bộ truyền áp suất là gì
Bộ truyền áp suất biến đổi áp suất tại một điểm lấy áp thành một tín hiệu điện liên tục có thể đi tới phòng điều khiển, một PLC hoặc một máy ghi. Dạng phổ biến là mạch vòng hai dây mang 4-20 mA, thường có HART chồng lên, và ngày càng hay là một bus số. Thiết bị gồm một phần tử cảm biến, phần điện tử gia công và bù trừ cho đầu ra của nó, và một tầng đầu ra để duy trì dòng trong mạch vòng.
Cần nói rõ điều gì tách bộ truyền khỏi các thiết bị lân cận, vì trong các yêu cầu báo giá chúng thường bị nhầm lẫn. Đồng hồ đo áp suất chỉ thị tại chỗ và không gửi gì đi. Công tắc áp suất đổi trạng thái tại một giá trị đặt và cho ra một tiếp điểm đóng hoặc ngắt. Bộ truyền áp suất tạo ra một tín hiệu tỷ lệ với áp suất, một cách liên tục. Bộ truyền có thể kèm một màn hình tại chỗ, nhưng màn hình không phải thứ làm nó trở thành bộ truyền.
Việc chọn khi đó xoay quanh bốn câu hỏi, theo thứ tự: áp suất được đo so với mốc nào, dải đọc phải phủ tới đâu và phân giải tới đâu, môi trường đo sẽ làm gì các chi tiết tiếp xúc, và thiết bị phải làm việc ở đâu về mặt vật lý. Mọi thứ khác - giao thức, màn hình, thông tin chẩn đoán - được chốt sau bốn câu hỏi đó.
Cách bộ truyền áp suất đo
Phần tử cảm biến bị biến dạng hoặc bị kéo dãn bởi áp suất tác dụng và đổi sự biến dạng đó thành một thay đổi điện, bằng phương áp điện trở, phương điện dung, điện trở biến dạng màng mỏng hoặc phương áp điện, tùy kiểu. Điều khiến thiết bị là một bộ truyền chứ không phải một cảm biến thô, chính là phần gia công tín hiệu bao quanh nó: khuếch đại, tuyến tính hóa và, mang tính quyết định, bù trừ nhiệt độ. Một phần tử chưa được bù trừ sẽ trôi theo nhiệt độ môi trường và nhiệt độ quá trình, và phần bù trừ là thứ giữ cho phép đọc còn có nghĩa suốt cả ngày.
Đầu mốc tham chiếu là thứ mang lại cho phép đo ý nghĩa của nó. Một bộ truyền tương đối so với áp suất khí quyển tại chỗ, nên phép đọc của nó dịch theo thời tiết và theo độ cao. Một bộ truyền tuyệt đối so với một chân không được niêm kín bên trong, và vì vậy đó là lựa chọn đúng khi trị số tuyệt đối mới là điều có nghĩa, chẳng hạn trên các hệ chân không và trong những nhiệm vụ không được cho phép thành phần khí quyển xê dịch. Một bộ truyền tương đối kín giữ một mốc cố định bên trong vỏ, và được dùng khi đường thông với khí quyển sẽ bị ăn mòn hoặc bị tắc. Bộ truyền chênh lệch đo độ chênh giữa hai cổng áp suất.
Dải đo và tỷ lệ thu gọn dải quyết định phần nào của phép đọc là dùng được. Một bộ truyền được hiệu chuẩn trên một dải rộng sẽ phân giải ít hơn ở đáy dải đó, nên một thiết bị chỉ được chọn theo trị số lớn nhất thường kém đúng tại nơi quá trình thường ngồi. Khả năng chịu quá áp là mặt kia của cùng đồng xu ấy: một dải hẹp chọn để lấy độ phân giải thì phơi mình hơn với xung áp trong lúc thử đường ống hoặc khởi động bơm.
Lựa chọn cấu hình
Phần lớn thông số được quyết định bởi những lựa chọn này chứ không phải bởi cấp chính xác. Mỗi lựa chọn ràng buộc lựa chọn kế tiếp, nên chúng được chốt theo thứ tự.
