Датчики избыточного давления. Датчик избыточного давления нефти


Разработка измерительной части датчика избыточного давления

В данной статье рассмотрены характеристики измерительной мембраны датчика избыточного давления, факторы которые влияют на точность выходного значения, выбран наиболее подходящий материал для изготовления чувствительного элемента, представлен расчет размеров мембраны.

Давление, на сегодняшний день, является самым востребованным измеряемым параметром на нефтяной, газовой, пищевой промышленности, а также в коммунальном хозяйстве. Для контроля утечки газа, нефти, воды используют датчики избыточного давления.[1]

В качестве первичного преобразователя для измерения давления используют следующие элементы:

  1. Деформационные — то есть измеряют смещение чувствительного элемента, при подаче на него давления (мембраны, сильфоны). Далее это смещение трансформируют в электрический или электромагнитный сигнал, с помощью магнитотранзисторного или оптоэлектронного блока.
  2. Электрические — давление, которое подают на измерительную мембрану преобразуют в электрический сигнал. Это реализуют с помощью установки на мембрану тензорезистора, емкости. То есть при подаче давления на мембрану, она прогибается, исходя из этого, тензорезистор или емкость на мембране так же изменяет свои электрические параметры.

Далее будем использовать электрический метод измерения.

В данной статье мы рассмотрим характеристики измерительной мембраны датчика избыточного давления, факторы которые влияют на точность выходного значения, выберем материал, произведем расчет ее размеров, а так же вычислим относительную деформацию.

Мембрана является основной частью измерительного канала, поэтому материал, из которого он изготавливается, должен быть стабилен, а именно практически не зависеть от окружающей среды (т.е. изменения температурного диапазона, вибрации, влажности, времени).

Рассмотрим более подробно основные свойства материала, которые влияют на точность измерения:

  1. Модуль упругости — это совокупность физических величин, которые характеризуют способность какого-либо твердого тела упруго деформироваться в условиях приложения к нему силы.[2]
  2. Модуль сдвига — это физическая величина, характеризующая способность материала сопротивляться сдвиговой деформации.[2]

Для сохранения точности измерения, эти два параметра не должны зависеть от изменения температуры, вибрации, рабочих нагрузок, времени.

Существуют такие материалы, у которых при изменении температуры зависимость модуля упругости от температуры практически линейная. Именно эти материалы и следует выбирать в качестве первичного преобразователя давления, так как погрешность от температуры за счет изменения модуля упругости может быть скомпенсирована введением в чувствительный элемент термокомпенсирующее звено.

В качестве примера можно привести сталь 36 НХТЮ, у нее практически линейная зависимость в диапазоне от -200 до +600.

Так же на точность измеряемого параметра оказывает влияние зависимость модуля упругости от временной нестабильности. Это связано с тем, что в результате обработки в материале происходят механические напряжения.

Разработали такие сплавы, которые имеют наименьшую временную нестабильность — это сталь 36НТХТЮ, бронза Бр Б2.

Помимо этого на точность измерения мембраны влияет линейность нагрузочной характеристики, то есть зависимость модуля упругости от рабочей нагрузки. Максимальное значение преобразуемого сигнала при прочих равных условиях определяется пределом текучести материала. Чем выше предел текучести, тем больше допустимое значение преобразуемого материала, при котором сохраняется линейная зависимость деформаций от преобразуемых усилий.

В дальнейшем будем использовать сталь 36НХТЮ, которая отвечает всем вышеупомянутым критериям. Главная отличительная черта данного сплава это повышенная износостойкость, а также высокие упругие свойства.

Рассмотрим ее характеристики:

  • Предел прочности σB = 1127 ГПа;
  • Предел текучести σT = 800 МПа;
  • Модуль упругости E = 196 ГПа;
  • Модуль сдвига G = 68 ГПа;
  • Температурный коэффициент линейного расширения αl = 16⋅10-6 1/К;
  • Температурный коэффициент модуля упругости αE = 200⋅10-6 1/К;
  • Плотность ρ = 7900 кг/м3;
  • Собственная резонансная частота мембраны fp = 0.8 кГц;

В стандартном случае для измерения избыточного давления используют плоскую жесткую мембрану с толщиной 0.2 мм, закрепленную по краям (рис.1). Давление на каждом участке мембраны воздействует с одинаковой силой.

Рисунок 1. Жесткая мембрана, закрепленная по краям: фh — толщина мембраны, P — измеряемое давление, A — центр мембраны, r — радиус мембраны.

