Agar siz sanoat asboblari atrofida vaqt o'tkazgan bo'lsangiz, odamlarning "transduser" va "uzatuvchi" ni oldinga va orqaga almashtirishlarini deyarli eshitgansiz. Yangi texniklar ularni aralashtirib yuborishadi, xarid guruhlari ikkinchisini nazarda tutganida birini so'raydi va hatto ba'zi mahsulot kataloglarida bu atamalar bir-birining o'rnida ishlatiladi. Bu chalkashlik - saytida haqiqiy muammolarni keltirib chiqarmoqda. Men loyihaning kechikishlari va jo‘natmalarni qaytarib berishini ko‘rdim, chunki hech kim har bir qurilma aynan nima qilishini va ular birgalikda qanday ishlashini tushuntirishni to‘xtatmagan.
Haqiqat shundaki, ular bir xil narsa emas. Transduser va transmitter juft bo'lib ishlaydi vahar bir bosim o'tkazgichjismoniy bosim ko'rsatkichini olish va uni zavod bo'ylab nazorat qilish tizimiga yuborish uchun ikkala qismga tayanadi.
Ushbu qo'llanma ikkalasi o'rtasidagi asosiy farqni buzadi, odatdagi bosim o'tkazgich qanday ishlashini bosqichma-bosqich ko'rib chiqadi, uchta eng keng tarqalgan bosim o'lchash turini tushuntiradi va har bir texnologik zavodda ko'radigan standart chiqish signallarini qamrab oladi. Oxir-oqibat, siz ikkalasini bir-biridan ajrata olasiz, transmitter korpusida nima sodir bo'layotganini tushunasiz va o'zingizning ilovalaringiz uchun yaxshiroq o'lchamlarni qaror qabul qilasiz.
Transmitter va transduser: haqiqiy farq nima?
Ularni to'g'ri saqlashning eng oson yo'li bu: transduser bosimni sezadi va uzatuvchi signal yuboradi. Bular ikkita alohida funksiya boʻlib, ular odatda bitta qurilma - ichida birlashtiriladi, shuning uchun koʻpchilik bu atamalarni aralashtirib yuboradi.
Transduser nima qiladi
Transduser - bu energiyaning bir shaklini boshqasiga aylantiradigan qurilma. Bosim o'lchashda u suyuqlik yoki gaz bosimidan jismoniy mexanik kuchni oladi va uni kichik, zaif elektr signaliga aylantiradi.
Bu xom elektr chiqishi juda kichik - odatda millivolt - va u standartlashtirilmagan. U bitta sensor dizaynidan ikkinchisiga o'zgaradi va shovqinni ko'tarmasdan va aniqlikni yo'qotmasdan qisqa masofani bosib o'tish juda zaif. O'z-o'zidan, xom transduser signali ob'ektning boshqa tomonidagi PLC yoki DCS ga yuborish uchun foydali emas.
Transduserlar ko'plab sensorli texnologiyalarga ega: deformatsiya o'lchagich, sig'imli, piezoelektrik, potentsiometrik va boshqalar. Qaysi biri qo'llanilishi bosim oralig'iga, o'rtacha turiga, haroratga va dasturning aniqlik talablariga bog'liq.
Transmitter nima qiladi
Transmitter kuchsiz, nostandart elektr signalini transduserdan va sharoitlardan oladi, kuchaytiradi va uzoq masofalarni ishonchli bosib o'tadigan standartlashtirilgan sanoat chiqish signaliga aylantiradi.
Transmitterning vazifasi kichik o'zgaruvchan signalni izchil, umume'tirof etilgan diapazonga aylantirishdir -, odatda, oqim halqalari uchun 4–20 mA yoki kuchlanish chiqishlari uchun - 1–5 V, bunda diapazonning pastki qismi o'lchangan bosimning 0% ga, yuqori qismi esa 100% ga teng. Ushbu standartlashtirilgan signal aniqligini yo'qotmasdan zavod simlari orqali yuzlab metrlarni bosib o'tishi mumkin va dunyodagi har bir boshqaruv tizimi uni qanday talqin qilishni biladi.
