Проверка исправности датчика давления
Если загорелся или начал мерцать индикатор масла, нужно проверить датчик давления, часто он бывает причиной проблемы.
Датчик нужно тщательно осмотреть, если вокруг него есть потеки смазки, вероятнее всего повредилась мембрана, соответственно, шток не размыкает цепь индикатора, и он продолжает гореть или мерцать. Далее он выкручивается ключом и тщательно очищается.
Видео: Как проверить датчик аварийного давления масла
Для диагностики потребуется обычный насос и мультиметр, настроенный в режим омметра. Штуцер датчика нужно присоединить к насосу, его клемму к плюсу омметра, а минусовую закоротить на корпус. При этом прибор должен показать некоторое электрическое сопротивление.
После требуется несколько качков насосом, при этом омметр должен показать разрыв цепи, то есть сопротивление должно достигнуть бесконечности. В этом случае – датчик исправен, если этого нет, он требует замены. После установки нового датчика заводится двигатель, и индикация пропадает. Если она остается, нужно искать причины в неисправности мотора.
Диагностировать состояние контрольного датчика труднее, поскольку насосом сложно регулировать показатели давления. Для этого в крепление под датчик устанавливается специальная вставка на два выхода. В них вставляется сам датчик и аналоговый манометр, специально поверенный. После запуска двигателя сравните показатели этих двух приборов и сделайте вывод об исправности устройства.
Печать
Пьезоэлектрические датчики
Пьезоэлемент является основой конструкции прибора. Когда происходит деформация, пьезоэлемент начинает генерировать определенный сигнал. Устанавливается элемент в среду, давление которой нужно измерить. При работе сила тока в цепи окажется прямопропорциональна изменению давления.
Такие приборы обладают одной особенностью – они не позволяют отслеживать давление, если оно постоянно. Поэтому используется исключительно в случае, когда давление постоянно изменяется. При постоянном значении измеряемой величины генерация электрического импульса производиться не будет.
Типы и разновидности датчиков избыточного давления
ДИ по типу работы можно разделить на две большие группы: аналоговые и цифровые. Разница между ними заключается в принципах работы, контроля и передачи сигнала. В целом, все подобные приборы изготовлены примерно по одинаковому образцу и представляют собой систему с сенсорным блоком и блоком управления. Именно в этих блоках может быть использован аналоговый, либо же цифровой принцип работы и передачи данных.
Различают типы датчиков по средам, с которыми они могут работать. Существуют многофункциональные разновидности, а также приборы для измерения давления в жидких или газообразных средах. Некоторые модели могут работать в агрессивных условиях, например, использоваться в химической промышленности. Такие модели оснащены дополнительной защитой.
В качестве дополнительных элементов к подобным приборам в промышленности используются датчики разности давления (дифференциальные), позволяющие замерять уровни давления на точках перепада между высоким и низким. Приборы легко монтируются в общую сеть и позволяют считывать и анализировать максимум информации из контрольных областей. Контроль показателей можно проводить любыми способами, включая программные.
Следует обозначить доступный модельный ряд подобных изделий:
- Датчики общего использования (универсальные);
- Дифференциальные модели;
- Модели отдельно для высокого и низкого давления;
- Приборы, снабжённые специальными реле;
- Высокоточные приборы, предназначенные для специальных сред.
Сферы применения
Измеритель избыточного давления используется в качестве элемента контроля в самых различных сферах. Это могут быть системы контроля и регулирования низко- и высокотемпературных сред, включая вязкие жидкости и полимеры. Широко распространены подобные изделия и в качестве измерительных элементов для газов. Что касается сфер, то датчики избыточного давления используются в промышленности, авиастроении, судостроении, обеспечении подачи высокотемпературных газов и жидкостей, в ЖКХ и других областях.
Выбор датчиков достаточно большой, чтобы охватить возможность решения задач по контролю давления практически в любых ситуациях и в любых системах. Приборы отличаются чувствительностью, типом монтажного гнезда, а также типом электрического соединения. Выбор делают исходя из необходимых параметров замера, а главное, исходя из рабочей среды, особенно если она обладает определённой агрессивностью к металлам. Каждый прибор имеет детальное описание приемлемых для работы условий.
Преимущества и качественные характеристики
В отличие от стандартных датчиков, приборы для работы с избыточным давлением обязательно обладают повышенной степенью изоляции внутренних блоков, а также прочностью корпуса. Датчики способны работать в широком диапазоне температур — от -40 до +80 градусов Цельсия. Изделия защищены от влаги и пыли, оснащены системой искробезопасности.
Цена изделия невысока и зависит от его типа, а также технических особенностей. Все измерители перед продажей проходят специальную проверку на точность определения данных, прочность и безопасность. Купить датчик избыточного давления вы можете в , сделав заказ на странице с выбранными приборами.
является одним из ведущих производителей продукции для автоматизации промышленных производств в города России: Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Казань, Челябинск, Омск, Самара, Ростов-на-Дону, Уфа, Красноярск, Пермь, Воронеж, Волгоград, Краснодар, Рязань.
