Оборудование для контроля и управления технологическими процессами
Инновационные разработки, инжиниринг


(0)
(0)
Датчики давления: различия, применение, особенности эксплуатации

Датчики давления: различия, применение, особенности эксплуатации

16.09.2024

Датчик давления – это прибор для измерения давления жидкой либо газообразной среды с передачей измеренного значения, посредством выходного сигнала, на принимающее оборудование. Устройство позволяет осуществлять контроль в целях обеспечения защиты оборудования от возникновения опасных аварийных ситуаций, а также использоваться как элемент системы с целью осуществления ее управления.

Датчики давления применяются в нефтегазовой, энергетической, химической, пищевой промышленности. Широко используются в таких узлах, как тормозное оборудование, топливные системах, гидравлика и пневматика.

промышленные датчики избыточного давления

Принцип действия датчиков.

Измеряемый процесс воздействует на чувствительный элемент (мембрану), вызывая, тем самым, ее деформацию. На чувствительном элементе расположена специальная электрическая схема: мост Уинстона. Вследствие возникновения деформации, на выводах данной схемы появляется разность потенциалов. Величина этой разности линейно зависит от степени деформации моста Уинстона.

Выходной сигнал от моста Уинстона в дальнейшем передается в микропроцессорную электронику (ASIC), где преобразуется в требуемый заказчику выходной сигнал. Это может быть аналоговый сигнал: по току, по напряжению, либо цифровой сигнал: RS-485, CAN и т.д. Преобразованный сигнал, через разъем электрической части датчика поступает на обрабатывающую электронику заказчика, где пересчитывается и конвертируется в общеупотребимые единицы измерения давления: БАРы, кПа, кгс/см2 и прочее.

структура датчика давления

Датчики давления RDZ могут иметь два вида мембран: тонкопленочную и заполненную ячейку.

Основные преимущества первого исполнения:

  • широкий диапазон рабочих температур;
  • широкая область применения данного исполнения.

Основные недостатки:

  • низкая чувствительность при малых диапазонах измерения, а, следовательно, - высокая погрешность прибора в таких условиях;
  • высокая (в сравнении с заполненной ячейкой) стоимость.

Основные преимущества заполненной ячейки являются зеркальным отражением недостатков тонкопленочного сенсора: хорошая чувствительность в широком диапазоне давлений и низкая стоимость;

Недостатки обусловлены в первую очередь конструкцией сенсора: здесь применяется две мембраны: внешняя (контактирующая с процессом) и внутренняя, на которой расположен мост Уинстона. Давление от внешней мембраны передается через заполняющую жидкость - силиконовое масло. Следствием этого сенсор имеет:

  • Малый рабочий диапазон отрицательных температур из-за процесса загустевания масла;
  • Ограничения по использованию в некоторых режимах работы: высокая частота пульсаций процесса способна вызвать ионизацию в межмембранном слое диэлектрика (масле) с последующим электрическим пробитием.

датчики избыточного давления в нефтегазовой промышленности

Какая информация необходима для подбора датчика давления?

Датчик давления представляет собой прибор с рядом характеристик и параметров, зависящих от условий эксплуатации и требований, которые предъявляет к данному прибору заказчик (например, класс точности, либо тип выходного сигнала).

В общем случае, для подбора прибора необходимо учитывать для подбора датчика:

1. Диапазон и единицы измерений прибора. Рассчитывается исходя из величины номинального значения давления измеряемого процесса. При этом, необходимо также учитывать возможные расчетные значения данной величины.

2. Тип измеряемого давления. Выделяется три типа давления:

  • абсолютное давление. Измеряемое давление производится относительно технического вакуума;
  • избыточное давление. Измеряемое давление производится относительно атмосферного давления;
  • дифференциальное давление. Используется для контроля отношения двух величин давления, исходя из которого можно оценить состояние контролируемого объекта. Широко используются для контроля засоренности фильтров.

3. Погрешность прибора;

4. Выходной сигнал датчика;

5. Штуцер присоединения к процессу (резьба);

6. Разъем электрического соединения;

7. Диапазон температур:

  • эксплуатации (окружающей среды);
  • температура процесса;


датчики и преобразователи давления

Также необходимо иметь в виду то, что датчик давления является средством измерения (далее – СИ), что, исходя из Российского законодательства, влечет обязательные требования по метрологической поверке данного СИ перед началом его эксплуатации. Под метрологической поверкой – понимается процедура подтверждения соответствия СИ установленным метрологическим требованиям. При поверке определяется погрешность, которая не должна превышать пределов, указанных в описании на данный тип приборов. Поверку имеют право осуществлять только аккредитованные в соответствии с законодательством Российской Федерации организации.

Датчики давления RDZ реализуются как с уже проведенной поверкой, так и без нее – исходя из пожеланий заказчика оборудования.