Τι είναι ο πομπός πίεσης;

Τι είναι οι πομποί πίεσης;

Οι πομποί πίεσης είναι ηλεκτρονικοί μετρητές πίεσης που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση και την παρακολούθηση της πίεσης. Ο όρος πομπός πίεσης χρησιμοποιείται επίσης συχνά για τους μετατροπείς πίεσης ή τους αισθητήρες πίεσης. Ωστόσο, αυτό δεν αποτελεί συνώνυμο, καθώς ο όρος αισθητήρας πίεσης με αυτή την έννοια περιγράφει μόνο ένα μέρος του πομπού πίεσης.

Διατίθενται σε πολλές εκδόσεις για να ταιριάζουν σε συνδέσεις πίεσης και ηλεκτρικές συνδέσεις, διαδικασίες μέτρησης, ηλεκτρικά σήματα εξόδου και πιστοποιήσεις (CE, EX, σιδηροδρομικές και ναυτιλιακές). Η ανώτερη τεχνολογία και η ακριβής κατασκευή διασφαλίζουν ότι αυτοί οι μεταδότες πίεσης λειτουργούν άψογα. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις για μακροχρόνια σταθερότητα, αντοχή σε κραδασμούς, ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα, αντοχή σε κρούσεις ή θερμοκρασιακή αναλγησία.

Από τι αποτελείται ένας πομπός πίεσης;

Ένας πομπός πίεσης αποτελείται από έναν αισθητήρα που μετατρέπει την πίεση ή μια αλλαγή πίεσης σε ηλεκτρικό σήμα μέσω μιας φυσικής αρχής. Επιπλέον, ένας πομπός πίεσης περιέχει ηλεκτρονικά στοιχεία μετατροπέα μέτρησης που επεξεργάζονται το σήμα του αισθητήρα και το μετατρέπουν σε τυποποιημένο ηλεκτρικό σήμα εξόδου. Το σήμα εξόδου παραδίδεται στην ηλεκτρική σύνδεση. Η πίεση εφαρμόζεται στον αισθητήρα μέσω της σύνδεσης πίεσης (που ονομάζεται επίσης σύνδεση διεργασίας). Ο αισθητήρας και τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα στεγάζονται σε ένα περίβλημα που αφενός προστατεύει αυτά τα δύο ευαίσθητα εξαρτήματα από τις περιβαλλοντικές επιδράσεις και αφετέρου τα συνδέει με την ηλεκτρική σύνδεση και τη σύνδεση πίεσης.

Ποια είναι τα κριτήρια επιλογής ενός πομπού πίεσης;

Τα κριτήρια επιλογής ενός πομπού πίεσης είναι το κατάλληλο εύρος μέτρησης, η απαιτούμενη ακρίβεια και το επιθυμητό σήμα εξόδου. Ωστόσο, ένα άλλο πολύ σημαντικό κριτήριο είναι η καταλληλότητα του πομπού πίεσης για την επιθυμητή εφαρμογή. Το εύρος μέτρησης, η ακρίβεια και το σήμα εξόδου είναι παράμετροι που προσδιορίζονται σχετικά εύκολα. Από την άλλη πλευρά, ο προσδιορισμός του τύπου του πομπού πίεσης που είναι κατάλληλος για μια συγκεκριμένη εφαρμογή απαιτεί κάποια εμπειρία και προσεκτική εξέταση διαφόρων πτυχών.

Κριτήρια επιλογής του ιδανικού πομπού πίεσης για την εφαρμογή σας

Τύπος εκτύπωσης: Στην τεχνολογία μέτρησης της πίεσης γίνεται διάκριση μεταξύ απόλυτης πίεσης, σχετικής πίεσης και διαφορικής πίεσης. Η απόλυτη πίεση αναφέρεται πάντα στο απόλυτο κενό ως σημείο μηδέν. Η μέτρηση σχετικής πίεσης είναι η μέτρηση της διαφοράς πίεσης μεταξύ ενός μέσου και της πίεσης του περιβάλλοντος ή της ατμοσφαιρικής πίεσης (περίπου 1 bar). Το ακόλουθο άρθρο εξηγεί λεπτομερώς τις διαφορές.

Εύρος μέτρησης: Πρόκειται για το εύρος πίεσης μεταξύ της ελάχιστης πίεσης (όπου το σήμα εξόδου είναι 0%) και της μέγιστης πίεσης (όπου το σήμα εξόδου είναι 100%). Η διαφορά μεταξύ της ελάχιστης και της μέγιστης τιμής ονομάζεται εύρος και χρησιμεύει ως αναφορά για όλες σχεδόν τις προδιαγραφές ακρίβειας στην τεχνολογία μέτρησης πίεσης. Κατά κανόνα, το εύρος μέτρησης των πομπών πίεσης τυποποιείται σε μια συγκεκριμένη μονάδα μέτρησης πίεσης, π.χ. bar, mbar ή psi. Εκτός από το καθαρό εύρος σήματος, πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη τα όρια υπερπίεσης και μέγιστης πίεσης. Αυτά είναι σημαντικά σε εφαρμογές όπου -ακόμη και πολύ σύντομες- αιχμές πίεσης μπορεί να εμφανιστούν πολύ πάνω από το εύρος μέτρησης.