Типы датчиков давления
Так, в пищевом и химическом производстве широкое применение получил интеллектуальный датчик абсолютного давления, осуществляющий измерение относительно абсолютного вакуума. Отметим, что именно такое измерение применяется в узлах учета газа, пара и тепловой энергии для приведения расхода к стандартным условиям.
Решать задачи учета расхода измеряемой среды позволяет датчик дифференциального давления. Принцип его работы заключается в измерении разности давлений между двумя полостями – плюсовой и минусовой. Могут применяться для учета расхода, при помощи сужающих устройств. Сужающее устройство в трубопроводе представляет собой местное сопротивление, при прохождении через которое изменяется характер течения потока. Непосредственно перед сужающим устройством давление среды возрастает, а после него – снижается. Чем больше разница на входе и выходе сужающего устройства, тем больше расход среды, протекающей по трубе.
Кроме того, такой датчик позволяет производить учет объема жидкости не только в трубе, но и в емкости при помощи измерения давления столба жидкости на плюсовую мембрану и, при необходимости, измерения минусовой полостью давления под куполом емкости, для исключения влияния насыщенных паров. Такой метод называют гидростатическим.
В системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами не обойтись без такого прибора, как датчик избыточного давления. Он может использоваться в составе водяных систем теплоснабжения, а также входить в комплектацию узлов коммерческого и технологического учета жидкостей, газа и пара.
Механические и электронные реле давления
Бесконтрольное падение уровня давления в отопительной системе может привести к серьезным проблемам. Причин возникновения подобной ситуации может быть множество. Чтобы обеспечить целостность и безаварийную работу всей системы, используют специальную защитную арматуру, в число которой входит и реле давления (РД). Эти приборы призваны помочь избежать аварийного снижения уровня давления, а значит предотвратить завоздушивание, неправильную циркуляцию, а также закипание отопительной аппаратуры.
В НПП «Прома» вы можете реле давления купить по довольно привлекательной цене. При этом бескомпромиссное качество изделий гарантировано. Собственные разработки с помощью специального конструкторского бюро и высокотехнологичное производство позволяет нам быть уверенными в точном соответствии предлагаемых реле давления для котлов всем заявленным характеристикам.
Преобразователь давления. Общая информация
| Датчик давления общепромышленный PTE5000 Датчик давления общепромышленный CER-1 Преобразователь абсолютного давления. Датчики Klay. | Преобразователь давления — измерительный прибор, предназначенный для непрерывного измерения давления различных сред и последующего преобразования измеренного значения в унифицированный выходной сигнал по току или напряжению. Преобразователи давления часто называют датчиками давления. Давление определяется как единица силы создаваемая на единицу площади поверхности. В системе СИ единицей измерения давления является Паскаль (Па). Один Паскаль равен силе в один Ньютон, приложенной на площадь в один квадратный метр (Па = Н / м2). В зависимости от вида измеряемого давления, преобразователи давления делятся на:
|
| Единицы | Па | кПа | МПа | кгс/м2 | кгс/см2 | мм рт.ст. | мм вод.ст. | бар |
| 1 Па | 1 | 10–3 | 10–6 | 0,101 971 6 | 10,197 16 х 10–6 | 0,007 500 62 | 0,101 971 6 | 0,000 01 |
| 1 кПа | 1 000 | 1 | 10–3 | 101,971 6 | 0,010 197 16 | 7,500 62 | 101,971 6 | 0,01 |
| 1 МПа | 1 000 000 | 1 000 | 1 | 101 971,6 | 10,197 16 | 7 500,62 | 101 971,6 | 10 |
| 1 кгс/м2 | 9,806 65 | 9,806 65 х 10–3 | 9,806 65 х 10–6 | 1 | 0,000 1 | 0,073 555 9 | 1 | 98,066 5 х 10–6 |
| 1 кгс/см2 | 98 066,5 | 98,066 5 | 0,098 066 5 | 10 000 | 1 | 735,559 | 10 000 | 0,980 665 |
| 1 мм рт.ст. (при 0 °C) | 133,322 4 | 0,133 322 4 | 0,000 133 322 4 | 13,595 1 | 0,001 359 51 | 1 | 13,595 1 | 0,001 332 24 |
| 1 мм вод.ст. (при 0 °C) | 9,806 65 | 9,807 750 х 10–3 | 9,806 65 х 10–6 | 1 | 0,000 1 | 0,073 555 9 | 1 | 98,066 5 х 10–6 |
| 1 бар | 100 000 | 100 | 0,1 | 10 197,16 | 1,019 716 | 750,062 | 10 197,16 | 1 |
Модельный ряд датчиков избыточного давления
| Тип датчика | Рабочий диапазон давлений | Виды измеряемого давления | Тепература среды | Особенности |
| PSQ | от -1 до 10 бар | избыточное | -10…+50oC | Датчик давления с двумя дисплеями. Для воздуха, некоррозионных газов, жидкостей и масляных составов. |
