Máy phát áp suất tuyệt đối và máy đo: Bạn thực sự cần cái nào?

Ai đó trong nhóm mua hàng nhận được bảng dữ liệu từ kỹ sư, thấy "tuyệt đốimáy phát áp lực" trên một đường dây và "đồng hồ đo áp suất" trên một đường dây khác và phải nhanh chóng tìm ra cái nào để đặt hàng. Cả hai đều trông giống nhau trong ảnh danh mục. Cả hai đều xuất ra 4-20mA trong hầu hết các trường hợp. Phần thực sự quan trọng nằm bên trong cảm biến: điểm mà mỗi người sử dụng làm điểm 0.

Kết hợp điều đó theo đơn đặt hàng và máy phát vẫn hoạt động. Nó chỉ báo cáo một con số chênh lệch khoảng một bầu khí quyển và tùy thuộc vào quy trình, đó là vấn đề không liên quan hoặc nghiêm trọng.

"Áp suất tham chiếu" nghĩa là gì trong thực tế

Cảm biến áp suất không đo áp suất một cách riêng biệt. Nó đo sự khác biệt giữa áp suất quá trình ở một bên của màng ngăn và bất kỳ áp suất tham chiếu nào nằm ở phía bên kia. Tham chiếu đó là yếu tố xác định loại cảm biến.

Thiết bị công nghiệp thường được chia thành ba loại tài liệu tham khảo:

• Áp suất đo, được đo theo áp suất khí quyển cục bộ
• Áp suất tuyệt đối, được đo bằng chân không kín
• Áp suất chênh lệch, được đo giữa hai điểm xử lý thay vì so với tham chiếu cố định

Sự khác biệt là chủ đề riêng của nó. Sự nhầm lẫn hầu như luôn xuất hiện giữa hai điều đầu tiên.

Máy đo áp suất

Một máy phát đo có một lỗ thông hơi nhỏ, thường được dẫn qua cáp, để mặt tham chiếu của màng ngăn tiếp xúc với không khí mở. Khi máy phát đặt trên một băng ghế không có gì kết nối, nó sẽ đọc số 0 vì nó đang so sánh bầu khí quyển với bầu khí quyển. Khi thời tiết thay đổi hoặc áp suất khí quyển thay đổi, điểm 0 đó sẽ di chuyển theo nó. Đó không phải là một sai sót. Đó là toàn bộ ý định thiết kế.

Đây là lựa chọn mặc định cho hầu hết các vòng áp suất công nghiệp và có lý do chính đáng cho điều đó. Đường xả của máy bơm, đầu phun khí nén, xi lanh thủy lực, vòng đo mức bình chứa nước - trong hầu hết các loại này, con số thực sự quan trọng đối với người vận hành là áp suất so với không khí xung quanh. Không ai vận hành trạm bơm tăng áp cần biết áp suất tuyệt đối so với tham chiếu chân không; họ cần biết máy bơm đang đẩy mạnh như thế nào so với môi trường xung quanh.

Sự đánh đổi-xuất hiện ở hai nơi. Đầu tiên, một thiết bị được hiệu chỉnh và đặt về 0 ở mực nước biển sẽ hiển thị một mức chênh lệch nhỏ sau khi được lắp đặt tại một cơ sở nằm ở độ cao, vì thiết bị hiện đang thoát ra không khí loãng hơn so với khi được thử nghiệm. Thứ hai, đường thông hơi đó cũng là một điểm vào. Độ ẩm và bụi có thể xâm nhập vào khoang tham chiếu trong nhiều năm, đó là lý do tại sao các bộ truyền tín hiệu đo thường dựa vào nút hút ẩm hoặc ống thông hơi cần được chú ý định kỳ. Bỏ qua việc bảo trì ở nhà máy ven biển hoặc nhà máy có độ ẩm-cao và điểm 0 trôi đủ chậm để người vận hành thường đổ lỗi cho quy trình trước khi họ nghi ngờ thiết bị.

Máy phát áp suất tuyệt đối

Bộ truyền tín hiệu tuyệt đối bịt kín mặt tham chiếu của màng chống lại chân không thay vì thông hơi. Hoàn toàn không tiếp xúc với không khí xung quanh nên tham chiếu không bao giờ di chuyển. Ở mực nước biển, điều đó có nghĩa là một máy phát tuyệt đối đặt ngoài trời sẽ không đọc số 0 - nó đọc khoảng 14,7 psi (101,3 kPa), vì đó thực sự là áp suất tiêu chuẩn của bầu không khí so với chân không thực sự.