Далее рассчитаем размеры мембраны. Для этого воспользуемся формулой для расчёта резонансной частоты:

Из этой формулы выразим радиус мембраны и рассчитаем его:

Далее рассмотрим такой параметр как радиальная деформация, которая показывает, насколько изменится размер измерительной мембраны при действии на нее давления, в сравнении с ее размерами в не деформированном виде (т.е. в состоянии покоя).

Для нахождения радиальной деформации, необходимо задать расстояние от центра мембраны до тензорезистора.

При условии, что тензорезистор расположен по центру мембраны, расстояние будет ровняться 0, радиальная деформация будет иметь следующее значение:

Исходя из этого значения, возможно рассчитать максимальное изменение сопротивления тензорезистора. И соответственно выбрать его для своего устройства.

Мембранный тип измерения давления, на данный момент является типовым. Так как он относительно не затратный для производства, а так же считается наиболее точным.

novainfo.ru

Датчики избыточного давления промышленные для сигнализации и измерения.

Тип датчика Рабочий диапазон давлений Виды измеряемого давления Тепература среды Особенности
ЭнИ-12 0…1000 бар избыточное абсолютное -40…+80oC Малогабаритные многопредельные датчики давления. Ex – опция.
APZ 1120 от 0…0,4 до 0…600 бар избыточное абсолютное вакуумметрич. -40…+125°С Высокоточный датчик давления с малым энергопотреблением. Exia – опция.
APZ 2410 от 0…1 до 0…160 бар избыточное -25…+135°С Бюджетный многодиапазонный датчик давления OEM серии.
APZ 2410a от 0…1 до 0…40 бар избыточное -25…+135°С Малогабаритный датчик давления OEM серии с возможностью калибровки нуля.
APZ 2412 от 0…1,6 до 0…400 бар избыточное -25…+135°С Бюджетный многодиапазонный датчик давления OEM серии.
APZ 2422 от 0…6 до 0…600 бар избыточное вакуумметрич. -40…+125°С Бюджетный OEM датчик давления для холодильной техники.
APZ 2422a от 0…6 до 0…600 бар избыточное -40…+125°С Экономичный многодиапазонный датчик давления OEM серии. 
APZ 3230 от 0,006 до 0…1 бар избыточное вакуумметрич. -40…+90°С Датчик низких давлений и разрежений неагрессивных газов. Exia – опция
APZ 3240 от 0…0,04 до 0…10 бар избыточное абсолютное -40…+125°С Цифровой датчик давления для агрессивных сред. Основная погрешность 0,20% ДИ (для корпуса из стали).
APZ 3240k от 0…0,04 до 0…10 бар избыточное абсолютное -40…+125°С Датчик давления агрессивных сред для судостроения.Основная погрешность0,20% ДИ (для корпуса из стали).
APZ 3410 от 0…0,6 до 0…600 бар избыточное абсолютное вакуумметрич. -25…+135°С Датчик давления для агрессивных сред. Exia – опция.
APZ 3410k от 0…0,6 до 0…600 бар избыточное абсолютное вакуумметрич. -25…+135°С Датчик давления агрессивных сред для судостроения. Exia – опция.
APZ 3420 от 0…0,04 до 0…600 бар избыточное абсолютное вакуумметрич. -40…+125°С Общепромышленный датчик давления. Exia – опция
APZ 3420k от 0…0,04 до 0…600 бар избыточное абсолютное вакуумметрич. -40…+125°С Датчик давления для судостроения. Exia – опция
APZ 3420m от 0…0,1 до 0…600 бар избыточное абсолютное -40…+125°С;опционально -20…+125/150°С, -40…+150°С,0…+300°С Датчик давления с разделителем сред. Exia – опция
APZ 3420s от 0…0,1 до 0…40 бар избыточное абсолютное -40…+125°С;опционально -20…+125/150°С, -40…+150°С,0…+300°С Датчик давления с разделителем сред. Exia – опция
APZ 3421 от 0…0,04 до 0…600 бар избыточное абсолютное вакуумметрич. -40…+125°С Высокоточный датчик давления. Exia – опция.
DMP 331 от 0…0,04 до 0…40 бар;-1…0 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -40…+125°C Датчик давления общего назначения
DMP 331i от 0…0,04 до 0…40 бар;разряжение -1…10 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -40…+125°C Датчик давления малогабаритный
DMP 331K от 0…0,1 до 0…600 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -40…+125°C Высокоточный датчик давления, опция - полевой корпус
DMP 331P от 0…0,1 до 0…600 бар абсолютноеизбыточноеразрежение  -25…+300°C Универсальный датчик с разными пищевыми присоединениями
DMP 333 от 0…60 до 0…600 бар абсолютноеизбыточное -40…+125°C Для процессов под высоким давлением.Ex-исполнение опционально.
DMP 333i от 0…60 до 0…600 бар абсолютноеизбыточное -40…+125°C Датчик давления малогабаритный для процессов под высоким давлением
DMP 334 от 0…600 до 0…2200 бар избыточное -40…+140°C Датчик давления малогабаритный для процессов под высоким давлением.Ex-исполнение опционально
DMP 330H от 0…1 до 0…160 бар избыточное -25…+125°C Может работать в условиях пятикратной перегрузки по давлению газов, жидкостей и пара
DMP 330F от 0…1 до 0…400 бар избыточное -25…+125°C Для объектов ЖКХ и теплоэнергетики, где требуется широкая доступность
DMP 330S 0…1 до 0…25; от -1…6 до -1…25 бар избыточноеразрежение -40…+125°C Варианты одно-, двух- и трехдиапазонного измерения
DMK 331 от 0…0,04 до 0…600 бар;разряжение -1…0 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -25…+135°C Датчик с керамическим сенсором для агрессивных сред
DMK 456 от 0…0,04  до 0…20 бар абсолютноеизбыточное -25…+125°C Для судов и морских платформ.Ex-исполнение опционально
DMK 458 от 0…0,04  до 0…20 бар абсолютноеизбыточное -40…+125°C Для морских условий работы.Ex-исполнение опционально
DS 6 от 0…2до 0…400 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -25…+85°C Программируемый датчик – реле давления для жидких и газообразных сред
DS 200 от 0…0,04 до 0…600 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -40…+125°C Многофункциональный датчик давления, сочетает функции индикатора давления, программируемого реле-сигнализатора и точного измерительного манометра.Опция - Ex – исполнение.
DS 201 от 0…0,04 до 0…600 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -25…+125°C Многофункциональный датчик давления, сочетает функции индикатора давления, программируемого реле-сигнализатора и точного измерительного манометра.Опция - Ex – исполнение.
DS 200P от 0…0,1до 0…40 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -25…+300°C Датчик - реле давления.Опция - Ex-исполнение.
DS 200M от 0,1 до 600 бар абсолютноеизбыточное -25…+85°C Цифровой манометр со штуцерным механическим присоединением
X|ACT i от 0…0,4 до 0…40 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -40…+125°C Датчик давления с высокой точностью для жидких и газообразных рабочих сред, нагретых до 300°C
X|ACT ci от 0…0,06 до 0…20 бар избыточноеразрежение -40…+125°C Гигиенический датчик давления для химически агрессивных или вязких сред с температурой до 300°C в пищевом производстве
HMP 331 от 0…0,4 до 0…600 бар абсолютноеизбыточноеразрежение -40…+125°C Высокоточный гигиенический датчик давления с открытой мембраной.Взрывозащита: 0ExiaIICT4/1ExdIICT5.Опционально до 300°C.
HMP 331-A-S 0…0,5 до 0…250 бар избыточноеразрежение -40…+100°C Высокоточный интеллектуальный датчик избыточного давления.Взрывозащита: 0ExiaIICT4/1ExdIICT5.
DMD 331-A-S-GX/AX от 0,01 до 400 бар абсолютноеизбыточное -40…+100°C Датчик давления для химически агрессивных сред
DPS 200 от 0,006 до 1 бар избыточноедифференц.разрежение 0…+50°C Датчик давления воздуха и неагрессивных газов