| IFM | от -0,005 до 2,5 бар | избыточное | от -25 до +125°C | Для работы в газообразных и жидких средах, вязких и с включениями твердых частиц, а также в гигиенических системах |
| 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 погрешность 0,20% 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 | абсолютное избыточное разрежение | -40…+125°C | Датчик давления общего назначения |
| DMP 331i | от 0…0,04 до 0…40 бар; разряжение -1…10 бар | абсолютное избыточное разрежение | -40…+125°C | Датчик давления малогабаритный |
| DMP 331K | от 0…0,1 до 0…600 бар | абсолютное избыточное разрежение | -40…+125°C | Высокоточный датчик давления, опция — полевой корпус |
| DMP 331P | от 0…0,1 до 0…600 бар | абсолютное избыточное разрежение | -25…+300°C | Универсальный датчик с разными пищевыми присоединениями |
| DMP 333 | от 0…60 до 0…600 бар | абсолютное избыточное | -40…+125°C | Для процессов под высоким давлением. Ex-исполнение опционально. |
| DMP 333i | от 0…60 до 0…600 бар | абсолютное избыточное | -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 | избыточное разрежение | -40…+125°C | Варианты одно-, двух- и трехдиапазонного измерения |
| DMK 331 | от 0…0,04 до 0…600 бар; разряжение -1…0 бар | абсолютное избыточное разрежение | -25…+135°C | Датчик с керамическим сенсором для агрессивных сред |
| DMK 456 | от 0…0,04 до 0…20 бар | абсолютное избыточное | -25…+125°C | Для судов и морских платформ. Ex-исполнение опционально |
| DMK 458 | от 0…0,04 до 0…20 бар | абсолютное избыточное | -40…+125°C | Для морских условий работы. Ex-исполнение опционально |
| DS 6 | от 0…2 до 0…400 бар | абсолютное избыточное разрежение | -25…+85°C | Программируемый датчик – реле давления для жидких и газообразных сред |
| DS 200 | от 0…0,04 до 0…600 бар | абсолютное избыточное разрежение | -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 | абсолютное избыточное разрежение | -25…+125°C | Многофункциональный датчик давления, сочетает функции индикатора давления, программируемого реле-сигнализатора и точного измерительного манометра. Опция — Ex – исполнение. |
| DS 200P | от 0…0,1 до 0…40 бар | абсолютное избыточное разрежение | -25…+300°C | Датчик — реле давления. Опция — Ex-исполнение. |
| DS 200M | от 0,1 до 600 бар | абсолютное избыточное | -25…+85°C | Цифровой манометр со штуцерным механическим присоединением |
| X|ACT i | от 0…0,4 до 0…40 бар | абсолютное избыточное разрежение | -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 | избыточное разрежение | -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 | абсолютное избыточное разрежение | -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 | избыточное разрежение | -40…+100°C | Высокоточный интеллектуальный датчик избыточного давления. Взрывозащита: 0ExiaIICT4/1ExdIICT5. |
| DMD | от 0…0,01 бар до 0…1000 бар | разрежение, дифференциальное | -40…+125°C | Наличие моделей во взрывозащищенном исполнении. Различные типы присоединений к технологическому процессу. Модели с компактными габаритными размерами. Модели с поворотным цифровым дисплеем. Исполнения для химически агрессивных сред |
| DPS 300 | от 0…0,0016 до 0…1 бар | избыточное дифференц. разрежение | 0…+50°C | Датчик давления воздуха и неагрессивных газов |
| TPS20 | от 0-0,2 кгс/см2 до 0-350 кгс/см2 | смешанное манометрическое абсолютное | -10…+70oC | Датчик (преобразователь) давления для пара, газа, жидкости, текучих сред |
| TPS30 | -0,1…66 МПа | манометрическое абсолютное | -40…+125oC | Датчик (преобразователь) давления для газа, жидкости, текучих сред |
| PSS | -101,3…1000 кПа | абсолютное избыточное | 0…+50oC | Датчик давления для воздуха, газа |
| MPM/MDM | от -1 бар до 1600 бар | абсолютное избыточное | -40…+150oC | Пьезорезистивные аналоговые датчики давления |
| Nipress D | от -1 до 2000 бар | абсолютное избыточное вакуумное | -40…+140oC | Для измерения давления в воде, в т.ч. питьевой, сточной, в топливе, масле, агрессивных средах и газах |
| Nipress DK | от -1 до 600 бар | абсолютное избыточное | -40…+125oC | Для измерения давления как чистых, так и вязких, илистых или сильно загрязненных жидкостей, газов, а также пара |
Задачи и примеры на подбор датчика определенного типа
Проблема полупериодического реактора
Предположим, что имеется полунепрерывный реактор емкостью 1000 л с 50 кг цинка внутри под давлением 1 атм. и температурой равной 25°С. 6М хлористоводородной кислоты течет в реактор со скоростью 1 л / мин и вступая в реакцию с цинком производит хлорид цинка для использования в другом процессе.
