Датчик избыточного давления. Датчики избыточного давления: типы, принцип работы, применение и защита от перегрузок

Что такое датчик избыточного давления. Как работают датчики избыточного давления. Где применяются датчики избыточного давления. Как защитить датчики от перегрузок по давлению. Какие бывают типы защиты от избыточного давления.

Что такое датчик избыточного давления и принцип его работы

Датчик избыточного давления — это измерительный прибор, предназначенный для определения разницы между измеряемым и атмосферным давлением. Принцип работы таких датчиков основан на преобразовании деформации чувствительного элемента под воздействием давления в электрический сигнал.

Основные компоненты датчика избыточного давления:

• Разделительная мембрана для контакта с измеряемой средой
• Масляное наполнение для передачи давления
• Кремниевый пьезорезистивный кристалл
• Электронный преобразователь сигнала

При воздействии давления на мембрану происходит ее деформация, которая через масло передается на кристалл. Изменение сопротивления пьезорезистивного моста на кристалле преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный измеряемому давлению.

Типы и конструктивные особенности датчиков избыточного давления

Существует несколько основных типов датчиков избыточного давления:

• Тензометрические — на основе тензорезисторов
• Пьезоэлектрические — используют пьезоэффект
• Емкостные — на основе изменения емкости
• Индуктивные — на основе изменения индуктивности
• Потенциометрические — на основе изменения сопротивления

По конструкции датчики могут быть:

• Врезные — монтируются непосредственно в трубопровод
• Погружные — опускаются в измеряемую среду
• Фланцевые — крепятся на фланец
• Штуцерные — присоединяются через штуцер

Выбор типа и конструкции зависит от условий применения, требуемой точности и диапазона измерений.

Области применения датчиков избыточного давления

Датчики избыточного давления широко используются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства:

• Нефтегазовая промышленность — контроль давления в трубопроводах и резервуарах
• Химическая промышленность — измерение давления в реакторах и емкостях
• Энергетика — мониторинг давления пара и воды в котлах
• Машиностроение — контроль гидравлических и пневматических систем
• ЖКХ — измерение давления воды в водопроводных сетях
• Пищевая промышленность — контроль давления в технологических процессах

Они позволяют автоматизировать процессы, повысить их эффективность и безопасность за счет непрерывного мониторинга давления.

Преимущества и недостатки датчиков избыточного давления

Основные преимущества датчиков избыточного давления:

• Высокая точность измерений
• Широкий диапазон измерений
• Надежность и долговечность
• Возможность удаленного мониторинга
• Компактные размеры

К недостаткам можно отнести:

• Чувствительность к перегрузкам
• Зависимость показаний от температуры
• Необходимость периодической калибровки
• Относительно высокая стоимость

При правильном выборе и эксплуатации преимущества датчиков избыточного давления значительно перевешивают их недостатки.

Как выбрать подходящий датчик избыточного давления

При выборе датчика избыточного давления следует учитывать следующие факторы:

1. Диапазон измерений — должен соответствовать рабочему диапазону давлений
2. Точность измерений — выбирается исходя из требований технологического процесса
3. Условия эксплуатации — температура, влажность, вибрации и т.д.
4. Тип выходного сигнала — аналоговый или цифровой
5. Конструктивное исполнение — врезной, погружной, фланцевый и т.д.
6. Материал корпуса и мембраны — должны быть совместимы с измеряемой средой
7. Наличие взрывозащищенного исполнения при необходимости

Важно также учитывать репутацию производителя и наличие сервисной поддержки. Правильный выбор датчика обеспечит его эффективную и долговременную работу.

Защита датчиков избыточного давления от перегрузок

Перегрузки по давлению могут вывести датчик из строя, поэтому важно обеспечить его защиту. Существует несколько способов защиты датчиков избыточного давления от перегрузок:

• Использование датчиков с повышенной перегрузочной способностью
• Установка предохранительных клапанов
• Применение демпферов и гасителей гидроударов
• Использование разделительных мембран
• Электронная защита от перегрузок

Выбор метода защиты зависит от конкретных условий применения датчика и возможных причин возникновения перегрузок. Комплексный подход к защите позволяет значительно повысить надежность и долговечность датчиков.

