тиск є. Там, де контролеру потрібне значення, реле його не дасть, а там, де важлива лише межа, реле це простіша відповідь. |
| Перетворювачі тиску | Той самий прилад, але призначений для технологічної установки, а не для машини, де наголос падає на стандарти приєднань, сумісність змочених частин, виносні розділювачі й сертифікацію для небезпечних зон. На компактній машині вирішальними зазвичай стають корпус, приєднання й електричний інтерфейс. |
Що додати до запиту
Перша відповідь може бути пропозицією, а не набором запитань, якщо запит містить ці дані. Якщо цифра невідома, надішліть опис задачі, і ми підтвердимо, що з нього випливає.
- Діапазон тиску, який треба міряти, з нормальною робочою точкою і максимумом
- Чи відлік надлишковий, абсолютний, закритий надлишковий або диференціальний
- Рідина, її температура в точці відбору й концентрація, якщо це не чиста вода чи олива
- Приєднання до процесу на машині: різьба, фланець, клема або спеціальне
- Форма виходу, яку приймає контролер, і його напруга живлення
- Чи тиск сталий, чи пульсуючий
- Бажане електричне підключення і те, як сенсор замінюватимуть у роботі
- Чи буде сенсор під миттям, охолоджувальною рідиною або на відкритому повітрі
- Чи має супроводжувати сенсор документація і в якій формі