А) Какие факторы следует учитывать?
Б) Скажите, если клапан выйдет из строя при рабочем давлении 4 атм. (т.е. он не закроется и реактор будет залит HCl) На какое давление вы можете безопасно установить точку останова?
С) Какой тип датчика должен быть использован?
Решение:
Факторы, которые следует учитывать:
- Процесс Соляная кислота очень и очень едкая (особенно с такой высокой молярностью), и, таким образом любой датчик, который бы вы ни выбрали, должен быть в состоянии выдержать коррозионную природу процесса.
- Изначально реактор находится под давлением в 1 атм. Учитывая реакцию 2 HCl (жидк.) + Zn (металл.) -> H 2 (газ) + ZnCl 2 (жидк), вы производите один моль газообразного водорода в дополнение к существующему давлению воздуха в емкости. По мере протекания реакции, давление внутри сосуда будет существенно увеличиваться. Моделирование давления H 2 (газ) в идеальных условиях равно, Р = НЗТ / V
- Здесь нет опасности от высоких температур и сильной вибрации из-за высокого расхода и скорости реакции.
- Так как это умеренно опасный процесс, мы должны иметь выход датчика подключаемый к компьютеру. Так, инженер может безопасно наблюдать за процессом. Мы предполагаем, что датчик будет сигнализировать клапан HCl, чтобы закрыть его после того, как рабочее давление станет равным 3 атм., однако устройства иногда дают ошибку. Мы также должны иметь высокую чувствительность, поэтому предпочтительными будут электрические компоненты (т.е. мы не хотим, чтобы процесс отклонялся от нормального режима, хотя это потенциально возможно, если бы датчик был не очень чувствителен к постепенным изменениям).
Точка отключения
Принимая во внимание быстрое увеличение давления, как оценено в пункте (2), и отказ клапана при 4 атм., точка выключения должно быть примерно равна 3 атм
Тип датчика:
Учитывая типы датчиков, которые мы обсуждали, мы можем сразу отбросить вакуумные датчики, так как они работают при очень низких давлениях (почти вакууме, отсюда и название). Мы можем также отбросить дифференциальные датчики давления, поскольку мы не ищем перепада давления на резервуаре.
Поскольку мы хотим добиться высокой чувствительности, мы должны использовать электрические компоненты
Учитывая диапазон давлений (3 атм.; макс ~ 0,3 МПа) оптимальным будет емкостной элемент, потому что он прочный и хорошо работает в системе низкого давления.
Принимая во внимание коррозионную активность в системе с содержанием HCl , в качестве упругого элемента может быть использована мембрана. Мембраны также довольно прочны и обеспечивают быстрое время отклика.
Эта комбинация, вероятно, будет заключена в прочном, заполненном, глицерином / силиконом корпусе, чтобы защитить датчик от деградации.
Так, в итоге, мы выбираем датчик, который будет использовать диафрагму в качестве упругого элемента, емкостной элемент качестве электрического компонента и антикоррозийный корпус.
Пример 2
Ваш руководитель сказал вам добавить датчик давления в очень дорогой и важной части оборудования. Вы знаете, что часть оборудования работает на 1 МПа и при очень высокой температуре
Какой датчик вы бы выбрали?
Решение
Поскольку часть оборудования, которое вы имеете дело очень дорогое, вам нужен датчик, который имеет высокую чувствительность. Электрический датчик был бы подходящим, потому что вы могли бы подключить его к компьютеру для быстрого и простого считывания показаний. Кроме того, вы должны выбрать датчик, который будет работать на 1 МПа и сможет выдерживать высокие температуры. Из информации представленной в этой статье вы знаете, что есть много датчиков, которые будут работать при давлении 1 МПа, так что вы должны решить, относительно других влияющих факторов. Одним из наиболее чувствительных электрических датчиков является датчик емкостного типа. Он имеет чувствительность 0.07 МПа. Емкостный датчик обычно имеет диафрагму в качестве упругого элемента. Мембраны имеют быстрое время отклика, очень точны и работают на 1 МПа.
Виды датчиков давления и их назначение
Датчики для измерения давления представлены в нескольких модификациях, отличающихся техническими возможностями. В зависимости от модели датчики рассчитаны на работу с различными диапазонами давления и температуры рабочей среды. Стандартно для передачи выходных сигналов приборы имеют транзисторные или аналоговые выходы управления.
Отдельно выделяется группа устройств – датчики-реле давления, имеющие основной или дополнительный релейный выход управления. Реле давления отличаются универсальностью применения и более низкой стоимостью по сравнению с другими видами приборов.
Основным критерием выбора датчика является тип измеряемого давления, исходя из которого все приборы делятся на:
- датчики абсолютного давления для контроля показаний относительно абсолютного нуля,
- датчики дифференциального (относительного) давления для замеров показаний относительно заданного значения,
- датчики избыточного давления для измерения избыточных показаний относительно атмосферного давления,
- гидростатические датчики для замеров гидростатического давления среды контроля,
- датчики разряжения (вакуума) для измерения соответствующего вида давления.