Điều này quan trọng nhất khi sự trôi dạt của khí quyển sẽ làm hỏng kết quả đọc thay vì chỉ làm thay đổi nó một chút:

• Các quy trình chân không chẳng hạn như-làm khô đông lạnh, khử khí hoặc chưng cất chân không, trong đó quy trình hoạt động dưới áp suất khí quyển và cảm biến đo sẽ đơn giản là vượt quá phạm vi và độ phân giải có thể sử dụng ngay khi phần thú vị của quy trình bắt đầu
• Đo khí áp, trong đó mục tiêu đang theo dõi chính áp suất khí quyển chứ không phải thứ gì đó liên quan đến nó
• Tải-buồng khóa, mô phỏng độ cao và môi trường thử nghiệm hàng không vũ trụ, trong đó khả năng lặp lại trên các địa điểm và điều kiện quan trọng hơn sự thuận tiện tại địa phương
• Chuyển giao quyền giám sát và đo khí, trong đó các phép tính thường yêu cầu giá trị tuyệt đối thực theo quy định chứ không phải giá trị tham chiếu cục bộ

Vì buồng tham chiếu được bịt kín thay vì có lỗ thông hơi nên các cảm biến tuyệt đối cũng tránh được chế độ lỗi xâm nhập của hơi ẩm mà các đơn vị đo được thiết kế để quản lý. Sự cân bằng-là xác minh hiện trường: bạn không thể chỉ mở cảm biến tuyệt đối về khí quyển và xác nhận số 0 theo cách bạn có thể làm với đơn vị đo. Việc kiểm tra nó đúng cách cần có nguồn chân không tham chiếu hoặc tiêu chuẩn khí áp đã được hiệu chuẩn.

So sánh cạnh nhau

Cảm biến thông hơi cần kiểm tra chất hút ẩm định kỳ; cảm biến kín tránh được điều đó nhưng khó phát hiện hơn-việc kiểm tra tại hiện trường nếu không có thiết bị tham chiếu phù hợp.

Có một lựa chọn ở giữa: Máy đo kín

Đáng nói trước khi tiếp tục, vì nó xuất hiện trong RFQ thường xuyên hơn mọi người mong đợi. Một máy phát đo kín tham chiếu áp suất bên trong cố định gần với khí quyển tiêu chuẩn thay vì áp suất chân không thực sự hoặc lỗ thông hơi mở. Trong hoạt động hàng ngày, nó hoạt động gần giống như một đơn vị đo tiêu chuẩn, nhưng không có đường thông hơi cho phép hơi ẩm và chất gây ô nhiễm xâm nhập theo thời gian. Một số nhà sản xuất định vị những thứ này để lắp đặt ngoài trời, môi trường biển hoặc bất kỳ nơi nào mà yêu cầu bảo trì cảm biến có lỗ thông hơi là không thực tế mà không phải trả tiền cho một cảm biến tuyệt đối thực sự mà ứng dụng không cần.

Làm thế nào để thực sự quyết định

Bắt đầu với ý nghĩa của "số 0" đối với quy trình

Nếu con số quan trọng là áp suất liên quan đến bất cứ điều gì mà bầu không khí đang diễn ra vào ngày hôm đó thì máy đo là chính xác. Nếu quy trình cần số đọc ổn định bất kể thời tiết, độ cao hay độ lệch khí áp, thì điều đó sẽ chỉ ra giá trị tuyệt đối.

Kiểm tra xem quá trình có bao giờ đi vào chân không không

Đây là nơi xảy ra lỗi lựa chọn thường xuyên nhất. Về mặt kỹ thuật, máy phát đo có thể hiển thị số đọc âm nhỏ bên dưới bầu khí quyển, nhưng phạm vi và độ chính xác của nó được xây dựng dựa trên mặt dương của số 0. Nếu quá trình dành thời gian thực dưới áp suất khí quyển, một máy phát tuyệt đối được điều chỉnh theo phạm vi đó sẽ mang lại độ phân giải tốt hơn nhiều ở nơi cần tính đến.

Tính đến độ cao cài đặt và tính nhất quán giữa các trang web-với-trang web

Một máy phát được hiệu chỉnh ở mực nước biển và lắp đặt ở độ cao 1.500 mét sẽ hiển thị một độ lệch nhỏ nhưng thực tế ngay khi nó được kết nối. Đối với một trang web, việc-đặt lại về 0 sau khi cài đặt sẽ giải quyết được vấn đề này. Đối với một hoạt động chạy cùng một quy trình trên nhiều cơ sở ở các độ cao khác nhau, phép đo tuyệt đối sẽ loại bỏ hoàn toàn biến số và giữ cho số đọc có thể so sánh được giữa các vị trí.