rusautomation.ru

Принцип работы датчиков давления

Опубликовано 01.02.2018

Принцип работы датчиков давления

Единицы измерения давления

  • Паскаль1 Па = 1 Н/м2
  • Бар1 бар = 105 Па
  • Физическая Атмосфера – атмосферное давление на уровне моря 1 атм = 101325 Па = 1,01325 бар = 10,33 м вод. ст.
  • Метр водяного столба - гидростатическое давление столба воды высотой в 1 метр 1 м вод. ст. = 9806,65 Па = 9,80665x10-2 бар = 0,096784 атм (напор в водопроводе удобно измерять в метрах водяного столба).

Классификация датчиков по типу измеряемого давления

  • Датчики абсолютного давления(Absolute Pressure Sensor)Эти датчики измеряют давление относительно абсолютного вакуума.Применение: пищевые и химические производства.
  • Датчики избыточного (относительного) давления, манометры(Gauge Pressure Sensor)Эти датчики измеряют давление относительно атмосферного давления в этом месте.Барометры измеряют атмосферное давление.Применение: водоснабжение и водоотведение.
  • Датчики дифференциального (перепада) давления(Differential Pressure Sensor)Эти датчики измеряют перепад (разность) давления в двух точках.Применение: контроль загрязнения фильтров, измерение расхода и уровня жидкости (гидростатический метод).
  • Вакуумные датчики, датчики разряжения(Vacuum Pressure Sensor)Измеряют давление, которое ниже атмосферного (вакуум).