Датчики давления выпускаются в виде отдельных приборов или могут быть интегрированы в состав многофункциональных устройств. Выбор датчика давления зависит от характеристик измеряемого вещества, условий рабочей среды, измеряемого диапазона, а также уровня чувствительности сенсора и точности измерений.
Выбрать и купить датчик давления вы можете в интернет-магазине РусАвтоматизация …
Виды датчиков
Классификация датчиков масла производится по принципу их работы. Выделяют два основных вида этих устройств:
- Датчики сигнализации сниженного давления, подающие сигнал на лампу, которая загорается на панели приборов при критическом снижении уровня смазки в двигателе.
- Датчики-измерители давления моторной смазки, показывающие текущий показатель, отображаемый на приборной панели на цифровом или стрелочном указателе.
Механическая конструкция
Механический датчик давления в настоящее время практически не используется. Он состоит из двух частей – мембранной и измерительной. Они связаны между собой трубкой, заполненной маслом. После запуска двигателя давление масла возрастает и мембрана прогибается. Она смещается, заставляя двигаться шток измерительной части прибора. Это движение через специальный механизм передается на стрелку аналоговой шкалы датчика, в результате чего водитель видит текущий показатель давления масла в системе.
Эти датчики громоздки, при этом существуют проблемы с их точностью, например, при термическом расширении масла. Тем не менее на основе таких приборов разработаны диагностические поверенные манометры, с помощью которых можно проконтролировать реальное давление в системе смазки двигателя.
Электрические и электронные
Электрический или электронный датчик давления масла устанавливается на подавляющее большинство современных автомобилей. Между этими двумя типами существуют отличия:
- Электронный или аварийный датчик давления работает в виде логического элемента в режиме да или нет. Если он загорается при работающем двигателе – это сигнал для водителя, что давление опустилось ниже допустимой нормы.
- Электрический или контрольный датчик масла по аналогии с механическим показывает давление масла в двигателе в режиме реального времени. Все данные выводятся на табло или стрелочный указатель.
В некоторых автомобилях, например, мощных тягачах или спортивных моделях, параллельно устанавливаются оба датчика, чтобы водитель мог отслеживать состояние двигателя и вовремя реагировать на масляное голодание, а в момент критического падения давления сразу остановиться, чтобы избежать поломки мотора.
Аварийный датчик представляет собой мембранный механизм с металлическим штоком, которому крепится контакт. Второй контакт неподвижно крепится к корпусу датчика. Когда двигатель не работает, они находятся в замкнутом положении и лампа на панели приборов горит. После запуска давление возрастает, и мембрана выгибается под давлением моторного масла, шток начинает двигаться и цепь размыкается – индикатор на панели приборов гаснет. Если же давления не хватает, чтобы выгнуть мембрану, цепь не размыкается и лампа продолжает гореть.
Принцип действия контрольного похож – он тоже работает от мембраны, выгибающейся под давлением масла. Но к ней через подвижный механизм присоединяется ползунок, двигающийся по реостату, изменяя сопротивление и силу тока в цепи. В зависимости от этого измерительная часть датчика выдает текущее давление масла в смазочной системе двигателя. Иногда вместо реостата в таких устройствах используются полупроводниковые или биметаллические преобразователи, но принцип их работы остается неизменным и зависит от движения мембраны.
Принцип работы датчика давления воды
Датчик давления — это устройство, у которого физические параметры изменяются в зависимости от давления измеряемой среды, это могут быть газы, жидкости, пар. При изменении измеряемой среды, в которой находиться датчик давления, меняется и его выходные унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.
Принципы использования датчика давления
Устройство состоит из первичного преобразователя давления, в составе которого чувствительный элемент и приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, различных по конструкции корпусных деталей и устройства вывода.
Основным отличием каждого датчика давления является точность регистрации давления (Диапазоны измерения от 0 … 6 бар до 0 … 60 бар), которая зависит от принципа преобразования давления в электрический сигнал: пьезорезистивный, тензометрический, емкостной, индуктивный, резонансный, ионизационный.
Методы преобразования давления в электрический сигнал
- тензометрический
Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе измерения деформации тензорезисторов, припаянных к титановой мембране, которая деформируется под действием давления.
- пьезорезистивный
Основаны на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую временную и температурную стабильности. Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются, так называемые, Low cost — решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем. Для измерения агрессивных сред и большинства промышленных применений используется преобразователь давления в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление измеряемой среды посредством кремнийорганической жидкости.
- ёмкостной
Ёмкостные преобразователи используют метод изменения ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Известны керамические или кремниевые ёмкостные первичные преобразователи давления и преобразователи, выполненные с использованием упругой металлической мембраны. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости. В элементе из керамики или кремния, пространство между обкладками обычно заполнено маслом или другой органической жидкостью. Недостаток — нелинейная зависимость емкости от приложенного давления.