Người mua thực sự kiểm tra những gì trước khi đặt hàng

Bảng dữ liệu dành cho máy phát đo và máy phát tuyệt đối trông gần giống nhau, do đó, quyết định thực sự thường dựa vào danh sách ngắn các thông số kỹ thuật để xác định xem thiết bị có phù hợp với cài đặt hay không:

• Tín hiệu đầu ra.4-20mA vẫn là mặc định cho các vòng lặp đơn giản nhưng HART lại phổ biến khi chẩn đoán đóng vai trò quan trọng và Modbus hoặc các giao thức kỹ thuật số khác hiển thị nhiều hơn trên các hệ thống tích hợp PLC mới hơn. Xác nhận hệ thống kiểm soát thực sự hỗ trợ những gì được trích dẫn.
• Quá trình kết nối.Loại và kích thước ren (G1/2, 1/4 NPT và tương tự) cần phải phù hợp với các phụ kiện hiện có hoặc kết nối sai sẽ biến việc hoán đổi đơn giản thành công việc gia công.
• Cấp chính xác và phạm vi áp suấtMột cảm biến được chỉ định cho phạm vi rộng nhưng hầu hết thời gian chạy ở gần cuối phạm vi đó sẽ làm mất độ phân giải có ý nghĩa. Việc kết hợp phạm vi với áp suất vận hành thực tế, chứ không chỉ mức tối đa mà quy trình có thể đạt được về mặt lý thuyết, sẽ thu được dữ liệu tốt hơn.
• Chứng chỉ.ATEX hoặc IECEx dành cho khu vực nguy hiểm, CE dành cho thị trường EU, SIL2 dành cho vòng lặp an toàn - đây không phải là các mục hàng tùy chọn nếu trang web cài đặt yêu cầu và thời gian thực hiện có thể kéo dài nếu thiết bị được chứng nhận không có sẵn trong kho.
• Bảo vệ nhà ở và xâm nhập.Xếp hạng IP65 so với IP67 so với xếp hạng chìm hoàn toàn quan trọng hơn nhiều ở ngoài trời hoặc trong môi trường rửa trôi so với trong phòng bảng điều khiển-có điều hòa khí hậu.

Không có điều nào trong số này thay đổi cho dù máy đo hay tuyệt đối là loại cảm biến phù hợp. Nó xác định liệu đơn vị cụ thể được đặt hàng có thực sự hoạt động khi nó đến hay không.

Những sai lầm đáng tránh

Một số mẫu hiển thị lặp đi lặp lại trong quá trình lựa chọn máy phát:

Coi "được xếp hạng cho dịch vụ chân không" giống như "tham chiếu tuyệt đối". Rất nhiều máy phát đo có thể đọc trong phạm vi âm gần 0, nhưng đó không phải là tham chiếu tuyệt đối và độ chính xác ở mức 0 có xu hướng bị ảnh hưởng đối với các thiết bị không được thiết kế cho nó.

Hoán đổi một bộ phát thay thế có nguồn gốc từ khí hậu hoặc độ cao khác mà không cần{0}}hạ lại giá trị 0 sau khi cài đặt. Đó là một phần chênh lệch nhỏ nhưng là số thực và rất dễ bị bỏ sót cho đến khi ai đó nhận thấy số đọc không hoàn toàn khớp với đơn vị cũ.

Để quá trình bảo trì chất hút ẩm diễn ra trên các cảm biến có lỗ thông hơi. Sự trôi dạt diễn ra từ từ đến mức người ta thường đổ lỗi cho quá trình hơn là do thiết bị, đặc biệt là trong môi trường ẩm ướt hoặc ven biển.

Đặt hàng các bộ truyền tuyệt đối cho các ứng dụng không bao giờ đến gần chân không. Chúng thường có giá cao hơn và đối với một bể chứa đơn giản hoặc vòng áp suất đường ống, chi phí tăng thêm đó không mua được gì cho quá trình thực sự cần.

Nơi mỗi loại hiển thị trong trường

Thiết bị bay hơi chân không trong quy trình thực phẩm hoặc dược phẩm cần một máy phát tuyệt đối để theo dõi khoảng cách thực tế của buồng bay hơi dưới bầu khí quyển. Cảm biến đo sẽ hết phạm vi hữu ích ngay khi phần có ý nghĩa của quá trình bắt đầu.

