— какими датчиками ОВЕН каждое из давлений измеряется?
— применение преобразователей давления в различных процессах промышленности (и не только)
Автор: Антон Колеров, продукт-менеджер по датчикам давления
Ниже та же статья для тех, кто хочет почитать ее прямо здесь
Что такое давление?
Давление – это физическая величина, равная отношению силы давления движущихся молекул вещества к площади поверхности. Разделяют давление твёрдых и текучих сред. И именно для измерения давления сплошных текучих сред (жидкостей и газов) используются преобразователи (датчики) давления.
Особенности измерения давления текучих сред
Давления текучих сред измеряются относительно двух различных уровней (опорных точек):
• уровень абсолютного вакуума – состояние среды, из которого удалены все молекулы и атомы (состояние вещества в космосе); • уровень текущего атмосферного (барометрического) давления – давление на открытом воздухе в данной местности. Этот уровень постоянно меняется из-за метеорологических процессов.
Типы давлений в измеряемых датчиками процессах
Давление абсолютное (ДА) – это давление, отсчитываемое от точки абсолютного нуля («космического» вакуума). Измеряется крайне редко в силу сложной технической реализации, как правило, в лабораторных или сверхвысокоточных установках.
Примеры точек измерения ДА:
· установка по верификации авиационных двигателей; · сублимационная сушка; · узел коммерческого учёта газа.
Для измерения абсолютного давления в подобных процессах обычно используют преобразователи давления ОВЕН ПД100И-ДА модели 1х1. Наиболее применяемая модификация – ОВЕН ПД100И-ДА1,0-111-0,25.
Давление избыточное (ДИ) – это давление, отсчитываемое от текущего атмосферного давления в сторону увеличения. Избыточное давление указывает, насколько давление внутри процесса больше атмосферного. Избыточное давление – самое распространённое.
Примеры точек измерения ДИ:
· давление в подающем трубопроводе в ИТП, ЦТП, котельной; · давление воды после насоса «подъёма» воды на водоканале; · давление до и после редуктора в газораспределительном узле ГРП / ГРЩ.
Для измерения избыточного давления в гидро- и пневмосистемах, системах водоподготовки, котельной автоматике и объектах газового хозяйства применяются датчики ОВЕН ПД100-ДИ модели 1х1, которые характеризуются повышенной точностью измерения и устойчивостью к гидроударам. Наиболее востребованная модификация – ОВЕН ПД100-ДИ1,0-111-0,5.
Давление дифференциальное (ДД) или «перепад» – это разница давлений между двумя произвольными точками (местами) в измеряемом процессе, как правило, отсчитываемое от точки с меньшим абсолютным давлением в сторону большего.
Примеры точек измерения ДД:
· уровень жидкостей в герметичных ёмкостях с избыточным давлением; · засорение вентиляционного фильтра и контроль работы вентилятора; · контроль износа подшипника ротационного счётчика газа.
Для измерения перепада давления или расхода измеряемой среды применяются преобразователи давления ОВЕН ПД200-ДД модели 155. Наиболее востребованная модификация ОВЕН ПД200-ДД0,007-155-0,1-2-Н.
Давление вакуумметрическое (ДВ) или «разрежение» («тягометрия») – это давление, отсчитываемое от текущего атмосферного давления в сторону уменьшения.
Примеры точек измерения ДВ:
· разрежение в топке котла котельной; · давление в испытательной вакуум-камере.
Для данных измерений применяют преобразователи ОВЕН ПД100И-ДВ модели 121 с высокочувствительным сенсором. Присоединение «торцевая мембрана» позволяет производить измерение сильнозагрязнённых и вязких сред. Наиболее востребованная модификация – ОВЕН ПД100И-ДВ0,1-121-0,5.
Давление избыточно-вакуумметрическое (ДИВ) или «тягонапорометрия» – это давление, средняя точка (12 мА) характеристики которого соответствует текущему атмосферному давлению. Одним датчиком измеряется как разрежение (4 мА), так и избыточное давление (20 мА) относительно средней точки.
Примеры точек измерения ДИВ:
· давление в дымоходе котельной; · дымосос литейной печи; · давление в «чистом» помещении.