Κατηγορία ακρίβειας: Στην πράξη, ο καθορισμός της απαιτούμενης κατηγορίας ακρίβειας ή της επιτρεπόμενης αβεβαιότητας μέτρησης του μανομέτρου έχει αποδειχθεί μεγάλη πρόκληση. Αφενός, η κλάση ακρίβειας περιλαμβάνει διάφορες πτυχές ή παραμέτρους της αβεβαιότητας μέτρησης, οι οποίες δεν έχουν την ίδια σημασία στις περισσότερες εφαρμογές. Από την άλλη πλευρά, ακόμη και από την πλευρά της εφαρμογής, είναι συχνά δύσκολο να προσδιοριστεί πόσο ακριβής πρέπει να είναι στην πραγματικότητα η μέτρηση. Η υψηλότερη ακρίβεια συνεπάγεται σχεδόν πάντα τεράστιο αντίκτυπο στο κόστος του προϊόντος. Επομένως, είναι σημαντικό να σταθμίζετε προσεκτικά τι είναι υποχρεωτικό κατά την επιλογή της κατηγορίας ακρίβειας.

Σήμα εξόδου: Για το σήμα εξόδου διακρίνονται τρεις κύριες κατηγορίες: αναλογικά (τυπικά) σήματα και ψηφιακά σήματα. Η έξοδος του μη ενισχυμένου σήματος αισθητήρα είναι πολύ σπάνια επιθυμητή για τα μανόμετρα- αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα όργανα μέτρησης θερμοκρασίας, τα οποία συχνά παρέχουν το σήμα από την αντίσταση PT100/PT1000 απευθείας και χωρίς πρόσθετα ηλεκτρονικά. Τώρα, όταν παρέχεται το μη ενισχυμένο σήμα αισθητήρα, το όργανο μέτρησης πίεσης δεν είναι πομπός ή μετατροπέας μέτρησης με τη στενή έννοια του όρου. Τότε αναφέρεται ως κυψέλη μέτρησης με περίβλημα. Αυτά συχνά αποκαλούνται επίσης μετατροπείς. Τα αναλογικά σήματα εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται συχνότερα στην τεχνολογία μέτρησης πίεσης στη βιομηχανία, ιδίως το σήμα ρεύματος 4 ... 20 mA. Το πλεονέκτημα των αναλογικών σημάτων εξακολουθεί να είναι το σημαντικά χαμηλότερο κόστος για τους πομπούς πίεσης και συχνά επίσης για τα ηλεκτρονικά συστήματα αξιολόγησης ρεύματος. Ωστόσο, το κόστος των ψηφιακών πομπών και των μονάδων αξιολόγησης έχει μειωθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Επιπλέον, η εξάπλωση των συστημάτων διαύλου αισθητήρων, όπως το IO-Link ή το CANopen, στη μέτρηση της πίεσης αυξάνεται ραγδαία. Τα κύρια πλεονεκτήματα των ψηφιακών σημάτων είναι η μεγαλύτερη ασφάλεια έναντι σφαλμάτων, οι δυνατότητες διάγνωσης και παραμετροποίησης και ο συνδυασμός πολλών παραμέτρων μέτρησης σε μία συσκευή, π.χ. πίεση και θερμοκρασία. Οι ηλεκτρονικοί διακόπτες πίεσης περιλαμβάνονται επίσης στους πομπούς πίεσης με ψηφιακά σήματα.

Αισθητήρας: Ο αισθητήρας πίεσης είναι το βασικό στοιχείο του μανομέτρου. Στους πομπούς πίεσης, αυτός ο αισθητήρας πίεσης είναι συνήθως ένα στοιχείο όπου η μεταβολή της πίεσης οδηγεί σε παραμόρφωση του διαφράγματος. Αυτό με τη σειρά του οδηγεί σε μεταβολή της ηλεκτρικής αντίστασης σε ειδικά τοποθετημένα στοιχεία αντίστασης. Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες αισθητήρων είναι οι αισθητήρες λεπτού φιλμ σε χάλυβα, παχύ φιλμ σε κεραμικό και πιεζοαντίσταση. Στους αισθητήρες λεπτής μεμβράνης σε χάλυβα, οι αντιστάσεις εκτοξεύονται πάνω σε μεμβράνη από ανοξείδωτο χάλυβα. Το κύριο πλεονέκτημα αυτών των αισθητήρων πίεσης είναι η άριστη μακροχρόνια σταθερότητα και η μεγάλη ανθεκτικότητά τους έναντι αιχμών πίεσης και θερμοκρασιακών επιδράσεων, καθώς και η μέτρηση της πίεσης σε ένα ευρύ φάσμα πιέσεων από περίπου 200 mbar έως πάνω από 3.000 bar. Οι αισθητήρες παχιάς μεμβράνης επί κεραμικού βασίζονται σε ένα κεραμικό σώμα βάσης στο οποίο εφαρμόζονται οι γέφυρες αντίστασης και στη συνέχεια καίγονται. Η κεραμική μεμβράνη θεωρείται εξαιρετικά ανθεκτική έναντι σχεδόν όλων των διαβρωτικών υγρών και αερίων και χρησιμοποιείται κατά προτίμηση όταν πρέπει να μετρηθούν επιθετικά χημικά. Οι περιοχές μέτρησης ξεκινούν από περίπου 100 mbar και φθάνουν μέχρι περίπου 400 bar. Στους μετατροπείς πίεσης με πιεζοαντίσταση, η αντίσταση των στοιχείων ημιαγωγού πυριτίου μεταβάλλεται με την πίεση. Αυτά τα ημιαγωγικά στοιχεία απομονώνονται από το μέσο μέτρησης με πλήρωση λαδιού και λεπτή μεμβράνη διαχωρισμού. Λόγω της υψηλής ευαισθησίας και της χαμηλής υστέρησης του στοιχείου πυριτίου, οι αισθητήρες πιεζοαντίστασης είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για χαμηλές πιέσεις στην περιοχή των mbar και όταν απαιτείται μεγαλύτερη ακρίβεια.