- резонансный
Резонансный метод — это волновые процессы: акустические или электромагнитные. Это и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора. К недостаткам можно отнести индивидуальную характеристику преобразования давления, значительное время отклика, невозможность проводить измерения в агрессивных средах без потери точности показаний прибора.
- индуктивный
Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек, изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта. В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени. При отклонении мембраны создается ток в фиксированной основной катушке, что приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.
- ионизационный
Ионизационный метод — регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды. Лампа оснащена двумя электродами: катодом и анодом, — а также нагревателем. В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов. Преимуществом таких ламп является возможность регистрировать низкое давление — вплоть до глубокого вакуума с высокой точностью. Однако следует строго учитывать, что подобные приборы нельзя эксплуатировать, если давление в камере близко к атмосферному. Поэтому подобные преобразователи необходимо сочетать с другими датчиками давления, например, емкостными. Зависимость сигнала от давления является логарифмической.
Регистрация сигналов датчиков давления
Сигналы с датчиков давления являются медленноменяющимися. Это значит, что их спектр лежит в области сверхнизких частот. Для того чтобы с высокой точностью оцифровать такой сигнал необходимо подавить высокочастотную часть спектра, полностью состоящую из помех. Это особенно актуально в промышленных условиях. Специально для ввода медленноменяющихся сигналов используются интегрирующие АЦП. Они проводят измерение не мгновенного значения сигнала (которое изменяется под действием помех), а интегрируют сигнальную функцию за заданный промежуток времени, который заведомо меньше постоянной времени процессов, происходящих в контролируемой среде, но заведомо больше периода самой низкочастотной помехи
Какие отличия датчика давления от манометра?
Манометр — прибор, предназначенный для измерения (а не преобразования) давления. В манометре от давления зависят показания прибора, которые могут быть считаны с его шкалы, дисплея или аналогичного устройства.
Нужен датчик давления?
Для подбора необходимого датчика давления для работы с частотным преобразователем или другим устройством обратитесь по телефону электротехнической компании ЭНЕРГОПУСК: (495) 775-24-55.
Датчики давления
Остались вопросы? Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы: 8-800-700-11-54
(8-18, Пн-Вт)
Чувствительность
Различные процессы требуют различных уровней точности. В общем, чем точнее датчик, тем он дороже, таким образом, будет экономически выгодно выбрать датчики, которые способны максимально удовлетворить требуемую точность. Существует также компромисс между точностью и способностью быстро обнаруживать изменения давления. Следовательно, в процессах, в которых давление сильно варьируется в течение коротких периодов времени — нецелесообразно использовать датчики, которым требуется больше времени, чтобы дать точные показания давления, хотя они и могли бы дать более точные значения.
Виды и работа датчиков избыточного давления
Больше всего распространены пъезоэлектрические, тензометрические и ёмкостные аналоговые или цифровые датчики избыточного давления. Обе группы датчиков интегрируются в общую АСУ ТП. Датчики состоят из полости с чувствительным сенсором и электронного блока с дополнительными устройствами. Давление воздействует на сенсор, который меняет свои токопроводящие характеристики. Электронный блок распознаёт изменение состояния сенсора, формирует выходной электрический сигнал и управляет дополнительными устройствами (отображения, сигнализации, реле). Ряд моделей датчиков способен измерять избыточное давление в агрессивных средах.
Емкостные приборы
Эти устройства наиболее популярные, так как имеют простую конструкцию, работают стабильно и в обслуживании неприхотливы. Конструкция состоит из двух электродов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Получается своеобразный конденсатор. Одна из его пластин – это мембрана, на нее действует давление (измеряемое). В результате меняется зазор между пластинами (пропорционально давлению). По школьному курсу физики вы знаете, что емкость конденсатора зависит от площади поверхности пластин и расстояния между ними.
При работе в датчике давления изменяется только расстояние между пластинами – этого вполне достаточно для того, чтобы осуществить замер параметров. Электронные датчики давления масла строятся именно по такой схеме. Преимущества у данного типа конструкций очевидны – они могут работать в любых средах, даже агрессивных. На них не действуют большие перепады температур, электромагнитные волны.
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.