Для данных измерений применяют преобразователи ОВЕН ПД100И-ДИВ модели 811. Они измеряют низкие давления неагрессивных газов, в том числе печных и горючих. Самая востребованная модификация ОВЕН ПД100И-ДИВ0,0005-811-1,5.
Давление гидростатическое (ДГ) – это избыточное давление столба жидкости над точкой погружения датчика, отсчитываемое от текущего атмосферного.
Примеры точек измерения ДГ:
· уровень воды над насосом в скважине водозабора; · уровень воды в сточной ёмкости водоканала; · уровень воды в водонапорной башне Рожновского.
Для измерений уровня жидкости используют датчики ОВЕН ПД100И-ДГмодели 167 с измерительной мембраной из нержавеющей стали и встроенным гидрометрическим кабелем. Данная модель имеет степень пылевлагозащиты IP68. Самая применяемая модификация ОВЕН ПД100И-ДГ0,04-167-0,5.10.
Давление — действующая сила, находящаяся на поверхности тела, деленная на площадь данной поверхности. В системе СИ измеряется в Па (Паскалях). Метрологи измеряют давление в единицах измерения – миллибар, которая равно 100 Па. Для обозначения типа в нашем каталоге в разделе датчики давления у каждого датчика существует специально поле «Тип измеряемого давления». Разберем какие бывают типы.
Барометрическое давление — это абсолютное давление земной атмосферы. Свое название этот тип давления получил от измерительного прибора барометра, который как известно определяет атмосферное давление в определенный момент времени при определенно температуре и на определенной высоте над уровнем моря. Относительно этого давления определяются избыточное давление и вакуум.
Избыточное давление имеет место в том случае если имеется положительная разность между измеряемым давлением и барометрическим. То есть избыточное давление — это величина на которую измеряемое давлением больше барометрического. Для измерения этого вида давления используют манометр. В качестве примера датчика этого типа можете посмотреть прибор Агат-100М-ДИ.
Вакуум или по-другому вакуумметрическое давление — это величина на которую измеряемое давление меньше барометрического. Если избыточное давление обозначается в положительных единицах, то вакуум в отрицательных. Например, датчик Агат-100М-ДВ, способный измерять вакуум. Приборы способные измерять этот тип давления называют вакуумметрами.
Дифференциальное давление имеет место если сравнивается одно давление относительно другого, причем ни одно из них не равно барометрическому. Избыточное давление и вакуум меряется относительно барометрического давления. Если же измерить эти величины относительно любой другой величины, то мы получим уже дифференциальное. Мы могли бы привести пример и датчика дифференциального давления, но лучше дадим вам ссылку на поиск с помощью которого можно найти датчик любого типа из описанных в этой статье типа.
Абсолютное, избыточное и дифференциальное давление – нулевая отметка
Повседневные измерения давления, например, что касается давления воздуха в шине, обычно делаются относительно давления атмосферного воздуха. В других случаях измерения сделаны относительно вакуума или к некоторой другой специальной отметке. Различая эти нулевые отметки, можно использовать следующие термины:
Типы давлений
Для абсолютного давления нолем является отметка при переходе вакуума в давление, таким образом, его значение можно получить – измерив, давление плюс атмосферное давление. Для избыточного давления нолем является давление атмосферного воздуха, таким образом, его значение равно абсолютному давлению минус атмосферное давление. Отрицательные знаки обычно опускаются. Дифференциальное давление – различие в давлении между двумя пунктами. Нулевая отметка в использовании обычно подразумевается контекстом, и эти слова добавляются только тогда, когда разъяснение необходимо. Давление воздуха в шине и кровяное давление – давления значения в соответствии с соглашением, в то время как атмосферные давления и давление высотомера должны быть абсолютными. Дифференциальное давление обычно используется в системах производственного процесса. У значений дифференциального давления есть два входных порта, каждый связанный с одним из объемов, давление которых должно быть проверено. В действительности такое значение выполняет математическую операцию вычитания через механические средства, устраняя потребность в операторе или системе управления, чтобы наблюдать два отдельных значения и определить различие в их работе. Умеренные вакуумные давления часто неоднозначны, поскольку они могут представлять абсолютное давление или давление без отрицательного знака. Таким образом, значение вакуума на 26 дюймов рт. ст. эквивалентное абсолютному давлению 30 дюймов рт. ст.