Trạm bơm hoặc vòng phân phối nước không có tác dụng thực sự đối với việc đo lường tuyệt đối. Áp suất đo liên quan đến khí quyển chính xác là con số mà người vận hành cần để đánh giá hiệu suất máy bơm hàng ngày và việc xác minh tại hiện trường sẽ đơn giản hơn.

Buồng tải-chạy quy trình màng mỏng hoặc chất bán dẫn hoặc màng mỏng hầu như luôn chỉ định bộ truyền tuyệt đối vì các chỉ số chân không có thể lặp lại độc lập với sự dao động áp suất HVAC của tòa nhà là toàn bộ mục đích của phép đo.

Câu hỏi thường gặp

Máy phát đo có thể được sử dụng trong ứng dụng chân không không?

Chỉ ở phần cuối nông. Cảm biến đo có thể hiển thị các giá trị âm nhỏ nhưng độ phân giải và độ chính xác gần chân không thực bị hạn chế do thiết kế. Đối với bất cứ thứ gì ngoài chân không nhẹ, tuyệt đối là phù hợp hơn.

Độ cao có quan trọng không nếu quy trình diễn ra trong nhà và-được kiểm soát khí hậu?

Có, độ cao ảnh hưởng đến áp suất khí quyển cục bộ bất kể điều gì đang xảy ra trong nhà. Kiểm soát khí hậu thay đổi nhiệt độ và độ ẩm, không phải tham chiếu khí quyển cơ bản mà cảm biến đo thông gió tới.

Máy phát đo kín có giống như tuyệt đối không?

Không. Nó tham chiếu áp suất bên trong cố định gần với khí quyển tiêu chuẩn, không phải chân không thực sự, do đó, nó hoạt động giống như một thiết bị đo đang được sử dụng nhưng không có đường thông hơi mở.

Tại sao máy phát tuyệt đối đọc được khoảng 14,7 psi ngoài trời thay vì 0?

Bởi vì nó đề cập đến chân không thực sự và áp suất khí quyển tiêu chuẩn ở mực nước biển cao hơn khoảng 14,7 psi so với tham chiếu đó. Một máy phát đo sẽ tự động trừ đi áp suất khí quyển đó; một cái tuyệt đối thì không.

Nhận thông số kỹ thuật đúng ngay lần đầu tiên

Quyết định-so với-tuyệt đối của thước đo phụ thuộc vào một câu hỏi: quy trình này có cần số liệu so với khí quyển địa phương hay không, hay số liệu giữ ổn định bất kể điều đó. Hầu hết các vòng áp lực hàng ngày đều thuộc loại đầu tiên. Công việc chân không, hàng không vũ trụ và khí quyển chính xác rơi vào phần thứ hai.

Nếu ứng dụng vẫn chưa rõ ràng chỉ trong phạm vi hoạt động, thì cách nhanh nhất là gửi qua phạm vi áp suất, độ cao lắp đặt và liệu quy trình có bao giờ giảm xuống dưới khí quyển hay không. Điều đó thường đủ để xác nhận loại và phạm vi cảm biến phù hợp trước khi đặt hàng, thay vì phát hiện ra sau khi cài đặt rằng các con số không cộng lại.

Vẫn không chắc chắn cái nào phù hợp với quy trình của bạn?

Gửi cho chúng tôi phạm vi áp suất, phương tiện xử lý, độ cao lắp đặt và bất kỳ yêu cầu chứng nhận nào (CE, SIL2, v.v.) và chúng tôi sẽ xác nhận xem máy phát áp suất tuyệt đối hoặc máy đo áp suất có phù hợp hay không, cùng với phạm vi và tín hiệu đầu ra phù hợp. Hầu hết các yêu cầu đều nhận được đề xuất thông số kỹ thuật trong vòng một ngày làm việc.

[ Yêu cầu báo giá → ]

Liên hệ ngay

Tài liệu tham khảo

• Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế (ISA) - tiêu chuẩn và thuật ngữ dành cho thiết bị đo lường quy trình và đo áp suất.
• ASME B40.100, Đồng hồ đo áp suất và phụ tùng đồng hồ đo, Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ.
• Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) - dữ liệu tham khảo về phép đo chân không và áp suất khí quyển tiêu chuẩn.
• Tài liệu tham khảo kỹ thuật kỹ thuật Omega, Nguyên tắc cơ bản về đo áp suất.
• Ghi chú kỹ thuật của Emerson / Rosemount - các loại tham chiếu máy phát áp suất và cấu trúc cảm biến.