Исполнения
| Модель | Диапазон регулирования, кПа | Перегрузка, кПа |
| ДРДМ-0,5-ДИ | 0,2-0,5 | 50 |
| ДРДМ-1-ДИ | 0,2-1 | 50 |
| ДРДМ-5-ДИ | 1-5 | 50 |
| ДРДМ-15-ДИ | 3-15 | 50 |
| ДРДМ-40-ДИ | 5-40 | 50 |
| РД-016-2,5ДИ | 0-2,5 | 10 |
| РД-016-10ДИ | 0-10 | 50 |
| РД-016-40ДИ | 0-40 | 100 |
| РД-016-160ДИ | 0-160 | 400 |
| РД-016-600ДИ | 0-600 | 1200 |
| РД-016-2500ДИ | 0-2500 | 5000 |
| РД-016-5000ДИ | 0-5000 | 10000 |
| РД-016-0,25ДД | 0-0,25 | -1 |
| РД-016-1ДД | 0-1,0 | -1 |
| РД-016-2,5ДД | 0-2,5 | -1 |
| РД-016-10ДД | 0-10 | -1 |
| РД-016-40ДД | 0-40 | -2,142857143 |
| РД-016-160ДД | 0-160 | -2 |
| РД-016-160ДД | 0-1000 | -2 |
| РД-016-160ДД | 0-2000 | -4 |
| РД-016-0,25ДИВ | ±0.25 | ±1 |
| РД-016-1ДИВ | ±1 | ±2 |
| РД-016-5ДИВ | ±5 | ±10 |
| РД-016-30ДИВ | ±30 | ± 50 |
| ДРДЭ-0,25-ДД | 0-0,25 | 10 |
| ДРДЭ-0,5-ДД | 0-0,5 | 50 |
| ДРДЭ-2,5-ДД | 0-2,5 | 50 |
| ДРДЭ-10-ДД | 0-10 | 100 |
| ДРДЭ-50-ДД | 0-50 | 250 |
| ДРДЭ-100-ДД | 0-100 | 250 |
| ДРДЭ-0,125-ДИВ | ±0,125 | 10 |
| ДРДЭ-0,25-ДИВ | ±0,25 | 10 |
Критерии отбора датчика
Для того чтобы контролируемая давлением система работала правильно и эффективно, важно, чтобы используемый датчик давления мог давать точные показания по мере необходимости и в течение длительного периода времени без необходимости ремонта или замены в условиях работы системы. Существует несколько факторов, влияющих на пригодность конкретного датчика давления для конкретного процесса
Основные это:
- характеристики используемых веществ в среде которых будет использоваться устройство;
- условия окружающей среды;
- диапазон давлений;
- уровень точности и чувствительности, требуемые в процессе измерения.
Устройство датчика
У этого прибора параметры могут изменяться в зависимости от изменения параметров в измеряемой среде, например, жидкости, газа, или пара. В датчике, характеристики измеряемой среды преобразуется в унифицированный код для вывода показателей на указательный прибор.
Датчик состоит из первичного преобразователя, который включает в себя чувствительный элемент — получатель давления, схемы второстепенной обработки сигнала, и различные части корпуса. В некоторых случаях оборудуется деталями герметизации для условий работы во влажных и агрессивных средах.
Оптоэлектронные датчики
Они просто детектируют давление, обладают высокой разрешающей способностью. У них высокая чувствительность и термостабильность. Работают на основе интерференции света, используют для измерения небольших перемещений интерферометр Фабри-Перо. Такие электронные датчики давления встречаются крайне редко, но являются достаточно перспективными.
Основные компоненты прибора:
- Кристалл оптического преобразователя.
- Диафрагма.
- Светодиод.
- Детектор (состоит из трех фотодиодов).
К двум фотодиодам пристраиваются оптические фильтры Фаби-Перо, у которых небольшая разница в толщине. Фильтры – это кремниевые зеркала с отражающей лицевой поверхностью. Они покрыты слоем оксида кремния, на поверхность наносится тонкий слой алюминия. Оптический преобразователь очень схож с емкостным датчиком давления.
Классификация приборов по принципу действия
От принципа действия или метода, используемого при преобразовании входного сигнала в электрический выходной, датчики измерения классифицируют:
- Тензометрический метод. Чувствительные детали производят измерение сопротивления при воздействии на тензорезистор, прикреплённый к упругому элементу, который при воздействии давления деформируется.
- Пьезорезистивный метод. Работает на основе интегральных чувствительных деталей из кремния. Преобразователи из кремния обладают высокой чувствительностью благодаря возможности изменения сопротивления полупроводника. Для измерения характеристик в неагрессивных средах используется Low cost — метод исполнения оборудования, когда чувствительный элемент не оборудован какими-либо степенями защиты. В случае работы в среде где, возможно, оказания на датчик агрессивного вещества, чувствительный элемент оборудуется герметичным корпусом с разделяющей диафрагмой из стали, которая передаёт давление посредством кремниевой жидкости.
- Ёмкостный метод. Главной частью датчика, работающего по такому методу является ёмкостная ячейка. Её работа заключается в изменении электрической ёмкости между укладкой конденсатора и измерительной мембраны в зависимости. Главным плюсом можно отметить защиту от деформации, при отсутствии давления мембрана восстанавливает свою форму, при этом калибровка такого датчика не требуется. А также высокая стабильность характеристик обусловлена малым влиянием погрешности температуры за счёт небольшого объёма жидкости, которая заполняет внутренний объем ячейки.
- Резонансный метод. За основу работы по такому принципу взято изменение частоты резонансы колеблющегося элемента при его деформации. Из недостатков можно выделить большое время отклика, и невозможность работы в агрессивных средах без потери измерительной точности.