| Cấu hình | Tùy chọn cần xác định | Nó thực sự quyết định điều gì |
| Mốc tham chiếu áp suất | Tương đối, tuyệt đối, tương đối kín hoặc chênh lệch | Ý nghĩa của điểm không. Một bộ truyền tương đối bị đọc như thể nó là bộ truyền tuyệt đối sẽ sai đi đúng bằng trọn thành phần áp suất khí quyển, và không phép hiệu chuẩn nào sửa nổi một mốc đã bị chỉ định cho sai nhiệm vụ. |
| Công nghệ cảm biến | Áp điện trở, điện dung, điện trở biến dạng màng mỏng, áp điện | Độ ổn định lâu dài, khả năng chịu quá áp, và hành xử tại các mức nhiệt độ khắc nghiệt của ứng dụng. |
| Các chi tiết tiếp xúc với môi trường đo | Vật liệu màng ngăn và vật liệu kết nối quá trình, kèm chất lỏng truyền áp nếu có dùng phớt | Môi trường đo có tấn công thiết bị hay không. Khi môi trường đo có tính ăn mòn, câu trả lời thường là một phớt màng ngăn, chứ không phải một vật liệu màng ngăn ngày càng hiếm hơn. |
| Dải đo và tỷ lệ thu gọn dải | Dải được hiệu chuẩn so với toàn dải của cảm biến | Thay đổi áp suất nhỏ nhất vẫn còn phân giải được, và đó chính là điều mà hầu hết ứng dụng phải dựa vào. |
| Đầu ra và giao thức | 4-20 mA, HART, Modbus và các bus số khác | Mạch vòng có thuần tương tự hay không, thiết bị có thể được cấu hình lại từ xa hay không, và thông tin chẩn đoán có đi kèm trị số quá trình hay không. |
| Kết nối quá trình | Ren, mặt bích, dạng vệ sinh, hoặc một bố trí ống mao dẫn tới phớt màng ngăn đặt xa | Việc lắp vừa về cơ khí, cách làm kín, và điểm đo có thể được vệ sinh hay phải được giữ cách ly. |
| Vỏ và hạng khu vực | Vật liệu vỏ, cấp bảo vệ và phê duyệt cho khu vực nguy hiểm | Bộ truyền được phép lắp đặt ở đâu - đây là quyết định của công trường chứ không phải sở thích. |
| Màn hình tại chỗ và cấu hình | Màn hình tích hợp, phím tại chỗ, cấu hình bằng máy cầm tay hoặc từ xa | Thời gian đưa vào vận hành, và một hỏng hóc được người đứng trước tủ điều khiển nhận ra như thế nào. |
Cách chọn bộ truyền áp suất
| Yếu tố | Vì sao nó quyết định kết quả | Cách xác định trước khi gửi yêu cầu |
| Kiểu mốc tham chiếu | Nó định nghĩa điểm không, và mọi so sánh phía sau đều phụ thuộc vào nó. | Nêu rõ tương đối, tuyệt đối hay chênh lệch. Không suy ra kiểu mốc từ tên thiết bị; cùng một skid có thể mang cả ba kiểu. |
| Dải đo và đầu dưới của nhiệm vụ | Điểm làm việc bình thường thường thấp hơn trị số lớn nhất rất nhiều, và chính ở đó độ phân giải bị mất. | Cho biết áp suất tối thiểu, thông thường và tối đa, thay vì chỉ một con số dải đo. |
| Điều kiện xung áp và điều kiện thử | Thử đường ống, khởi động bơm và súc hơi có thể vượt áp suất làm việc với biên độ rất lớn. | Nêu áp suất cao nhất mà bộ truyền sẽ từng phải chịu, dù chỉ trong chốc lát, và mọi điều kiện chân không. |
| Môi trường đo và vật liệu tiếp xúc | Ăn mòn màng ngăn hoặc kết nối quá trình là lý do thường gặp nhất khiến một bộ truyền hỏng sớm. | Liệt kê môi trường đo, nồng độ và nhiệt độ của nó, cùng mọi dung dịch xả rửa hoặc vệ sinh dùng trên đường ống. |
| Nhiệt độ tại điểm lấy áp | Nhiệt độ quá trình truyền tới thiết bị qua chính đầu kết nối, và nó làm dịch cả phép đọc lẫn tuổi thọ. | Cho biết nhiệt độ quá trình và nhiệt độ môi trường tại vị trí lắp, và nêu rõ đã có đường ống xung áp hoặc phớt màng ngăn được dự tính hay chưa. |
| Cách lắp đặt và đường ống xung áp | Nước ngưng, dao động nhịp và tắc nghẽn đều thay đổi áp suất mà bộ truyền thực sự nhìn thấy. | Mô tả cách thiết bị sẽ được kết nối: lắp trực tiếp, giá đỡ, đường ống xung áp có hoặc không có ống đuôi heo, hoặc phớt màng ngăn đặt xa. |
| Mạch vòng và tích hợp hệ thống | Hệ thống nhận tín hiệu quyết định đầu ra, và nó cũng quyết định bao nhiêu thông tin chẩn đoán là hữu ích. | Gọi tên thiết bị sẽ đọc tín hiệu và cho biết còn bao nhiêu kênh khả dụng. |
| Điều kiện môi trường | Khí quyển ăn mòn, rửa phun, nắng ngoài trời và khu vực phân loại, mỗi thứ đều thay đổi vỏ chứ không thay đổi phép đo. | Nêu phân loại khu vực và cho biết vỏ sẽ bị phun nước, bị chôn hay phơi ngoài trời. |
Các lựa chọn thay thế gần nhất
Đây là những loại mà một yêu cầu về bộ truyền áp suất thường hóa ra là, và là điểm mà lựa chọn thực sự được quyết định.