Техническое обслуживание и калибровка датчиков избыточного давления

Для обеспечения точности измерений и длительной работы датчиков избыточного давления необходимо регулярно проводить их техническое обслуживание и калибровку. Основные мероприятия включают:

• Визуальный осмотр на предмет механических повреждений
• Проверка электрических соединений
• Очистка чувствительного элемента от загрязнений
• Проверка и при необходимости корректировка нуля и диапазона
• Калибровка с использованием эталонных средств измерений

Периодичность обслуживания и калибровки определяется условиями эксплуатации и требованиями к точности измерений. Своевременное и качественное обслуживание позволяет предотвратить отказы датчиков и обеспечить их стабильную работу.

Датчики избыточного и абсолютного давления, датчики дифференциального давления, врезные датчики уровня

Датчики избыточного и абсолютного давления

Датчики дифференциаль­ного давления

Датчики дифференциального давления

DMD 331
Датчик дифференциального давления в компактном исполнении

DMD 331-A-S-LX/HX
Высокоточный интеллектуальный датчик дифференциального давления с HART-интерфейсом

DPS+
Датчик дифференциального давления для промышленности и лабораторных исследований

Врезные датчики уровня

Датчики давления гидростатические врезные

LMK 331
Врезной датчик уровня с открытой керамической мембраной, устойчив к воздействию агрессивных сред

LMK 351
Врезной датчик уровня с открытой керамической мембраной, устойчив к воздействию агрессивных сред, повышенная точность измерений

LMP 331
Врезной датчик уровня с открытой мембраной из нержавеющей стали для измерения низкого и среднего давления в вязких средах

LMP 331i
Высокоточный врезной датчик гидростатического давления с цифровым выходом RS-232

Погружные датчики уровня (зонды)

Датчики давления гидростатические погружные

LMK 858
Погружной зонд для измерения уровня с керамической мембраной в корпусе из PVC (для агрессивных сред)

LMP 305
Погружной зонд для измерения уровня с мембраной из нержавеющей стали (диаметр зонда 19 мм)

LMP 307
Погружной зонд для измерения уровня с мембраной из нержавеющей стали (диаметр зонда 27 мм)

LMP 308 / LMP 308i
Погружной зонд для измерения уровня с мембраной из нержавеющей стали (диаметр зонда 39 мм), исполнение I – высокоточный

LMP 808
Погружной зонд для измерения уровня с мембраной из нержавеющей стали и в корпусе из PVC

Датчики избыточного и абсолютного давления

Предназначены для измерения и непрерывного преобразования избыточного, вакуумметрического или вакуумметрического и избыточного давлений в унифицированный выходной сигнал постоянного тока. Общепромышленные датчики давления с унифицированным аналоговым выходным сигналом 4…20 мА широко применяются в системах сбора данных, автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности и городского хозяйства.

Датчики дифференциального давления или датчики перепада давлений

Предназначены для измерения и непрерывного преобразования разности давлений в унифицированный выходной сигнал постоянного тока. Датчики дифференциального давления используют для регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, особенно в системах водоподготовки, вентиляции, фильтрации, газоснабжения.

Врезные датчики уровня (давления)

Предназначены для измерения уровня жидких сред с постоянной плотностью. Корпус датчиков может быть изготовлен из нержавеющей стали, поливинилхлорида, фторида поливинилидена, а мембрана из нержавеющей стали или керамики. Благодаря этому датчики могут быть использованы для проведения измерений как неагрессивных, так и агрессивных сред. Датчики уровня используются для универсального применения в промышленности и соответствуют высоким требованиям по точности и стабильности характеристик.

Погружные датчики уровня (зонды)

Когда для измерения уровня жидкости невозможно применить врезной датчик, используют погружные гидростатические (скважинные) датчики уровня. Корпус и мембрана датчика могут быть изготовлены из разнообразных материалов, что позволяет использовать погружные датчики уровня для измерения не только уровня воды, но и уровня агрессивных и/или вязких сред.

