Hvad er en tryktransmitter?

Hvad er tryktransmittere?

Tryktransmittere er elektroniske trykmålere, der bruges til at måle og overvåge tryk. Udtrykket tryktransmitter bruges også ofte om tryktransducere eller tryksensorer. Dette er dog ikke et synonym, da udtrykket tryksensor i den forstand kun beskriver en del af tryktransmitteren.

De fås i mange versioner, der passer til tryk og elektriske forbindelser, måleprocedurer, elektriske udgangssignaler og certificeringer (CE, EX, jernbane og marine). Overlegen teknologi og præcis fremstilling sikrer, at disse tryktransmittere fungerer perfekt. Det er især vigtigt i applikationer med høje krav til langtidsstabilitet, vibrationsmodstand, elektromagnetisk kompatibilitet, stødmodstand eller temperaturfølsomhed.

Hvad består en tryktransmitter af?

En tryktransmitter består af en sensor, der omdanner trykket eller en trykændring til et elektrisk signal via et fysisk princip. Derudover indeholder en tryktransmitter måletransducerelektronik, der behandler sensorsignalet og omdanner det til et standardiseret elektrisk udgangssignal. Udgangssignalet leveres ved den elektriske tilslutning. Trykket tilføres sensoren via tryktilslutningen (også kaldet procestilslutningen). Sensoren og elektronikken er anbragt i et hus, der på den ene side beskytter disse to følsomme komponenter mod miljøpåvirkninger og på den anden side forbinder dem med den elektriske forbindelse og trykforbindelsen.

Hvad er udvælgelseskriterierne for en tryktransmitter?

Udvælgelseskriterierne for en tryktransmitter er det rigtige måleområde, den nødvendige nøjagtighed og det ønskede udgangssignal. Men et andet meget vigtigt kriterium er tryktransmitterens egnethed til den ønskede anvendelse. Måleområde, nøjagtighed og udgangssignal er parametre, der er relativt nemme at bestemme. At bestemme, hvilken type tryktransmitter der er egnet til en bestemt applikation, kræver derimod en vis erfaring og nøje overvejelse af forskellige aspekter.

Udvælgelseskriterier for den ideelle tryktransmitter til din applikation

Print type: Inden for trykmålingsteknologien skelner man mellem absolut tryk, relativt tryk og differenstryk. Absolut tryk refererer altid til det absolutte vakuum som nulpunkt. Måling af relativt tryk er måling af trykforskellen mellem et medium og det omgivende eller atmosfæriske tryk (ca. 1 bar). Den følgende artikel forklarer forskellene i detaljer.

Måleområde: Det er trykområdet mellem minimumstrykket (hvor udgangssignalet er 0%) og maksimumstrykket (hvor udgangssignalet er 100%). Forskellen mellem minimums- og maksimumsværdierne kaldes området og fungerer som reference for næsten alle nøjagtighedsspecifikationer inden for trykmålingsteknologi. Som regel er måleområdet for tryktransmittere standardiseret til en bestemt trykmåleenhed, f.eks. bar, mbar eller psi. Ud over det rene signalområde skal der også tages højde for grænser for overtryk og spidstryk. Disse er vigtige i applikationer, hvor - selv meget korte - tryktoppe kan forekomme langt over måleområdet.

Nøjagtighedsklasse: I praksis har det vist sig at være en stor udfordring at definere den krævede nøjagtighedsklasse eller tilladte måleusikkerhed for manometret. På den ene side omfatter nøjagtighedsklassen forskellige aspekter eller parametre for måleusikkerhed, som ikke har samme betydning i de fleste applikationer. På den anden side er det selv på anvendelsessiden ofte vanskeligt at afgøre, hvor nøjagtig målingen faktisk skal være. Højere nøjagtighed har næsten altid en stor indvirkning på produktomkostningerne. Derfor er det vigtigt nøje at afveje, hvad der er obligatorisk, når man vælger nøjagtighedsklasse.

