Măsurarea presiunii este o tehnologie fundamentală pentru monitorizarea condiţiilor de proces în rezervoare şi conducte. Deoarece mediile diferă în ceea ce priveşte proprietăţile, se aplică diferite principii de măsurare a presiunii: presiune absolută şi presiune manometrică, presiune hidrostatică şi presiune diferenţială.
La măsurarea presiunii absolute şi a presiunii manometrice, presiunea de proces deviază diafragma. Forţa este transmisă prin uleiul incompresibil către un cip din silicon, unde este convertită într-un semnal electric. Diferenţa este la punctul de referinţă: presiunea absolută este măsurată în raport cu vidul, în timp ce presiunea manometrică este măsurată în raport cu aerul ambiental. Măsurarea nivelului hidrostatic se bazează pe greutatea coloanei de lichid. Pe măsură ce nivelul de umplere creşte, gravitaţia cauzează creşterea presiunii la diafragma senzorului proporţional cu înălţimea şi densitatea mediului. La măsurarea presiunii diferenţiale, sunt înregistrate două valori de presiune, de obicei într-un rezervor închis. Transmiţătorul calculează diferenţa pentru a determina nivelul sau presiunea din interiorul rezervorului.
Urmăriţi videoclipul pentru a afla cum funcţionează măsurarea presiunii.
Avantajele Cerabar, Ceraphant, Deltabar, Deltapilot şi Waterpilot dintr-o privire
- Măsurarea presiunii continue şi a nivelului pentru lichide şi gaze
- Precizie de măsurare ridicată şi stabilitate pe termen lung
- Design robust pentru condiţii dificile de proces
- Portofoliu de senzori versatil pentru integrarea flexibilă a sistemului
- Fiabilitate dovedită pe o gamă largă de aplicaţii industriale
Cele mai variate medii sunt alimentate şi golite prin conducte din rezervoare în fiecare zi. Exemple sunt apa potabilă, sucuri de fructe, uleiuri şi combustibili, acizi sau saramuri. Deoarece aceste medii pot avea proprietăţi complet diferite, există diferite principii de măsurare pentru a le detecta. De exemplu, măsurarea presiunii absolute sau presiunii manometrice, presiunii hidrostatice, dar şi a presiunii diferenţiale.
Primele origini ştiinţifice ale măsurării presiunii au fost documentate la mijlocul secolului 17. Galileo Galilei a efectuat teste cu pompe pentru a depăşi diferenţele de altitudine în scopuri de irigare. Evangelista Torricelli a efectuat cercetări cu coloane de mercur şi a descoperit starea de vid. Blaise Pascal a auzit despre aceste experimente, a continuat cercetarea şi a putut determina greutatea aerului. Pascal a denumit această forţă presiune, şi ca un omaj adus lui, unitatea SI pentru presiune a fost denumită după el. Presiunea este rezultatul unei forţe care acţionează asupra unei zone.
Instrumentele pentru presiune pot fi utilizate pentru a detecta presiunea absolută şi presiunea manometrică, şi pentru a determina variabilele şi nivelurile de presiune din rezervoare. În primul rând, să aruncăm o privire atentă asupra modului de funcţionare al acestei metode de măsurare folosind exemplul presiunii absolute şi presiunii manometrice.
Presiunile pot fi măsurate în mod continuu într-o conductă inundată cu lichid. Vom arunca o privire amănunţită asupra diferenţei dintre o celulă de presiune absolută şi o celulă de presiune manometrică folosind exemplul unei celule ceramice. Într-o celulă ceramică, un material conductiv electric se aplică pe un substrat ceramic, formând astfel un condensator. Pe măsură ce se aplică presiune, diafragma se deformează şi cauzează o modificare a capacitanţei.
Celula de presiune absolută este un sistem închis şi măsoară în raport cu vidul dintr-un mediu atmosferic, presiunea aerului este indicată. Într-o celulă de presiune manometrică, o deschidere în substrat permite compensarea presiunii între mediul atmosferic şi interiorul celulei.
Celula măsoară valorile aferente presiunii ambientale. Într-un mediu atmosferic, presiunea aerului nu este indicată. În cazul măsurării presiunii hidrostatice, lichidul din rezervor acţionează asupra diafragmei de proces a senzorului. Gravitaţia cauzează creşterea presiunii pe măsură ce coloana de lichid, adică nivelul de umplere din rezervor, creşte. Coloana de lichid este proporţională cu nivelul de umplere şi densitatea mediului.
Într-un rezervor deschis, presiunea este compensată în mod continuu în raport cu aerul ambiental. Prin urmare, gazul din zona superioară a rezervorului nu afectează măsurarea nivelului. Cu toate acestea, pe lângă presiunea coloanei de lichid, presiunea atmosferică acţionează şi asupra senzorului. În cazul compensării presiunii atmosferice, senzorul este denumit senzor de presiune manometrică. Să aruncăm o privire mai atentă asupra unui astfel de senzor. Celula de măsurare cu contact se bazează pe tehnologia cu silicon şi a fost concepută special pentru măsurarea nivelului hidrostatic. Se aplică rezistenţe unui cip din silicon sub forma unei punţi Wheatstone.
Pe măsură ce se aplică presiune, diafragma de proces se deformează şi rezultă o modificare a rezistenţei. În senzor, uleiul incompresibil transmite presiunea de la diafragma de proces la un cip din silicon unde este analizat. La măsurarea presiunii diferenţiale într-un rezervor închis, presiunea atmosferică nu are nicio consecinţă asupra măsurării nivelului. Pe lângă presiunea coloanei de lichid, este măsurat şi capul de presiune care depăşeşte nivelul. Ambele valori sunt transferate către transmiţător prin intermediul tuburilor capilare umplute cu ulei. Transmiţătorul calculează diferenţa dintre ambele presiuni şi determină nivelul din rezervor pornind de la această valoare.
Instrumentele pentru presiune de la Endress+Hauser facilitează măsurarea presiunilor şi nivelurilor în aplicaţii standard, precum şi în aplicaţii cu temperaturi ridicate şi presiuni mari, dar şi în cele ce presupun medii corozive şi abrazive. Avem o soluţie corespunzătoare pentru orice aplicaţie. Endress+Hauser.