- Индуктивный метод. Основывается на регистрации вихревых оков. Измерительный элемент состоит из двух изолированных катушек металлическим экраном. Преобразователь проводит измерение смещения мембраны при отсутствии фактического контакта между двумя поверхностями. Электрический ток генерируется в катушках таким образом, что заряд и разряд катушки происходит на равных отрезках временного промежутка. При изменении положения мембраны создаётся ток в зафиксированной катушке, после чего следует изменение индуктивности системы. Смещение данных основной катушки даёт возможность о преобразовании данных в стандартный сигнал, который по своим параметрам пропорционален оказанному давлению.
- Ионизационный метод. Работает по принципу регистрации поток ионизированных частиц, как ламповый диод. Лампа оборудуется двумя электродами, катодом, анодом, и нагревателем в некоторых случаях. Преимуществом является возможность регистрировать данные в средах с низким давлением, в том числе и вакуума, но при атмосферном давлении такое оборудование эксплуатировать нельзя.
- Пьезоэлектрический метод. Задумка основывается на основе пьезоэлектрического эффекта, в котором пьезоэлемент создаёт электрический сигнал, пропорционально воздействию измеряемой среды на него. Используется для измерения постоянно изменяющихся акустических и импульсных сред. Обладает широким диапазоном динамического и частного измерения данных. Обладает небольшой массой, габаритами и высокой надёжностью при эксплуатации в тяжёлых условиях.
Выводы:
| Тип элемента | Диапазон давления | Чувствительность | Преимущество | Недостатки |
| Трубка Бурдона | 0,1…700 МПа | 0,03 МПа | Портативность; Низкие эксплуатационные расходы. | Статические измерения; Низкая точность. |
| Сильфоны | 0,0012 МПа | Может быть использован на низких давлениях. | Может быть подсоединен только к двухпозиционному переключателю или к потенциометру. | |
| Диафрагмы | 0,1…2,2 МПа | 0,01 МПа | Быстрое время отклика; Высокая точность; Хорошая линейность; Может быть использован в коррозионных средах. | Очень дорогой. |
| Емкостные | 2,5 Па – 70 МПа | 0,07 МПа | Используются для измерения низких давлений и вакуума; Прочная конструкция. | Полностью электронный; Емкостные пластины могут слипаться в процессе эксплуатации. |
| Индуктивные | 250 Па – 70 МПа | 0,35 МПа | Высокая чувствительность. | Ограничены упругими элементами; Более грубые по сравнению с датчиками магнетосопротивления. |
| Магнетосопротивления | 250 Па – 70 МПа | 0,35 МПа | Высокая чувствительность. | Требуют наличия внешнего источника переменного тока. |
| Пьезоэлектрические | 0,021…100 МПа | 0,1 МПа | Очень быстрое время отклика. | Подвергается влиянию высоких температур и статических сил. |
| Потенцоиметрические | 0,03…70 МПа | 0,07 – 0,35 МПа | Могут иметь очень маленькие размеры. | Маленькая чувствительность и рабочий диапазон. |
| Измерения натяжения | 0…14000 МПа | 1,4 – 3,5 МПа | Очень высокая чувствительность; Могут быть использованы на мобильных частях. | Чрезвычайно медленное время отклика; Слабый выходной сигнал. |
| Дифференциальные | Зависит от других элементов устройства | Зависит от других элементов устройства | Используются для измерения перепада давления. | Измеряются только для измерения перепада давления. |
| Теплопроводности | 0,4Е-3…1,3Е-3 МПа | 6Е-13 МПа | Способны измерять вакуум. | Измерения линейны только на низких давлениях. |
| Ионизации | 1,3Е-13…1,3Е-8 МПа | 1Е-13…1Е-16 МПа | Высокая чувствительность; Могут измерять глубокий и сверхглубокий вакуум. | Ограничены фотоэлектрическим эффектом. |
| Вибрации | 0,0035…0,3 МПа | 1Е-5 МПа | Очень точные; Не подвержены изменениям температуры. | Не могут быть использованы на больших давлениях. |
Применение и подбор датчиков избыточного давления
Выбор датчиков избыточного давления это технически сложная задача, которая зависит от вида давления, характеристик измеряемой среды, внешних условий, метрологических параметров датчика, типа подключения датчика и его дополнительных возможностей по индикации, разнообразия аналоговых выходных сигналов, поддержки общепринятых цифровых промышленных протоколов, и т.д. Прежде чем датчик избыточного давления купить для стандартного применения, выбрать его будет целесообразнее из самых применяемых моделей:
- промышленный датчик избыточного давления DMP331 для общего использования
- модели датчиков DMP 333, DMK 331 для измерения среднего и высокого давления
- датчик DMP 331P для пищевой промышленности с разными типами подключения
- точный датчик DPS 300 для особо низкого давления газов
- датчики-индикаторы, датчики-сигнализаторы и датчики-реле
- специализированные датчики (высокоточные, гидравлика, фреон, вязкие или агрессивные среды)
Дополнительные функции сильно влияют на стоимость устройства и цена на датчики избыточного давления может меняться в разы. Чтобы купить нужный датчик по оптимальной цене, обратитесь к нашим специалистам.