Новости

Датчики избыточного давления Keller | Измеркон

Главная

>

Поддержка

>

Публикации

>

Датчики избыточного давления Keller

Компания Keller, основанная в 1974 году в Швейцарии, является крупнейшим производителем датчиков избыточного давления в Европе. Благодаря своевременному созданию и внедрению передового пьезорезистивного сенсора, компания Keller на сегодняшний день — главный новатор и лидер в технологиях измерения давления. Ключевой особенностью компании является то, что “Keller AG” концентрирует все свои усилия и идеи на контрольно-измерительных приборах, не пытаясь охватить все и вся. На сегодняшний день, 5 швейцарских заводов производят 1 000 000 сенсоров давления в год, удовлетворяя потребности даже самых крупных потребителей. Примечательно, что четверть производимых сенсоров поставляется другим производителям приборов измерения давления.

Датчик избыточного давления представляет собой измерительный прибор, который имеет разделительную мембрану для контакта с измеряемой средой, и по давлению, оказываемому на мембрану, через масляное наполнение передает давление на кремниевый пьезорезистивный кристалл. По изменению сопротивления моста определяется значение давления. Деформация электрического сигнала лежит в основе пьезометрической технологии, разработанной Хансом В. Келлером в 1973 году.

Компактная конструкция и различные конструктивные исполнения позволяют установить датчик избыточного давления в любом необходимом месте, не прибегая к демонтажу крупных конструкций. Заказчик может самостоятельно «собрать» датчик избыточного давления, в зависимости от необходимой погрешности, конструктива, выходного сигнала, резьбового присоединения и даже материала, из которого будет выполнен датчик давления и кабель, если он необходим.

Keller 21Y

Датчик давления Keller 21Y имеет высокую точность и надежность, при этом он всегда доступен для заказчика.

Диапазон давления:	от 0…1 бар до -1…1000 бар
Температура хранения/работы:	-40…100°C
Основная погрешность	0,5% ВПИ

Keller 23SY

Датчик давления Keller 23SY имеет более высокую точность и очень низкую температурную погрешность.

Диапазон давления:	0…0,1 бар до -1…1000 бар
Температура хранения/работы:	-40…120°C
Основная погрешность	0,25% ВПИ

Keller 25Y

Датчик давления Keller 25Y имеет полностью сварную конструкцию и плоскую мембрану. Идеально подходит для измерения уровня жидкости (гидростатический датчик уровня).

Диапазон давления:	0…0,1 бар до -1…1000 бар
Температура хранения/работы:	-40…120°C
Основная погрешность	0,25% ВПИ

Keller 33X

Основой высокоточного датчика давления Keller 33X является стабильный пьезорезистивный сенсор с новейшей микропроцессорной электроникой XEMICS с интегрированным 16 (20) bit A/D конвертером.

Диапазон давления:	0…1 бар до -1…1000 бар (2000 бар)
Температура хранения/работы:	-40…120°C
Основная погрешность	0,05% ВПИ (опция 0,01% ВПИ)

Keller 41X

Серия 41 X представляет собой керамический емкостной чувствительный элемент, оптимальный для измерения малых давлений.

Диапазон давления:	от 0…10 мбар до 0…300 мбар
Температура хранения/работы:	-30…80°C
Основная погрешность	0,1% ВПИ

Подробнее с линейкой наших датчиков избыточного давления Вы можете ознакомиться здесь.

Вы всегда можете обращаться к нашим специалистам, которые будут рады подобрать датчик избыточного давления оптимальный для решения Вашей задачи.

Новости

Публикации

12 Октября 2022 г.

«Измеркон» примет участие в выставке «Testing and Control»

4 Октября 2022 г.

Новинка: электромагнитные расходомеры жидкостей от «Измеркон»

22 Июня 2022 г.

Новинка: датчики iMK для контроля СО2 в помещениях

Все новости

Видео

Компания KELLER Биотоп Высокотехнологичное производство на заводе KELLER. Швейцария

Все видео

Что такое избыточное давление и как его предотвратить?

Что такое номинальное давление, избыточное давление, разрывное давление?

Во многих применениях и отраслях промышленности нередко приходится сталкиваться с риском избыточного давления или избыточного давления в пневматической или гидравлической сети оборудования, особенно на объектах с высокой степенью автоматизации. Если это явление не контролируется должным образом, оно может привести к необратимому повреждению оборудования и производственных линий. Вот почему датчики давления обычно используются в качестве некоторой формы защиты в нескольких операциях, таких как промышленные , медицинские , биотехнологические и фармацевтические.