Атмосферное давление, как правило, приблизительно 100 кПа на уровне моря, но переменное с высотой и погодой. Если абсолютное давление жидкости останется постоянным, то значение давления той же самой жидкости изменится, так как атмосферное давление изменяется. Например, когда автомобиль заезжает на гору (атмосферное давление воздуха уменьшается), давление воздуха в шине повышается. Были определены некоторые стандартные значения атмосферного давления, такие как 101,325 кПа или 100 кПа, и некоторые инструменты используют одну из этих стандартных значений как постоянную нулевую отметку вместо фактического переменного давления атмосферного воздуха. Это ослабляет точность этих инструментов, особенно когда используется на больших высотах. Использование атмосферной отметки обычно показывается после единицы давления, например, 30 фунтов на квадратный дюйм, что означает, что измеренное давление является полным давлением минус атмосферное давление. Есть два типа справочных значений давления: выраженные значения и запечатанные значения. Датчик выраженных значений давления, например, позволяет внешнему давлению воздуха быть выставленным на отрицательной стороне диафрагмы ощущения давления, через выраженный кабель или отверстие на стороне устройства, так, чтобы это всегда измеряло атмосферное давление окружающей среды. Таким образом, датчик выраженных значений давления должен всегда учитывать нулевое давление, когда связь процесса давления считается открытой для воздуха. Запечатанная отметка значений подобна за исключением того, что атмосферное давление запечатано на отрицательной стороне диафрагмы. Это обычно принимается в диапазонах высокого давления, таких как гидравлика, где атмосферные изменения давления будут иметь незначительный эффект на точность. Это также позволяет некоторым изготовителям обеспечивать вторичное сдерживание давления как дополнительную предосторожность для безопасности оборудования давления, если давление разрыва основной диафрагмы ощущения давления превышено. Есть другой способ создать запечатанную отметку значений, и это должно запечатать высокий вакуум на обратной стороне диафрагмы ощущения. Тогда выходной сигнал возмещен так, что датчик давления учитывает близко к нолю, измеряя атмосферное давление. Запечатанный справочный преобразователь давления значений никогда не будет считаться точно нулевым, потому что атмосферное давление всегда изменяется и отметка в этом случае установлена на 1 баре. Абсолютное измерение давления – давление, которое отнесено в абсолютный вакуум. Лучший пример абсолютного давления – атмосферное давление.
2 Определение понятия «давление», точное измерение давления и соотношение между ними
Наиболее частые сферы применения измерения дифференциального давления:
Приборы измерения дифференциального давления
По устройству такие приборы различаются на:
Устройство дифференциального манометра
Применяемые в дифманометрах мембраны делятся на упругие и эластичные (вялые). Упругая мембрана — гибкая круглая плоская (плоская мембрана) или гофрированная (гофрированная мембрана) пластина, способная получить прогиб под действием давления. Гофры увеличивают жёсткость мембраны и её способность к деформации. Статическая характеристика плоских мембран изменяется нелинейно с увеличением давления, поэтому здесь в качестве рабочего участка используют небольшую часть возможного хода. Гофрированные мембраны могут применяться при больших прогибах, чем плоские, так как имеют значительно меньшую нелинейность характеристики. Мембраны изготовляют из различных марок стали, бронзы, томпака, латуни и т. д. Эластичные(вялые) мембраны изготавливаются из резины на тканевой основе в виде одногофровых дисков. Используются для измерения небольших избыточных давлений и разрежений. Так же используется (орбитальная сварка чистых труб) для измерения разницы давлений между атмосферой и потоком в трубе.
Интернет-магазин контрольно-измерительных приборов и освещения » Мир приборов «
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом в каталоге
Решения для жизни и работы!
Представленная информация на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой. Технические параметры (спецификация) и комплект поставки товара могут быть изменены производителем без предварительного уведомления.
Дифференциальное давление: что оно собой представляет и какое имеет значение
Авторы: Билл Роскес (Bill Rosckes) и Ладжин Ларсен (LaJean Larsen), инженеры по применению в компании Donaldson Torit
Все владельцы и операторы пылесборников стремятся к снижению выбросов, увеличению срока службы фильтров и снижению расхода сжатого воздуха. Однако многим из них не хватает базового понимания дифференциального давления, которое могло бы дать им необходимую информацию для сокращения расходов. В этой статье рассматривается значение дифференциального давления применительно к системам удаления сухой пыли.