Nima uchun atamalar tez-tez aralashib ketadi
Bugungi kunda sotiladigan deyarli barcha zamonaviy bosim o'tkazgichlari ham transduserni sezish elementini, ham transmitter pallasini bitta korpusga to'playdi. Ko'pgina dala asboblari uchun siz ularni alohida sotib olmaysiz - to'liq yig'ma sotib olasiz.
Vaqt o'tishi bilan sanoat butun birlikni ikkala nom bilan chaqira boshladi. Ba'zi sotuvchilar uni bosim o'tkazgich deb atashadi, boshqalari uni bosim o'tkazgich deb atashadi va-to'ldiruvchi{2}}ko'p qurilmalar uchun ikkala nom ham bir xil to'liq mahsulotga ishora qiladi. Farq faqat ichki komponentlarni taʼmirlashda, maxsus tuzilmalar uchun xom datchiklar oʻlchamini belgilashda yoki komponent{4}}darajadagi qismlarni solishtirishda muhim ahamiyatga ega.
Bosim o'tkazgich aslida qanday ishlaydi (bosqichma-bosqich)
Har bir sanoat bosim o'tkazgichining ichida uchta asosiy bosqich mavjud: izolyatsiya qiluvchi diafragma, sensorli transduser va uzatuvchi signal davri. Jarayon bosimini qo'llaganingizda har bir bosqichda nima sodir bo'ladi.
1-bosqich: o'lchash diafragmasi birinchi kontaktni amalga oshiradi
Texnologik suyuqlik yoki gaz hech qachon nozik sezgir elementga to'g'ridan-to'g'ri tegmaydi. U avval payvandlangan yoki transmitterning texnologik ulanish yuzasiga mahkamlangan nozik, mustahkam o'lchash diafragmasini bosadi.
Ushbu diafragma zanglamaydigan po'latdan, Hastelloy yoki texnologik muhitga mos keladigan korroziyaga chidamli-boshqa materiallardan tayyorlangan. U bosim ostida juda oz egiladi va bu kuchni to'ldirish suyuqligi (odatda silikon moyi yoki boshqa inert suyuqlik) orqali boshqa tarafdagi haqiqiy sensor elementga o'tkazadi.
Bu ajratish ikkita muhim maqsadga xizmat qiladi:
- U mo'rt sezuvchi materialni korroziy, abraziv yoki iflos texnologik vositalardan himoya qiladi
- Bu sensorni zavodda kalibrlash va muhrlash imkonini beradi, shuning uchun u og'ir dala sharoitida yillar davomida aniq bo'lib qoladi.
2-bosqich: Transduser kuchni elektr signaliga aylantiradi
To'ldirish suyuqligining orqasida haqiqiy bosim sensori - o'tkazgich o'tiradi. Sanoat jarayonlarida uchta texnologiya eng keng tarqalgan:
Deformatsiyani o'lchash datchiklarieng keng tarqalganlari hisoblanadi. Kichkina kuchlanishga sezgir rezistorlar namunasi-qattiq diafragma bilan bog'langan. Bosim diafragmani og'dirganda, rezistorlar cho'ziladi yoki siqilib, elektr qarshiligini o'zgartiradi. Bu oʻzgarish juda kichik boʻlib, Uitston koʻprigi sxemasi orqali oʻlchanadi va bosimga mutanosib millivolt{4}}darajali chiqish hosil qiladi.
Kapasitiv sensorlarikkita parallel metall plitalardan foydalaning, biri mahkamlangan va biri moslashuvchan diafragmaga biriktirilgan. Bosim diafragmani harakatga keltirganda, plitalar orasidagi bo'shliq o'zgaradi, bu esa elektr sig'imini o'zgartiradi. Ushbu dizayn juda past bosim oralig'ida juda barqaror va keng harorat o'zgarishlarida yaxshi ishlaydi.
Piezoelektrik sensorlarkristalli material mexanik kuchlanish ostida joylashtirilganda bevosita kichik kuchlanish hosil qiladi. Ular bosimning tez sur'atlarini va dinamik bosim o'zgarishlarini o'lchashda ustunlik qiladi, lekin jarayon bosimini barqaror-o'lchashda kamroq tarqalgan.