Классификация датчиков давления по принципу действия

  • Пьезорезистивные (Piezoresistive Strain Gage)Используется эффект изменения электрического сопротивления полупроводников под действием механической нагрузки.
  • Пьезоэлектрические (Piezoelectric)Используется пьезоэлектрический эффект – способность некоторых кристаллов (кварца) и керамики генерировать электрическое поле или разность потенциалов пропорционально силе давления (сжатия).
  • Тензометрические (Strain Gauge)Используется тензоэффект – изменение электрического сопротивления тензорезисторов при их деформации под воздействием нагрузки.
  • Емкостные (Capacitive)Используется эффект зависимости ёмкости конденсатора от расстояния между обкладками.
  • Резонансные (Resonant)Используется эффект зависимости частоты собственных колебаний (кварцевого резонатора) от давления.
  • Индуктивные (Electromagnetic)Принцип действия основан на регистрации токов Фуко, возникающих в металлическом экране, расположенном между двумя катушками, одна из которых связана с измерительной мембраной - при её приближении или удалении от экрана изменяется индуктивность системы.
  • Ионизационные (Ionization)Используется эффект зависимости плотности потока ионов от разряжения в катодно-анодной лампе.

Вентильные блоки

Позволяют отключать датчик от процесса, проводить профилактические работы, промывку и калибровку.

Разделители давления

Разделители давления служат для разнесения в пространстве преобразователя и среды измерения. Измеряемое давление передается с разделительной мембраны на наполнительную жидкость и дальше по капиллярной трубке или напрямую в измерительную камеру преобразователя.

Применение:

  • При использовании в пищевой и фармацевтической промышленности быстросъёмные мембранные разделители можно легко промывать
  • Измеряемое вещество может закупорить или разъесть импульсные трубки
  • Нестандартный температурный диапазон.