Тем не менее, датчики давления, поскольку они предназначены для измерения давления в определенных диапазонах (например, от 0 до 100 бар изб.), не всегда способны выдерживать экстремальные уровни давления. Чтобы справиться с этим, инженеры и проектировщики определили номинальное давление, которое может описывать условия, которые компонент давления может выдерживать, не влияя на его эксплуатационные характеристики. Они делятся на:

• номинальное давление,
• избыточное давление
• и давление разрыва.

Максимальное давление, которое производитель указывает в качестве желаемого давления, при котором устройство будет функционировать должным образом, обычно обозначается как номинальное давление . Значение избыточного давления — это условие, при котором преобразователь давления может выдерживать избыточное давление без ущерба для производительности и последующих измерений. В разных ситуациях избыточное давление принимают за давление разрыва , которое определяется как максимальное давление, которое можно приложить без физического повреждения корпуса чувствительного компонента.

Дополнительная литература : В чем разница между датчиками давления, преобразователями, переключателями и преобразователями?

Например, если датчик давления имеет номинальное давление 2 бар, 5-кратное избыточное давление и 10-кратное разрывное давление, это означает, что датчик может измерять давление до 2 бар, он может выдерживать избыточное давление до 10 бар без повреждений, а если давление достигает 20 бар. уплотнение датчика лопнет. От 10 до 20 бар датчик не лопается, но повреждается и не будет работать должным образом.

Что может вызвать избыточное давление?

Вызвать избыточное давление могут различные факторы, в том числе непреднамеренное повышение температуры, подъем, неисправный регулятор давления, синхронизация процесса или сочетание всех этих факторов. Эти причины распространены в отсеках промышленного оборудования, таких как соленоиды, центробежные насосы, регуляторы и клапаны.

Как предотвратить катастрофические отказы из-за избыточного давления?

Как объяснялось выше, избыточное давление является неизбежным явлением на любом производстве , процесс и промышленность. Даже небольшое избыточное давление (в диапазоне миллисекунд) может необратимо повредить установленные датчики давления и оборудование. Лучшее решение для предотвращения повреждения критически важного оборудования в результате избыточного давления — устранение проблемы в ее корне. Это можно сделать, выбрав подходящий датчик давления, способный выдерживать максимально возможное избыточное давление. Именно здесь емкостные датчики давления MEMS могут действительно иметь значение.

Дополнительная литература : Узнайте больше о преимуществах емкостной технологии

Благодаря своей конструкции и принципу измерения емкостные МЭМС-датчики давления могут выдерживать 100-кратное избыточное давление, что делает их единственной доступной сенсорной технологией на рынке, способной выдерживать такое высокое избыточное давление.

Устойчивость к избыточному давлению наряду с превосходной точностью и характеристиками диапазона общей погрешности делают емкостные МЭМС-датчики давления идеальными для любого применения, в котором используются насосы или клапаны, особенно в оборудовании автоматизации, где в основном возникает избыточное давление. В таких приложениях могут быть затронуты обычные датчики давления, и их следует избегать.

 

Принцип емкостного измерения МЭМС

Перед выбором датчика следует принять во внимание максимальное значение давления для необходимого применения. Понимание преимуществ каждой технологии, динамики их системы, ограничений датчика и различных способов его применения важно для повышения производительности и снижения затрат на техническое обслуживание.

На следующем рисунке показан пример применения датчика с абсолютной калибровкой на 10 бар для измерения избыточного давления. Максимальное ожидаемое рабочее давление (MEOP) датчика составляет 10 бар. Датчик измеряется при эталонном давлении 9. 3 бара абс., ​​а затем подвергается давлению со следующими ступенями давления, как указано ниже.

Пример применения избыточного давления

Как видно из рисунка выше, датчик возвращается к номинальной производительности даже при приложении 100-кратного избыточного давления в течение длительного периода времени.