Udgangssignal: Der skelnes mellem tre hovedkategorier for udgangssignalet: Uforstærket sensorsignal, analoge (standard) signaler og digitale signaler. Output af det uforstærkede sensorsignal er meget sjældent ønsket for manometre; dette er i modsætning til temperaturmålere, som ofte leverer signalet fra PT100/PT1000-modstanden direkte og uden yderligere elektronik. Når det uforstærkede sensorsignal leveres, er trykmåleinstrumentet ikke en transmitter eller måletransducer i snæver forstand. Det betegnes da som en målecelle med hus. Disse kaldes ofte også transducere. Analoge signaler er stadig de mest anvendte inden for trykmålingsteknologi i industrien, især strømsignalet 4 ... 20 mA. Fordelen ved analoge signaler er stadig de betydeligt lavere omkostninger til tryktransmittere og ofte også til den aktuelle downstream-evalueringselektronik. Omkostningerne til digitale transmittere og evalueringsenheder er dog faldet betydeligt i de senere år. Desuden er udbredelsen af sensorbussystemer som IO-Link eller CANopen inden for trykmåling hastigt stigende. De vigtigste fordele ved digitale signaler er højere sikkerhed mod fejl, diagnose- og parametriseringsmuligheder og kombinationen af flere måleparametre i én enhed, f.eks. tryk og temperatur. Elektroniske pressostater er også inkluderet blandt tryktransmittere med digitale signaler.

Sensor: Tryksensoren er manometerets kerneelement. I tryktransmittere er denne tryksensor normalt et element, hvor en ændring i trykket fører til en deformation af membranen. Dette fører igen til en ændring i den elektriske modstand på specielt monterede modstandselementer. De mest anvendte sensorteknologier er tyndfilm-på-stål, tykfilm-på-keramik og piezo-resistive sensorer. I tyndfilm-på-stål-sensorer sputteres modstande på en membran af rustfrit stål. Den største fordel ved disse tryksensorer er deres fremragende langtidsstabilitet og høje robusthed over for trykspidser og temperaturpåvirkninger samt trykmåling over et bredt trykområde fra ca. 200 mbar til over 3.000 bar. Tykfilm-på-keramik-sensorer er baseret på et keramisk basislegeme, hvorpå modstandsbroerne er påført og derefter brændt ind. Den keramiske membran anses for at være ekstremt robust over for næsten alle ætsende væsker og gasser og bruges fortrinsvis, når der skal måles på aggressive kemikalier. Måleområderne starter ved ca. 100 mbar og går op til ca. 400 bar. I piezo-resistive tryktransducere ændres modstanden i silicium-halvlederelementer med trykket. Disse halvlederelementer er isoleret fra målemediet ved hjælp af en oliefyldning og en tynd separationsmembran. På grund af siliciumelementets høje følsomhed og lave hysterese er piezo-resistive sensorer særligt velegnede til lave tryk i mbar-området, og når der kræves højere nøjagtighed.

Tryktilslutning / procestilslutning: Trykporten forbinder trykmåleren med den proces, hvor trykket skal måles. Tryktransduceren i transmitteren skal være sikkert forbundet med trykporten (svejset eller med elastomertætninger). Der findes mange forskellige tryktilslutninger på markedet, hvis geometri og dimensioner er specificeret i standarder (f.eks. trykmålertilslutningen i DIN EN 837-1). Ud over branchespecifikke præferencer er den afgørende faktor ved valg af tilslutninger hovedsageligt tætningstypen: metaltætning eller med elastomertætninger. Metaltætningerne er koniske gevind eller tætningskegler. Hver af dem deformeres mekanisk af sin modpart, så der skabes en tætningseffekt. Ved tryk over 1.000 bar vælges normalt metaltætningsløsninger.

Elastomere tætninger - også kaldet O-ringe eller profiltætninger - bruger cylindriske monteringsgevind. I en rille komprimeres elastomertætningen under monteringen, hvilket skaber en tætningseffekt. Elastomermaterialet skal vælges, så det er kompatibelt med det målte medie og tætner over hele temperaturområdet.

Elektrisk tilslutning: Der er mindre variation i den elektriske tilslutning, fordi hvert industrisegment kun bruger nogle få stiktyper. Generelt kan man sige, at kabelversioner direkte på tryktransmitteren er mindre udbredte, fordi ledningsføringen er mere kompleks end for versioner med stik.

Nøglekriterier for valg af den rette tilslutning er tæthed over for væsker og støv, vibrationsmodstand og omkostninger til måleudstyr og kabelføring inklusive idriftsættelse. Et særligt krav til tryktransmittere kan være den korrekte trykudligning mellem transmitterens indre og omgivelserne: I praksis kan mange elektriske forbindelser forårsage uventede problemer, når man måler tryk.

Marktechnical tilbyder en bred vifte af forskellige modeller, designs og varianter samt matchende tilbehør for bedst muligt at opfylde kravene inden for ethvert anvendelsesområde.

Vores eksperter i trykmåling forklarer gerne forskellene mellem vores produkter og rådgiver dig om, hvilken enhed der er bedst egnet til at udføre din krævende måleopgave på en pålidelig måde.