www.maxplant.ru

Датчики избыточного давления

Тип Диапазон давлений Основная погрешность Применение Описание
DMP 331 от 0…0,04 до 0…40 бар; -1…0 бар 0,5 / 0,35 / 0,25 / 0,2 % ДИ Общепромышленные универсальные датчики на широкий диапазон давлений Датчик с пьезорезистивным кремниевым сенсором. Мембрана из нержавеющей стали. Возможно изготовление датчика с открытой мембраной.
DMP 330H от 0…1 до 0…160 бар, перегрузка до 5Х 1,0 % ДИ Неагрессивные к нержавеющей стали жидкости, газы и пар Экономичный датчик давления с толстопленочным керамическим сенсором. Повышенное давление перегрузки.
DMP 330M от 0…6 до 0…16 бар, перегрузка до 3Х 1,0 % ДИ Неагрессивные к нержавеющей стали жидкости, газы и пар. Экономичный датчик давления воздуха, воды, пара и других жидкостей и газов неагрессивных к нержавеющей стали с толстопленочным керамическим сенсором
DMP 330L от 0…1 до 0…400 бар, перегрузка до 3Х 0,5 % ДИ Неагрессивные к нержавеющей стали жидкости, газы и пар. Экономичный датчик давления с толстопленочным керамическим сенсором.
DMP 343 от 0…0,006 до 0…1 бар 1,0 / 0,5 % ДИ Особо низкое давление неагрессивных газов и сжатого воздуха Датчик с пьезорезистивным кремниевым сенсором.
DMP 333 от 0…60 до 0…600 бар 0,35 / 0,25 / 0,2 % ДИ Среднее и высокое давление газов, пара и жидкостей, неагрессивных к нержавеющей стали Датчик с пьезорезистивным кремниевым сенсором на высокие давления. Мембрана из нержавеющей стали.
DMP 331i от 0…0,4 до 0…40 бар 0,1 % ДИ Высокоточные общепромышленные универсальные датчики Высокоточный датчик абсолютного давления и избыточного давления с пьезорезистивным кремниевым сенсором. Мембрана из нержавеющей стали. Перенастройка нуля 0..90% и диапазона 1:10
DMP 333i от 0…60 до 0…600 бар 0,1 % ДИ Высокоточные интеллектуальные датчики для газов, пара и жидкостей, неагрессивных к нержавеющей стали Высокоточный датчик давления с пьезорезистивным кремниевым сенсором. Мембрана из нержавеющей стали. Перенастройка нуля 0..90 % и диапазона 1:10
DMP 334 от 0…600 до 0…2200 бар 0,35 % ДИ Высокие и экстремально высокие давления рабочих жидкостей гидравлических систем Датчик давления с тонкопленочным металлическим сенсором.
DMK 331 от 0…0,4 до 0…600 бар 0,5 / 0,25 % ДИ Средние и высокие давления агрессивных газов и жидкостей. Измерение давления кислорода. Датчик давления с толстопленочным керамическим сенсором. Штуцер из нержавеющей стали или PVDF.
DPS+ от 0…0,006 до 0…1 бар 2 / 1 / 0,35 % ДИ Особо низкие давления неагрессиных газов и сжатого воздуха Датчик-реле избыточного давления или разности давлений с пьезорезистивным кремниевым сенсором.
DMP 331P от 0…0,1 до 0…40 бар 1,0 / 0,5 / 0,35 / 0,25 % ДИ Измерение давления взяких, высокотемпературных, пищевых сред, а также сильных окислителей Датчик давления с различными типами подключения к процессу (резьба, фланец, clamp). Открытая мембрана из нержавеющей стали. Пьезорезистивный кремниевый сенсор.
DMK 331P от 0…1 до 0…400 бар 0,5 / 0,25 % ДИ Измерение давления взяких, высокотемпературных, пищевых сред, а также сильных окислителей Датчик давления с различными типами подключения к процессу (резьба, фланец, clamp). Открытая мембрана из нержавеющей стали. Толстопленочный керамический сенсор.
DS 200M от 0…0,1 до 0…600 бар 0,5 / 0,25 %ВПИ Пневматика, гидравлика, лабораторные измерения Цифровой манометр с индикатором. Пьезорезистивный кремниевый сенсор.
x|act i от 0…0,4 до 0…600 бар 0,1 % ДИ Пищевая промышленность, фармацевтика Датчик давления с HART-протоколом (опция), EEx ia. Перенастройка нуля 0..80% и диапазона 1:10. Возможность настройки при помощи клавиш на панели. Пьезорезистивный кремниевый сенсор.
DMD 331-A-S-GX/AX от 0…0,0005 до 0…400 бар; -1…0 бар 0,075 / 0,04 % ДИ Энергетика, металлургия, нефтяная, химическая и пищевая промышленность. Интеллектуальный высокоточный датчик избыточного/абсолютного давления с HART-протоколом. Обладает отличным соотношением цена/качество в своем классе.
HMP 331 от 0…0,4 до 0…600 бар; -1…0 бар 0,1 % ДИ Энергетика, металлургия, нефтяная, химическая промышленность. Датчик давления с HART-протоколом, EEx ia, EEx d. Перенастройка нуля 0..80% и диапазона 1:10
DS 200P от 0…0,1 до 0…40 бар 0,5 / 0,35 / 0,25 % ДИ Среднее давление газов, пара и жидкостей, неагрессивных к нержавеющей стали. Измерение высокотемпературных и вязких сред. Пищевая и фармацевтическая промышленность (с асептическими механическими присоединениями) Датчик-реле давления с индикатором. Различные типы подключения к процессу (резьба, фланец, clamp). Пьезорезистивный кремниевый сенсор. Открытая мембрана из нержавеющей стали.
DS 200 от 0…0,04 до 0…600 бар 0,5 / 0,35 / 0,25 % ДИ Среднее и высокое давление газов, пара и жидкостей, неагрессивных к нержавеющей стали Датчик-реле давления с индикатором. Пьезорезистивный кремниевый сенсор.
DS 4 от 0…1 до 0…10 бар 1,0 % ДИ Пневматика, неагрессивные газы Реле давления с настраиваемыми порогами срабатывания и гистерезисом.
DS 6 от 0…2 до 0…400 бар 1 % ДИ Гидравлика Реле давления с настраиваемыми порогами срабатывания и гистерезисом, аналоговый выходной сигнал.
DMK 456 от 0…0,04 до 0…20 бар 0,35 / 0,25 / 0,20 % ДИ Измерение давления агрессивных газов и жидкостей в тяжёлых условиях эксплуатации, использование в строительстве судов и морских платформ Преобразователь давления для морских условий эксплуатации
DMK 458 от 0…0,4 до 0…20 бар 0,25 / 0,10 % ДИ Мониторинг давления во время погрузочно-разгрузочных работ, использование в системах компенсации крена Преобразователь давления для морских условий эксплуатации
DM 10 от 0…1,6 до 0…250 бар 1 % ДИ Машиностроение, пневматика/гидравлика Цифровой манометр (электронный датчик давления)
HU 300 от 0…345 до 0…1035 бар 0,5 % ДИ Оборудование для гидроразрыва, оборудование для проведения кислотной обработки, измерение давления бурового раствора Преобразователь давления со штуцером для соединения Hammer Union
HMP 331-A-S от 0…0,0125 до 0…250 бар; -1…0 бар 0,075 % ДИ Энергетика, металлургия, машиностроение, нефтяная, химическая и пищевая промышленность, лабораторные исследования Многофункциональный высокоточный интеллектуальный датчик избыточного давления в штуцерном исполнении
x|act ci от 0…0,06 до 0…20 бар 0,2 % ДИ Пищевая и химическая промышленность Датчик давления с HART-протоколом (опция), EEx ia. Возможность настройки при помощи клавиш на панели. Емкостной керамический сенсор.
DPS 200 от 0…0,001 до 0…1 бар 2 % ДИ Особо низкие давления неагрессивных газов Преобразователь избыточного давления или разности давлений неагрессивных газов
DMP 331Pi от 0…0,4 до 0…40 бар 0,1 % ДИ Измерение давления взяких, высокотемпературных, пищевых сред, а также сильных окислителей Датчик давления с различными типами подключения к процессу (резьба, фланец, clamp). Открытая мембрана из нержавеющей стали. Пьезорезистивный кремниевый сенсор.
DMP 457 от 0…0,1 до 0…600 бар 0,5 / 0,35 / 0,25 % ДИ Морские дизельные двигатели, компрессорные установки, насосные, гидравлические и пневматические системы, шельфовое оборудование Измерение абсолютного и избыточного давления в тяжелых условиях эксплуатации на морских объектах и судах
DS 201 от 0…0,06 до 0…600 бар 0,5 % ДИ Среднее и высокое давление агрессивных газов и жидкостей Датчик-реле давления с индикатором. Пьезорезистивный кремниевый сенсор.
DMP 330S от 0…6 до 0…600, от -1…6 до -1…60 бар 0,5 % ДИ Системы кондиционирования, рефрижераторы, гидравлические привода на мобильной технике Датчик давления для применения в рефрижераторах, системах кондиционирования и для гидроприводов мобильной техники
DPS 300 от 0…0,0016 до 0…1 бар 1 % ДИ Кондиционирование воздуха, медицинское оборудование, контроль перепада давления Преобразователь дифференциального и избыточного давления неагрессивных газов