Σύνδεση πίεσης / σύνδεση διεργασίας: Η θύρα πίεσης συνδέει το μανόμετρο με τη διεργασία στην οποία πρόκειται να μετρηθεί η πίεση. Ο μετατροπέας πίεσης στον πομπό πρέπει να είναι σταθερά συνδεδεμένος με τη θύρα πίεσης (συγκολλημένος ή με ελαστομερείς σφραγίδες). Στην αγορά υπάρχουν πολυάριθμες διαφορετικές συνδέσεις πίεσης, των οποίων η γεωμετρία και οι διαστάσεις καθορίζονται σε πρότυπα (π.χ. η σύνδεση μανόμετρου στο DIN EN 837-1). Εκτός από τις προτιμήσεις της βιομηχανίας, ο καθοριστικός παράγοντας κατά την επιλογή των συνδέσεων είναι κυρίως ο τύπος της στεγανοποίησης: μεταλλική στεγανοποίηση ή με ελαστομερείς στεγανοποιήσεις. Οι μεταλλικές στεγανοποιήσεις είναι κωνικά σπειρώματα ή κώνοι στεγανοποίησης. Καθένας παραμορφώνεται μηχανικά από τον αντίστοιχο, έτσι ώστε να δημιουργείται ένα αποτέλεσμα στεγανοποίησης. Για πιέσεις άνω των 1.000 bar επιλέγονται συνήθως λύσεις με μεταλλική στεγανοποίηση.

Ελαστομερείς σφραγίδες - που ονομάζονται επίσης δακτύλιοι Ο ή σφραγίδες προφίλ - χρησιμοποιούν κυλινδρικά σπειρώματα τοποθέτησης. Σε ένα αυλάκι, η ελαστομερής στεγανοποίηση συμπιέζεται κατά τη συναρμολόγηση, δημιουργώντας ένα αποτέλεσμα στεγανοποίησης. Το υλικό του ελαστομερούς πρέπει να επιλέγεται ώστε να είναι συμβατό με το μετρούμενο μέσο και να στεγανοποιεί σε όλο το εύρος θερμοκρασιών.

Ηλεκτρική σύνδεση: Υπάρχει μικρότερη ποικιλία στις ηλεκτρικές συνδέσεις, επειδή κάθε κλάδος χρησιμοποιεί μόνο λίγους τύπους συνδέσμων. Σε γενικές γραμμές, μπορεί να ειπωθεί ότι οι εκδόσεις με καλώδιο απευθείας στον πομπό πίεσης χρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά, επειδή η καλωδίωση είναι πιο πολύπλοκη από ό,τι για τις εκδόσεις με συνδετήρες.

Βασικά κριτήρια για την επιλογή της κατάλληλης σύνδεσης είναι η στεγανότητα έναντι υγρών και σκόνης, η αντοχή στους κραδασμούς και το κόστος του εξοπλισμού μέτρησης και της καλωδίωσης, συμπεριλαμβανομένης της θέσης σε λειτουργία. Μια ειδική απαίτηση για τους πομπούς πίεσης μπορεί να είναι η σωστή εξισορρόπηση της πίεσης από το εσωτερικό του πομπού και το περιβάλλον: Στην πράξη, πολλές ηλεκτρικές συνδέσεις μπορεί να προκαλέσουν απροσδόκητα προβλήματα κατά τη μέτρηση της πίεσης.

Η Marktechnical προσφέρει ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών μοντέλων, σχεδίων και παραλλαγών, καθώς και τα κατάλληλα εξαρτήματα για την καλύτερη δυνατή κάλυψη των απαιτήσεων σε κάθε τομέα εφαρμογής.

Οι ειδικοί μας σε θέματα μέτρησης πίεσης θα χαρούν να σας εξηγήσουν τις διαφορές μεταξύ των προϊόντων μας και να σας συμβουλεύσουν ποια συσκευή είναι η καταλληλότερη για την αξιόπιστη εκπλήρωση της απαιτητικής σας αποστολής μέτρησης.