Har holda, yakuniy natija bir xil bo'ladi: bosim o'zgarishi bilan o'zgarib turadigan juda kichik elektr signali. O'z-o'zidan, bu signal juda zaif va o'simlik bo'ylab yuborish uchun juda oson buziladi.
3-bosqich: Transmitter sxemasi standart chiqishni ishlab chiqaradi
Xom transduser signali transmitterning elektron platasiga kiradi. Ushbu kengash uchta asosiy vazifani bajaradi:
1. Signalni konditsionerlash: U elektr shovqinini filtrlaydi, harorat o'zgarishini qoplaydi va chiqishni chiziqli qiladi, shunda signal butun diapazon bo'ylab bosimga teng ravishda mos keladi.
2.Amplifikasiya: Bu kichik millivolt signalni kuchli, foydalanish mumkin bo'lgan darajaga oshiradi.
3.Standartlashtirish: U signalni universal e'tirof etilgan chiqish diapazoniga - deyarli har doim ikkita simli sanoat qurilmalari uchun 4-20 mA yoki qisqa masofali shkafdan foydalanish uchun 1-5 V ga aylantiradi.
Yakuniy standartlashtirilgan signal transmitter terminallari orqali boshqaruv tizimiga tushadi, bu erda PLC yoki DCS oqim yoki kuchlanish qiymatini o'qiydi va uni haqiqiy bosim ko'rsatkichiga qaytaradi.
3 ta umumiy bosim o'lchash turlari
Bosim o'tkazgichlari barcha bosimni bir xil tarzda o'lchamaydi. Ularning "nol nuqtasi" deb atagan narsa o'qishni qanday talqin qilish kerakligini o'zgartiradi. Uchta asosiy tur mavjud va noto'g'ri tanlash juda keng tarqalgan o'lchamdagi xatodir.
Ko'rsatkich bosimi
O'lchov bosimi texnologik zavodlarda ishlatiladigan eng keng tarqalgan tur. U joriy atmosfera bosimiga nisbatan bosimni o'lchaydi.
O'lchagich bosim o'tkazgichi 0 ni o'qisa, bu ichki bosim tashqi muhitdagi havo bosimiga teng ekanligini anglatadi. O'qishlar odatda psi(g) yoki bar(g) kabi (g) qo'shimchasi bilan belgilanadi.
O'lchov bosimi ko'pgina umumiy tank bosimi, chiziq bosimi va nasosning chiqishi o'lchovlari uchun ishlatiladi. Agar sizda mutlaq yoki differentsial bosimni o'lchash uchun aniq sabab bo'lmasa, sizga o'lchov bosimi kerak bo'ladi.
Mutlaq bosim
Mutlaq bosim mukammal vakuumga nisbatan o'lchanadi - 0 psi(a)=umumiy vakuum. O'qishning bir qismi sifatida atmosfera bosimini o'z ichiga oladi.
Dengiz sathida normal atmosfera bosimi taxminan 14,7 psi(a) ni tashkil qiladi. Bu atmosferaga ochiq bo'lgan tank absolyut bosim o'tkazgichda 14,7 psi(a) ni, o'lchagich bosim o'tkazgichda 0 psi(g) ni o'qiydi degan ma'noni anglatadi.
Mutlaq bosim vakuum jarayonlari, yopiq gaz tizimlari, bug 'bosimini o'lchash va mahalliy atmosfera bosimining o'zgarishidan qat'iy nazar o'qish kerak bo'lgan har qanday dastur uchun ishlatiladi.
Differensial bosim
Differensial bosim (DP) transmitterlari ikkita alohida kirish portlari orasidagi bosim farqini o'lchaydi. Ular sizga - nuqtadagi bosimni aytmaydi, faqat bir tomon boshqasidan qanchalik baland.