ural-kip.ru

Датчик избыточного давления FKP

Датчик избыточного давления серии FKP (штуцерное исполнение) произв. Fuji Electric измеряет избыточное давление жидкости, пара или газа и преобразуют его значение в пропорциональный выходной сигнал 4-20 мА, цифровой протокол Fuji или HART.

Конструкция датчиков избыточного давления серии FKP основана на использовании уникальных микроемкостных измерительных элементов, прошедших микрообработку и выполненных в соответствии с самыми передовыми микропроцессорными технологиями, которые обеспечивают исключительные технические характеристики и функциональные возможности.

Технические характеристики

  • Рабочая среда: жидкость, пар и газ.
  • Тип измеряемого давления: избыточное.
  • Погрешность измерения:

- Стандартное значение приведенной погрешности измерения избыточного давления: ±0,1%;

- Опционально значение приведенной погрешности измерения избыточного давления может быть повышена до ±0,07%;

Высокая точность обеспечивается за счет использования полупроводникового микроемкостного измерительного элемента, для расширенных и стандартных диапазонов калибровки, без дополнительных настроек.

  • Интерфейсы связи:

На выбор можно использовать два протокола связи, базового протокол Fuji и протокол HART. Любые устройства, совместимые с HART протоколом, могут обмениваться данными с датчиками FKP.

  • Конструктивное исполнение: штуцер­ное (с технологическими резьбовыми соединениями 1/2 NPT, М20х1,5 и др.).
  • Материал измерительной диафрагмы:  нерж. сталь (SS316) или позолоченная сталь.
  • Шкала, диапазон и допускаемая перегрузка представлены в таблице 1.

Таблица 1. Шкала, диапазон и допускаемая перегрузка

Модель

Максимальное давление перегрузки [МПа]

Границы шкалы [кПа]

Границы диапазона [кПа]

Миним.

Максим.

FKPх01

1

8.125

130

-100...130

FKPх02

1.5

31.25

500

-100...500

FKPх03

9

187.5

3000

-100...3000

FKPх04

15

625

10000

-100...10000

- от -40 до +100 °C для датчиков, заполняемых силиконовым маслом; - от -20 до +80 °C для датчиков, заполняемых фторированным маслом.

- Искробезопасная электрическая цепь: 0ExiallCT5X;

- Взрывонепроницаемая оболочка: 1ExdllCT4/T5.

  • Межповерочный интервал: 4 года.
  • Гарантийный срок: 12 месяцев.
  • Сервисная гарантия в России: до 24 месяцев.