Дополнительная литература : Все о различных типах давления

Датчики давления с высокой устойчивостью к избыточному давлению

ES Systems разработала датчики давления высокого класса с передовой емкостной технологией МЭМС и устойчивостью к избыточному давлению. Благодаря своему революционному дизайну они могут выдерживать в 100 раз превышает номинальное давление без пластической деформации и может применяться в любых суровых условиях окружающей среды. В эту исключительную категорию входят:

• ESCP-MIS1 — емкостный датчик давления, обеспечивающий исключительную точность с высокой воспроизводимостью и стабильностью в сложных условиях.
• ESCP-BMS1 – кремниевый емкостной датчик давления с высокой устойчивостью к избыточному давлению, безупречный и идеальный для применений, требующих высокой точности и малого диапазона общей погрешности, например, в промышленности, медицине и системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
• ESCP-MIT1 — сверхмощный преобразователь давления, идеально подходящий для отраслей промышленности, которым нужны результаты с повышенной точностью и разрешением.

Датчики давления View

Защита от избыточного давления

Избыточное давление используется для описания состояния, при котором значение давления превышает рабочие пределы или пороговое значение давления.

Значение избыточного давления может относиться к аварийному состоянию процесса, которое предупреждает оператора о превышении предельного значения или приводит в действие переключатель, управляющий предохранительным клапаном.

Избыточное давление может также относиться к максимальному значению давления, которое может выдержать компонент, находящийся под давлением, без ущерба для эксплуатационных характеристик.

Содержимое

Датчики и приборы давления с защитой от избыточного давления

Преобразователи давления, преобразователи и приборы с защитой от избыточного давления, устойчивые к высоким перегрузкам давления без повреждения.

• Компактный датчик перепада давления жидкости DMD331
• Датчик перепада давления уровня в резервуаре под давлением DPT200
• LMK351 Преобразователь уровня промывки при высоком избыточном давлении
• PD39X Преобразователь высокого перепада давления
• DPT200 Датчик перепада давления при высокой односторонней перегрузке
• DMP 335 Полностью сварная мембрана датчика давления из нержавеющей стали Абсолютный цифровой датчик перепада давления

Типы защиты от избыточного давления

В спецификациях датчиков давления большинства производителей вы найдете рейтинг избыточного давления или расчетного давления. Это максимальное давление, которое выдерживает датчик давления, не повреждая диафрагму и не выходя за допустимые пределы.

Номинальное избыточное давление или расчетное давление в основном является ориентиром для определения того, будет ли защищен датчик давления в случае отказа системы и приложенного давления, превышающего нормальные рабочие условия.

Заниженный диапазон

Один из подходов к проектированию заключается в недоиспользовании диапазона определенного номинала диафрагмы, например. используйте диафрагму на 100 бар для измерения 50 бар, эффективно удваивая номинальное избыточное давление (например, PD39X). Основным недостатком этого метода является то, что точность и выходная чувствительность скомпрометированы, поэтому при использовании метода нижнего диапазона предпочтение отдается технологиям с высоким выходом и линейным измерением, таким как полупроводниковый тензодатчик.

Механические упоры

Более сложный подход заключается в установке механических упоров за диафрагмой, чтобы предотвратить чрезмерную нагрузку на диафрагму. Это приводит к более дорогой и громоздкой механической конструкции. Также требуется сенсорная технология с достаточно большой степенью перемещения, чтобы сделать настройку расстояния механического упора до правильного номинального избыточного давления практичной. В качестве альтернативы сенсорной технологии, которая не имеет высокой степени механического движения, ее можно интегрировать в заполненную маслом капсулу с нечувствительной диафрагмой (например, XMD), которая прогибается в условиях избыточного давления, чтобы обеспечить достаточное движение в другом нечувствительном диафрагму так, чтобы она упиралась в механический упор и, таким образом, предотвращала дальнейшее повышение давления и защищала чувствительную диафрагму.

Устройство сброса давления

Введение сброса давления в конструкцию датчика давления — еще один сложный способ защиты чувствительной мембраны от избыточного давления (например, DPS). Либо самоактивирующиеся механические предохранительные клапаны, либо электрически активируемые клапаны, управляемые выходным сигналом датчика давления, могут использоваться для вентиляции и изоляции датчика давления от условий избыточного давления.