Bu juda ko'p qirrali o'lchov turi. Differensial bosim o'tkazgichlari quyidagilar uchun ishlatiladi:
- Orifis plitalari, Venturi quvurlari va oqim nozullari bo'ylab oqim o'lchovi
- Bosim ostidagi tanklarda bosh bosimini gaz plyonkasi bosimiga solishtirish orqali darajani o'lchash
- Bosim pasayishini o'lchash orqali filtr va filtr tiqilib qolishini aniqlash
- Nasosning differentsial bosimi monitoringi
Ichkaridagi sensor bir xil asosiy usulda ishlaydi, lekin u faqat bitta emas, balki sensorli diafragmaning ikkala tomonidagi bosimga duchor bo'ladi.
Standart chiqish signallari: 4–20mA va . 1–5V
Siz deyarli barcha sanoat bosim o'tkazgichlarida ishlatiladigan ikkita chiqish standartini ko'rasiz. Ularning har biri o'zining eng yaxshi foydalanish holatiga ega.
4–20 mA oqim davri (eng keng tarqalgan)
4–20 mA signal sanoat jarayonlarini boshqarishning ishchi kuchidir{2}} mA bosim diapazonining 0% ga, 20 mA esa 100% ga to'g'ri keladi.
Joriy signalning eng katta afzalligi shundaki, u uzoq simli oqimlarda yomonlashmaydi va motorlar, VFDlar va boshqa o'simlik uskunalari elektr shovqinlariga juda chidamli. Shuningdek, u ikkita simli ishlashni ham qoʻllab-quvvatlaydi, bunda bir xil simlar juftligi transmitterni quvvat bilan taʼminlaydi va oʻlchov signalini uzatadi.
4 mA "jonli nol" qasddan: agar signal 0 mA ga tushib qolsa, boshqaruv tizimi uni nol bosim ko'rsatkichi sifatida emas, balki singan sim yoki muvaffaqiyatsiz transmitter sifatida darhol taniydi. Bu muhim xavfsizlik va diagnostika xususiyati.
1–5 V kuchlanishli chiqish
Voltaj chiqishlari dala o'rnatishlarida kamroq tarqalgan, lekin boshqaruv kabinalarida, sinov stendlarida va qisqa masofali ilovalarda keng qo'llaniladi. 1 V=0% diapazon, 5 V=100% diapazon.
Kuchlanish signallari qisqa muddatlarda oddiyroq va arzonroq, lekin sim qarshiligi tufayli uzoq masofalarda aniqligini yo'qotadi va ular elektr shovqinini ancha oson qabul qiladi. Ular, shuningdek, alohida elektr simlarini talab qiladi. Boshqariladigan kabinet muhitidan tashqari har qanday narsa uchun 4–20 mA deyarli har doim eng yaxshi tanlovdir.
Tez tanlash bo'yicha maslahatlar va keng tarqalgan noto'g'ri tushunchalar
Ushbu asboblar bilan texnologik zavodlarda ishlaganimdan so'ng, men boshqalarga qaraganda ko'proq takrorlangan bir nechta xatolar bor.
1.Mutlaq bosimni tasodifan sotib olmang. Agar siz standart bosim o'lchagichini qo'llash uchun mutlaq transmitterni buyurtma qilsangiz, barcha ko'rsatkichlaringiz taxminan 14,7 psi ga o'chiriladi. Buyurtma berishdan oldin har doim havola turini ikki marta tekshiring-.
2,4-20 mA eskirgan emas. Bugungi kunda barcha raqamli fieldbus protokollari mavjud bo'lsa ham, oddiy 4–20 mA hali ham eng universal qo'llab-quvvatlanadigan, muammolarni bartaraf etish uchun eng oson va asosiy bosim o'lchash uchun eng ishonchli signal standartidir.
3.Aniqlik sensordan ko'ra ko'proq bog'liq. Yuqori{1}}aniqlikdagi transduser notoʻgʻri oʻrnatilgan boʻlsa, haroratning haddan tashqari taʼsiri ostida boʻlsa yoki texnologik muhit uchun notoʻgʻri diafragma materialiga mos kelsa, yomon koʻrsatkichlar beradi.