| Loại thay thế gần nhất | Điều gì phân biệt nó với bộ truyền |
| Đồng hồ đo áp suất | Một chỉ thị tại chỗ không có đầu ra điện. Khi có người thực sự đọc áp suất ngay tại chỗ dùng và không tín hiệu nào phải đi xa, đồng hồ đo áp suất là câu trả lời đơn giản và bền vững hơn; bộ truyền tồn tại là để đưa trị số đi tới nơi khác. |
| Bộ truyền áp suất chênh lệch | Đo độ chênh giữa hai cổng thay vì một áp suất so với một mốc. Được dùng cho lưu lượng qua một phần tử và cho mức trong một bồn kín. Mua một thiết bị chênh lệch cho nhiệm vụ chỉ có một điểm áp suất thì vẫn được, nhưng lãng phí dải và thêm một đường ống xung áp thứ hai. |
| Bộ truyền áp suất tuyệt đối | Một bộ truyền có mốc tham chiếu là một chân không được niêm kín bên trong. Được chọn khi trị số tuyệt đối chính là biến quá trình, chẳng hạn chưng cất chân không, nhiệm vụ bình ngưng và bù trừ áp suất khí quyển, chứ không đơn thuần như một biến thể của thiết bị tương đối. |
| Bộ chuyển đổi áp suất | Trên thực tế thuật ngữ này chỉ phần tử biến đổi hoặc một thiết bị gọn được dùng để cấp tín hiệu cho một hệ thống, thường không có vỏ hiện trường hay màn hình tại chỗ. Khi cần một thiết bị hoàn chỉnh lắp tại hiện trường với đầu ra mạch vòng, bộ truyền là một chỉ định rõ ràng hơn. |
| Công tắc áp suất | Tạo ra một tiếp điểm tại một giá trị đặt và không có gì khác. Đúng cho liên khóa và báo động, khi câu hỏi không phải áp suất là bao nhiêu mà là nó đã vượt qua ngưỡng hay chưa. |
| Phớt màng ngăn | Không phải bộ truyền, mà là phụ kiện cách ly bộ truyền khỏi môi trường đo. Được chọn khi môi trường đo sẽ làm tắc hoặc ăn mòn thiết bị, hoặc khi cần một đầu nối dạng vệ sinh hay một đầu nối chịu nhiệt độ cao. |
Khi tại cùng một điểm lấy áp vừa cần bộ truyền vừa cần đồng hồ đo, thì một manifold thường là câu trả lời gọn gàng hơn hai đầu kết nối riêng biệt.
Nội dung cần có trong yêu cầu
Phản hồi đầu tiên có thể là một báo giá thay vì một loạt câu hỏi nếu yêu cầu mang theo những thông tin này. Khi không biết một giá trị, hãy gửi mô tả nhiệm vụ và chúng tôi sẽ xác nhận nó ngụ ý điều gì.
- Kiểu mốc tham chiếu yêu cầu: tương đối, tuyệt đối, tương đối kín hoặc chênh lệch
- Áp suất tối thiểu, thông thường và tối đa khi vận hành
- Mọi điều kiện xung áp, chân không hoặc thử đường ống
- Môi trường đo, nồng độ và nhiệt độ, kể cả dung dịch vệ sinh
- Nhiệt độ môi trường và mức độ phơi với thời tiết tại điểm lắp
- Kiểu, kích thước và tiêu chuẩn kết nối quá trình
- Đầu ra và giao thức, và thiết bị sẽ đọc tín hiệu
- Vỏ, cấp bảo vệ và yêu cầu phân loại khu vực
- Có cần màn hình tại chỗ hoặc cấu hình tại chỗ hay không
- Số lượng, cảng đến và thời gian giao hàng yêu cầu