Отзывы покупателей

Для просмотра отзывов о продукции «ЭлМетро» перейдите по ссылке.

Чтобы получить коммерческое предложение на датчики избыточного давления серии FKP производства Fuji Electric необходимо заполнить опросный лист и отправить его на электронную почту [email protected] или обратиться по телефону +7 (351) 220-06-01. По техническим вопросам обращаться в отдел технической поддержки по телефону +7 (351) 220-06-03.

www.elmetro.ru

Датчики давления - Дополнительные модули - Saab Radar Master

Датчики давления используются для измерений давления в различных производственных процессах.

Датчики избыточного давления (РSIG) измеряют давление по отношению к атмосферному давлению в данном районе.

Герметизированные датчики избыточного давления (PSIS) измеряют давление по отношению к атмосферному давлению на уровне океана.

Датчики абсолютного давления (PSIA) измеряют давление по отношению к вакууму.

Датчики дифференциального давления (PSID) измеряют разницу между двумя подаваемыми давлениями.

Имеется несколько основных параметров, по которым выбирается датчик давления:

  • диапазон измерений давления, который должен быть не менее 125% нормального рабочего давления;
  • температурный диапазон работы датчика с коррекцией по температуре, который должен охватывать нормальные условия рабочей среды. Максимальная температура рабочей среды не должна превышать максимально допустимой температуры для датчика;
  • погрешность и временная стабильность датчика, от которой зависит периодичность калибровки датчиков в процессе эксплуатации;
  • материалы конструкции датчика должны быть совместимы с рабочей средой. Датчики со стальными диафрагмами используются для высоких давлений и обладают хорошей коррозионной стойкостью. Силиконовые диафрагмы обладают более высокой точностью, но лимитированы более низким давлением.

В чувствительных элементах датчиков используются различные принципы измерения: пьезорезистивный, тензорезистивный, индуктивный, емкостной, резонансный сенсор.

Например, тонкопленочный тензорезистивный сенсор из силикона, в котором с помощью диффузии сформирован четырехплечный мост из тензорезисторов. Этот сенсор обладает замечательными свойствами по эластичности, высокой перегрузочной способностью и свободен от гистерезиса.

Чувствительным элементом резонансного сенсора является монокристаллический силиконовый резонатор. Сенсор содержит два резонатора. Под действием цепи возбуждения резонаторы находятся в состоянии постояной генерации частоты, которая детектируется вычислителем.

Высокое и низкое давление от измеряемого объекта через разделительные мембраны и масляный наполнитель прикладывается к чувствительному элементу, деформация которого вызывает изменение собственных частот резонаторов.

Сенсор сконструирован так, что частоты резонаторов при деформации изменяются в разные стороны, а от влияния паразитных факторов (температура, статическое давление и т.п) в одну сторону. Таким образом, разность частот двух резонаторов пропорциональна приложенному давлению.

Вычислитель преобразует разность частот в выходной сигнал.Емкостной сенсор представляет собой дифференциальный конденсатор.

Давление, поступающее на сенсор с высокой и низкой стороны, передается герметизированной наполняющей жидкостью на обе стороны чувствительной диафрагмы, которая является перемещаемым электродом дифференциального конденсатора.

Усилитель преобразует изменение емкости в выходной сигнал.

Сенсор имеет также встроенный термометр для коррекции температурных эффектов. Во время процедуры калибровки на заводе все сенсоры подвергаются воздействию температур и давления во всем рабочем диапазоне. Результаты этих измерений используются для расчета коэффициентов коррекции, которые хранятся в памяти сенсорного модуля и обеспечивают коррекцию выходного сигнала при работе датчика.

www.radarmaster.ru

Преобразователь избыточного давления, датчик давления

     Преобразователи или датчики избыточного давления необходимы во многих отраслях промышленности. Они позволяют контролировать большинства технологических процессов. Сложно представить современную теплоэнергетику и водоснабжение без таких измерительных приборов.

Физическая сущность давления

     Распределенная сила, с которой одно тело воздействует на другое, находящееся с ним в контакте. Для жидкости или газа оно является одним из основных параметров состояния. Единицами измерения давления являются:

• паскаль;

• килограмм∙сил/см2 или килограмм сил/м2;

• pound-force per square inch (фунт-сила на квадратный дюйм).

     Для лабораторных расчетов чаще всего используются Па, КПа или МПа, тогда как килограмм∙сил/см2 или атмосферы (технические) можно увидеть в производстве. Дюймы-силы на квадратный дюйм используются странами с английской метрической системой, поэтому цифровые приборы, произведенные ими часто имеют шкалу измерения в psi.