Agar siz o'zingizning jarayoningiz uchun bosim o'tkazgichlarining o'lchamlarini tanlasangiz va qaysi bosim turi, chiqish signali yoki diafragma materiali sizning ilovangizga mos kelishiga ishonchingiz komil bo'lmasa, buni har doim asbob bo'yicha mutaxassis bilan tasdiqlashga arziydi. Spetsifikatsiyani to'g'ridan-to'g'ri old tomonda olish, etkazib berish muddati bir necha hafta kechikishining oldini oladi va keyinroq qaytariladi.
Tez-tez so'raladigan savollar
Bosim o'tkazgich transmitter bilan bir xilmi?
Aniq emas. Transduser bosimni xom elektr signaliga aylantiradi. Transmitter bu xom signalni oladi va uni standartlashtirilgan, uzoq{2}}diapazonli chiqishga aylantiradi. Bugungi kunda sotiladigan ko'pgina dala bosimi o'tkazgichlari ikkala qismni bitta korpusda o'z ichiga oladi, shuning uchun atamalar ko'pincha bir-birining o'rnida ishlatiladi.
Nima uchun 0-20 mA o'rniga 4-20 mA ishlatiladi?
4 mA jonli nol ikkita maqsadga xizmat qiladi: u uzatuvchini ikki simli halqada quvvatlaydi va boshqaruv tizimiga haqiqiy nol bosim ko'rsatkichi va singan sim yoki ishlamay qolgan uzatuvchi o'rtasidagi farqni aniqlash imkonini beradi. Agar signal 0 mA ga tushsa, u darhol nosozlik sifatida tan olinadi.
Bosim o'lchashning uchta turi qanday?
Uchta asosiy tur - o'lchov bosimi (atmosferaga havola), mutlaq bosim (vakuum uchun) va differentsial bosim (ikki nuqta orasidagi farqni o'lchash).
Transduser transmittersiz ishlashi mumkinmi?
Xom transduser elektr signalini ishlab chiqaradi, lekin u juda zaif, -standart bo'lmagan va uzoq masofalarga uzatish uchun yaroqsiz bo'ladi. Umumiy jarayonni boshqarish uchun signalni sozlash va standartlashtirish uchun transmitter talab qilinadi.
Yakuniy fikrlar
Bosim o'tkazgichlari har qanday texnologik zavodda eng keng tarqalgan asboblardan biridir, ammo ularni qora quti kabi davolash oson. Transduser va transmitter o'rtasidagi farqni, sezgir element qanday ishlashini va turli bosim va signal turlari nimani anglatishini tushunish ularni to'g'ri belgilashga, muammolarni tezroq bartaraf etishga va eng keng tarqalgan o'lchamdagi xatolardan qochishga yordam beradi.
Oxir oqibat, eng yaxshi bosim o'tkazgich eng zo'r texnik xususiyatlarga ega emas - u sizning texnologik muhitingiz, bosim diapazoni, harorat va o'rnatish muhitiga to'g'ri mos keladigani.
Agar ilovangiz uchun to'g'ri bosim o'tkazgichni tanlashda yordam kerak bo'lsa yoki chiqish signallari, diafragma materiallari yoki bosim turlari haqida savollaringiz bo'lsa, bizning texnik guruhimiz jarayon parametrlarini ko'rib chiqishi va to'g'ri o'lchamdagi konfiguratsiyani tavsiya qilishi mumkin.
Ma'lumotnomalar
- Xalqaro avtomatlashtirish jamiyati (ISA). (2022).Bosim o'lchovi: printsiplar, o'rnatish va kalibrlash. Tadqiqot uchburchagi parki, NC: ISA.
- Rosemount Inc. (2024).Bosim o'tkazgich asoslari: texnologiya va qo'llash bo'yicha qo'llanma. Emerson Automation Solutions.
- WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG. (2023).Bosim o'tkazgichlari va transmitterlar: Texnik tushuntirish. WIKA sanoat asboblari.
- Milliy standartlar va texnologiyalar instituti (NIST). (2021).Bosim o'lchash asboblarini kalibrlash. NIST qo'llanma 150.
- ABB Measurement & Analytics. (2024).Sanoat bosim o'tkazgichlari: texnologiyani tanlash bo'yicha qo'llanma.
