Uvod u instrumentaciju tlaka

Razumijevanje instrumentacije tlaka temeljno je u raznim industrijskim primjenama, od upravljanja procesima do sigurnosnih sustava. Ovaj vodič pruža jasan pregled uobičajenih uređaja za mjerenje tlaka, njihovih načela rada i tipičnih primjena. Svaki je odjeljak osmišljen kako bi pojednostavio složene koncepte, čineći učenje učinkovitim i zanimljivim.

1. Bourdonova cijev za mjerenje tlaka

Bourdonovi manometri, koji se često koriste u industrijskim sustavima, poput kotlova, rade na principu zakrivljene, šuplje cijevi koja se deformira pod unutarnjim tlakom.

Princip rada:

• Tekućina pod tlakom ulazi u zakrivljenu Bourdonovu cijev.
• Cijev se lagano ispravlja, prenoseći to kretanje kroz sustav od:
  • Klipnjača
  • Segmentni i zupčani zupčanik
  • Pokazivač i brojčanik
• Kazaljka zatim precizno prikazuje vrijednost tlaka na kalibriranom brojčaniku.

Razred točnosti:

Točnost se definira kao postotak punog raspona dopuštene pogreške.

• Uobičajene ocjene uključuju: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 i 2,5.
• Niži broj ocjene označava veću točnost.
• Klase 3 i 4 rijetko se koriste u kritičnim primjenama poput kotlovskih sustava zbog njihove niže preciznosti.

2. Električni kontaktni mjerač tlaka

Ovaj instrument je poboljšana verzija Bourdonovog manometra, s integriranim električnim kontaktima za pružanje ključnih funkcija alarma i upravljanja.

Značajke:

• Opremljen gornjim i donjim graničnim kontaktima.
• Aktivira alarm ili automatski odgovor kada se prekorače pragovi tlaka.
• Može se besprijekorno integrirati s relejima i kontaktorima za sveobuhvatno automatsko upravljanje.
• Posebno primjenjivo u zahtjevnim okruženjima kao što su sustavi kotlova na naftu i plin.

3. Kapacitivni senzor tlaka

Ovi sofisticirani senzori detektiraju tlak preciznim mjerenjem promjene kapaciteta koja nastaje deformacijom fleksibilne dijafragme.

Princip rada:

• Primijenjeni tlak uzrokuje pomicanje fleksibilne dijafragme.
• Ovaj pomak izravno mijenja kapacitet između dvije ploče.
• Rezultirajući signal se zatim precizno pretvara u mjerljiv električni izlaz.

Vrste:

• Dostupan u jednostranom i diferencijalnom dizajnu.
• Senzori diferencijalnog tlaka obično pokazuju približno dvostruko veću osjetljivost od jednostrano postavljenih senzora.

Prednosti:

• Visoka osjetljivost, što omogućuje precizna mjerenja.
• Brza brzina odziva za dinamične aplikacije.
• Izvrsna otpornost na udarce i vibracije.
• Jednostavan i robustan strukturni dizajn.

4. Mjeh za mjerenje tlaka

Ovaj mjerač je idealan izbor za mjerenje suptilnih promjena tlaka, posebno je pogodan za sustave ventilacije kotlova i plinovode.

Princip rada:

• Tlak ulazi u specijaliziranu šupljinu mijeha.
• Mijeh se širi, stvarajući precizno mehaničko pomicanje.
• To se gibanje zatim precizno prenosi na pokazivač putem zupčastog mehanizma.
• Očitavanje tlaka uživo prikazuje se izravno na brojčaniku instrumenta.

5. Termometri za tlak

Ovi integrirani instrumenti koriste zatvoreni sustav ispunjen specifičnom tekućinom za precizno pretvaranje promjena temperature u odgovarajuća očitanja tlaka.

Komponente:

• Kugla (sonda) strateški postavljena unutar temperaturne zone koju treba pratiti.
• Kapilarna cijev dizajnirana za prenošenje promjena tlaka.
• Bourdonova cijev, koja reagira na promjene prenesenog tlaka.
• Kazaljka koja točno pokazuje temperaturu na kalibriranom brojčaniku.

Korištene tekućine:

• Obično se pune tekućinama, parom ili plinovima poput dušika (odabranog zbog njegove stabilnosti).
• Radni raspon obično se kreće od -100°C do +500°C.

Primjene:

• Neophodno za kontinuirano praćenje temperature i funkcije automatskog prebacivanja.
• Široko se koristi za upravljačke krugove unutar različitih industrijskih sustava.

6. Senzori tlaka s mjeračem naprezanja

Ovi visokoprecizni senzori koriste mjerače naprezanja za izravno pretvaranje mehaničkog naprezanja u mjerljive promjene električnog otpora.

Ključni elementi:

• Mjerač naprezanja precizno spojen na podlogu osjetljivu na pritisak.
• Podloga se deformira pod primijenjenim tlakom, čime se mijenja otpor mjerača naprezanja.
• Obično koristi Wheatstoneov mostni krug za precizno mjerenje promjena otpora.
• Rezultirajući signal se zatim pojačava i digitalizira za precizan izlaz.

Varijacije:

• Dostupan u metalnoj foliji i poluvodičkoj vrsti.
• Vrste metalnih folija nadalje uključuju podtipove žice i folije.

Primjeri upotrebe:

• Izvrsno za besprijekornu integraciju u moderne digitalne upravljačke sustave.
• Nudi visoku točnost i dobro je prilagođen za dinamička mjerenja.

Zaključak: Vizualno učenje, praktične vještine

Bez obzira jeste li novi u svijetu instrumentacije ili jednostavno osvježavate svoje znanje, ovi animirani vodiči za instrumentaciju tlaka osmišljeni su kako bi vam pomogli brzo shvatiti ključne koncepte i steći praktično razumijevanje.

Pratite nas za još pojednostavljenih vodiča o instrumentima za razinu, protok i analitiku – svi su osmišljeni kako bi automatizaciju učenja učinili ne samo informativnom već i istinski ugodnom.