Виды преобразователей

     Устройство преобразователей давления разнообразно, выделяют пять основных видов приборов:

1. механические;

2. с преобразователем дифференциально-трансформаторного типа;

3. с компенсацией магнитными потоками;

4. с силовой компенсацией;

5. тензопреобразователи.

Механические

     Когда говорят о механических измерителях давления, чаще всего подразумевают деформационные манометры. Рабочая среда или среды, в случае измерения разности давлений, воздействуют непосредственно на чувствительный элемент, по изменению характеристик которого и определяется измеряемая величина.

     По элементу, который подвергается воздействию среды с избыточным давлением, различают следующие виды манометров:

• пружинные;

• сильфонные;

• мембранные.

     Благодаря простоте устройства и дешевизне они получили широкое распространения, особенно как манометры прямого действия, независящие от подачи электроэнергии.

     Устанавливаемые на трубопроводы и сосуды высокого давления, пружинные манометры основаны на изменении размера трубчатой пружины. Стрелка на дисковой шкале показывает значение давления рабочей среды. Существуют модификации данной конструкции. Дополнительные стрелки с электрическими контактами позволяют устройству сигнализировать о выходе измеряемой величины из рабочего диапазона.

     В сильфонных преобразователях чувствительным элементом является кремнеорганическая жидкость в специальном закрытом чувствительном элементе. К нему подводятся две трубки, связанные уравнительный линией, это позволяет измерять не только избыточное давление, но и разницу. Перемещение штока под действием гидравлической жидкости и используется для передачи информации о величине измеряемого параметра. При этом сильфонный манометр может комплектоваться различными передающими и отображающими устройствами, как прямыми шкалами, так и цифровыми.

     Преобразователь давления с мембранным чувствительным элементом используется для измерения напора. Чаще всего в теплоэнергетике применяются устройства с мембранными коробками. Ими измеряют, например, избыточное давление воздуха, подающегося дутьевыми вентиляторами в топки котлов. Для отображения значение измеряемой величины может быть использовано как механическое, так и цифровое устройство.

Электрические преобразователи

     Дифференциально-трансформаторные преобразователи используются для передачи сигнала от чувствительного элемента к регистрирующему прибору. Они давно известны и зарекомендовали себя как простые и надежные устройства. По этой причине они повсеместно распространены.

     Чувствительный элемент передает изменения давления ферромагнитному сердечнику, который создает электрическое напряжение в двух вторичных обмотках. Его можно передать на достаточно большое расстояние к вторичному прибору. В нем расположен подобный преобразователь, который позволяет отслеживать давление.

     В пьезоэлектрических приборах, а также в тензопреобразователях используется принцип зависимости электрических свойств чувствительного элемента от давления рабочей среды. Особым образом изготовленные пластинки из кристаллов кремния при действии на него давления вырабатывает электрическое напряжение. При этом, при действии статического давления, это напряжение рассеивается, поэтому пьезоэлектрические преобразователи используются только для измерения на двигателях и насосах.

      В тензопреобразователях чувствительным элементом является мембрана с размещенными на ней резисторами, сопротивления которых меняется при приложении к мембране избыточного давления. Цифровой блок интерпретирует изменения электрических параметров чувствительного элемента и определяет значение избыточного давления с высокой точностью. Недостатком этого вида устройств является наличие значительного температурного коэффициента. Электрическая схема прибора включает специальный терморезистор, сопротивление которого зависит от температуры и не зависит от давления.

     Для работы в интеллектуальных системах управления производственными процессами электрические преобразователи комплектуются микропроцессорными преобразователями аналогового сигнала. Цифровой сигнал такого преобразователя позволяет построить схему дистанционного управления, например, на электростанции.

     Точное измерения избыточного давления обеспечивает емкостной преобразователь. Рабочая среда воздействует на разделительные мембраны, между которыми находится заполненная нейтральной жидкостью полость с чувствительной мембраной. Она является подвижной обкладкой дифференциального конденсатора, изменение размеров которого позволяет измерить изменение давления рабочей среды.

Подобный механизм преобразования демонстрируют также манометры, построенные на базе кристаллического резонатора или манганиновой проволочной катушки, чьи электрические характеристики изменяются под действием приложенной к ней силе.

Промышленное применение датчиков давления

      Для измерения избыточного давления рабочей среды в трубопроводах используются механические приборы, которые надежны и не зависят от наличия электрического тока. По ним определяют характеристики рабочей среды «по месту». Более совершенные электрические приборы используются для построения мнемосхем и дистанционного управления трубопроводной арматурой или агрегатами. Обычно они работают в паре с механическими.

Без надежных преобразователей давления эксплуатация сетей тепло и водоснабжения невозможна.

teplosniks.ru