Что такое дифференциальное давление?
Дифференциальное давление — это разность давлений на грязной (сторона фильтра или камера с загрязненным воздухом) и чистой (камера с чистым воздухом) сторонах пылесборника. Дифференциальное давление является мерой измерения общего сопротивления потоку воздуха между двумя камерами пылесборника. Как правило, общее сопротивление включает в себя потери в отверстиях трубной решетки, сопротивление чистого фильтрующего материала и сопротивление пыли, скопившейся на фильтрующем материале.
На что указывает дифференциальное давление?
Изменения дифференциального давления указывают на физические изменения в фильтрах. Внезапное снижение дифференциального давления может предупредить об утечке или разрыве фильтра. Внезапный рост дифференциального давления может указывать на нарушение работы системы очистки или выход из строя устройства выгрузки материала.
Постепенное увеличение дифференциального давления может быть связано с дополнительным сопротивлением потоку воздуха через пылесборник из-за скопившейся на фильтрах пыли. Показания сопротивления потоку можно использовать для определения относительного состояния фильтров по мере накопления пыли, чтобы очищать фильтры по необходимости.
Как измеряется дифференциальное давление?
Дифференциальное давление измеряется различными датчиками, в том числе *манометрами Magnehelic®, *манометрами Photohelic® или цифровыми электронными индикаторами перепада давления. Эти манометры обычно измеряют дифференциальное давление в дюймах водяного столба. Используются и другие единицы измерения, например миллиметры водяного столба, миллиметры ртутного столба, паскали.
Манометры, например Magnehelic, измеряют дифференциальное давление, но не поддерживают электронное управление. Другие манометры, например Photohelic, или цифровые электронные индикаторы перепада давления могут измерять дифференциальное давление и оснащаются выходом для управления очисткой фильтра с учетом дифференциального давления.
Как работает обычная система очистки?
Обычная система очистки фильтров в пылесборниках использует сжатый воздух. Система очистки состоит из воздушного коллектора, установленного на пылесборнике и подключенного к источнику сжатого воздуха. На коллектор установлены диафрагменные клапаны, оснащенные трубками, которые входят в пылесборник и подведены к каждому комплекту фильтров. Внутри каждого диафрагменного клапана установлена резиновая диафрагма, которая поддерживает одинаковое давление с обеих сторон клапана, что позволяет изолировать каждую трубку от коллектора.
На коллектор также установлен корпус с электромагнитными клапанами, число которых обычно совпадает с числом диафрагменных клапанов. Каждый электромагнитный клапан соединен с соответствующим диафрагменным клапаном трубкой, которая обычно имеет диаметр 0,64 см (0,25 дюйма).
Как можно использовать показания дифференциального давления для управления очисткой фильтров?
Измерение дифференциального давления манометром Photohelic или электронными индикаторами перепада давления позволяет использовать уставки низкого и высокого давления для управления циклом очистки. Очистка будет запускаться по достижении уставки высокого дифференциального давления и останавливаться по достижении уставки низкого дифференциального давления.
Например, если уставка высокого давления составляет 102 мм (4 дюйма) водяного столба, а уставка низкого давления — 51 мм (2 дюйма) водяного столба, цикл очистки начнется, когда дифференциальное давление достигнет значения 102 мм (4 дюйма) водяного столба, и завершится по достижении дифференциального давления 51 мм (2 дюйма) водяного столба. Следующий цикл очистки не начнется, пока дифференциальное давление не достигнет 102 мм (4 дюйма) водяного столба.
Очистка с учетом дифференциального давления позволяет сократить расход сжатого воздуха, уменьшить общие выбросы, продлить срок службы электромагнитных и диафрагменных клапанов, а также продлить срок службы фильтра. Если очистка пылесборника будет осуществляться только по достижении уставки высокого давления, потребление дорогостоящего сжатого воздуха значительно упадет по сравнению с непрерывной работой системы очистки. Очистка фильтров по необходимости приводит к увеличению интервала импульсной очистки. Это уменьшает износ фильтром и продлевает срок их службы. Если используются фильтры с эффективной поверхностной фильтрацией, для их очистки с достижением уставки низкого дифференциального давления требуется меньше импульсов. Кроме того при уменьшении частоты импульсов на поверхности фильтра остается слой пыли, который повышает среднюю эффективность фильтрации. Так как фильтр может очищаться при увеличении дифференциального давления из-за чрезмерной пылевой нагрузки, пылесборник дольше работает с более высокой эффективностью.
Контроллер **Delta-P Plus® оснащен функцией очистки во время простоя, которая позволяет очищать фильтры после отключения основного вентилятора пылесборника. Можно установить время очистки фильтров, по истечении которого устройство автоматически отключится. Эта функция предотвращает возможность повреждения фильтров и потребления чрезмерного количества сжатого воздуха из-за включения очистки на всю ночь по неосторожности. Чтобы воспользоваться этой функцией, на входе в воздуховод необходимо установить вентиляционную заслонку, которую необходимо закрывать на время очистки в простое. Закрытие вентиляционной заслонки ограничит выход пыли через впускное отверстие при отсутствии тяги вентилятора.
Поскольку каждый вариант применения уникален, настройка управления очисткой зависит от типа пыли, нагрузки на фильтры и времени работы пылесборника в течение суток. Например, очень мелкие частицы пыли одинакового размера (как при лазерной или плазменной резке) создают высокую нагрузку на фильтры. При этом может потребоваться непрерывная очистка для восстановления фильтров при увеличении дифференциального давления. При наличии пыли с более крупными частицами (больше микрона) и широким диапазоном размеров частиц систему можно настроить с уставками низкого и высокого давлений, чтобы очистка пылесборника импульсами сжатого воздуха запускалась по необходимости. Этот режим может быть удобнее для сотрудников, которые должны находиться рядом с пылесборником во время циклов очистки.
Как еще дифференциальное давление влияет на работу?
При выборе вентиляторов в каждом конкретном случае необходимо сделать предположения относительно типичного дифференциального давления (обычно от 102 до 127 мм (от 4 до 5 дюймов) водяного столба). Общие статические требования к вентилятору определяются суммой этого предполагаемого дифференциального давления и любых дополнительных статических потерь в воздуховоде до и после пылесборника. Если расчетные статические потери в воздуховоде составляют 76 мм (3 дюйма) водяного столба, а расчетное дифференциальное давление на фильтрах в конце срока их службы составляет 127 мм (5 дюймов) водяного столба, то можно рекомендовать вентилятор со статическим давлением от 229 до 254 мм (от 9 до 10 дюймов) водяного столба при требуемом потоке воздуха. Это позволит вентилятору преодолевать дифференциальное давление на фильтрах, когда на них образуется слой пыли. Так как статическое сопротивление чистых фильтров будет меньше 127 мм (5 дюймов) водяного столба, рекомендуется установить регулирующую заслонку или частотно-регулируемый привод двигателя, чтобы поддерживать требуемую скорость захвата у колпака, скорость переноса в воздуховодах и расчетный поток к пылесборнику.
Менять фильтры в пылесборнике рекомендуется, когда показания дифференциального давления на фильтрах превысят статическое давление выбранного вентилятора (в данном примере 127 мм (5 дюймов) водяного столба) и очистка фильтров больше не будет снижать дифференциальное давление. Чтобы восстановить расчетный поток в этом случае, потребуется заменить фильтры. Если дифференциальное давление в системе превысит расчетное давление, использованное при выборе вентилятора, давление всасывания засоренного воздушного потока через колпак может понизиться. При этом эффективность пылеулавливания может упасть ниже приемлемого уровня.
Если вентилятор обладает запасом статического давления, рост дифференциального давления может не приводить к незамедлительному появлению проблем с пылеулавливанием. В этом случае можно отложить замену фильтров и увеличить уставки низкого и высокого давлений в системе управления очисткой.
Изучение дифференциального давления даст дополнительные преимущества операторам оборудования независимо от варианта применения и условий использования пылесборников. Операторы оборудования, которые контролируют дифференциальное давление в системе, могут внести свой вклад в повышение прибыли компании.
*Magnehelic и Photohelic являются зарегистрированными товарными знаками компании Dwyer Instruments, Inc.
**Delta-P Plus является зарегистрированным товарным знаком компании Donaldson Torit.
