Úvod do tlakovej inštrumentácie

Pochopenie tlakových prístrojov je základom v rôznych priemyselných aplikáciách, od riadenia procesov až po bezpečnostné systémy. Táto príručka poskytuje jasný prehľad bežných zariadení na meranie tlaku, ich princípov fungovania a typických aplikácií. Každá časť je navrhnutá tak, aby zjednodušila zložité koncepty, vďaka čomu je učenie efektívne a pútavé.

1. Tlakomer s Bourdonovou trubicou

Tlakomery s Bourdonovou trubicou, bežne používané v priemyselných systémoch, ako sú kotly, fungujú na princípe zakrivenej dutej trubice, ktorá sa deformuje pod vnútorným tlakom.

Princíp fungovania:

• Tlaková kvapalina vstupuje do zakrivenej Bourdonovej trubice.
• Rúrka sa mierne narovná a tento pohyb sa prenáša systémom:
  • Ojnica
  • Segmentové a pastorkové ozubené koleso
  • Ukazovateľ a ciferník
• Ukazovateľ potom presne zobrazuje hodnotu tlaku na kalibrovanom číselníku.

Stupeň presnosti:

Presnosť je definovaná ako percento z plného rozsahu dovolenej chyby.

• Bežné stupne zahŕňajú: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 a 2,5.
• Nižšie číslo stupňa znamená vyššiu presnosť.
• Stupne 3 a 4 sa zriedka používajú v kritických aplikáciách, ako sú kotlové systémy, kvôli ich nižšej presnosti.

2. Elektrický kontaktný tlakomer

Tento prístroj je vylepšenou verziou Bourdonovho tlakomeru, ktorý integruje elektrické kontakty na zabezpečenie kľúčových funkcií alarmu a riadenia.

Vlastnosti:

• Vybavené hornými aj dolnými limitnými kontaktmi.
• Spustí alarm alebo automatickú reakciu pri prekročení prahových hodnôt tlaku.
• Možno bezproblémovo integrovať s relé a stykačmi pre komplexné automatické riadenie.
• Obzvlášť vhodné v náročných prostrediach, ako sú napríklad systémy kotlov na olej a plyn.

3. Kapacitný snímač tlaku

Tieto sofistikované senzory detekujú tlak presným meraním zmeny kapacity, ktorá je výsledkom deformácie flexibilnej membrány.

Princíp fungovania:

• Aplikovaný tlak spôsobí posunutie pružnej membrány.
• Toto posunutie priamo mení kapacitu medzi dvoma doskami.
• Výsledný signál sa potom presne prevedie na merateľný elektrický výstup.

Typy:

• K dispozícii v jednopólovom aj diferenciálnom prevedení.
• Snímače diferenčného tlaku zvyčajne vykazujú približne dvojnásobnú citlivosť v porovnaní s jednopólovými typmi.

Výhody:

• Vysoká citlivosť, ktorá umožňuje presné merania.
• Rýchla odozva pre dynamické aplikácie.
• Vynikajúca odolnosť voči nárazom a vibráciám.
• Jednoduchá a robustná konštrukčná konštrukcia.

4. Tlakomer s vlnovcom

Tento manometer je ideálnou voľbou na meranie jemných zmien tlaku, obzvlášť vhodný pre vetracie systémy kotlov a plynovody.

Princíp fungovania:

• Tlak vstupuje do špecializovanej dutiny mechu.
• Mech sa roztiahne a vytvorí presný mechanický posun.
• Tento pohyb sa potom presne prenáša na ukazovateľ pomocou prevodového mechanizmu.
• Aktuálny údaj o tlaku sa zobrazuje priamo na ciferníku prístroja.

5. Tlakové teplomery

Tieto integrované prístroje využívajú utesnený systém naplnený špecifickou kvapalinou na presný prevod zmien teploty na zodpovedajúce hodnoty tlaku.

Komponenty:

• Guľa (sonda) strategicky umiestnená v monitorovanej teplotnej zóne.
• Kapilárna trubica určená na prenos zmien tlaku.
• Bourdonova trubica, ktorá reaguje na zmeny prenášaného tlaku.
• Ukazovateľ, ktorý presne ukazuje teplotu na kalibrovanom ciferníku.

Použité kvapaliny:

• Bežne sa plní kvapalinami, parou alebo plynmi, ako je dusík (zvolený pre svoju stabilitu).
• Prevádzkový rozsah sa zvyčajne pohybuje od -100 °C do +500 °C.

Aplikácie:

• Nevyhnutné pre nepretržité monitorovanie teploty a automatické prepínacie funkcie.
• Široko používaný pre riadiace obvody v rôznych priemyselných systémoch.

6. Tlakové senzory s tenzometrom

Tieto vysoko presné senzory využívajú tenzometre na priamy prevod mechanického napätia na merateľné zmeny elektrického odporu.

Kľúčové prvky:

• Tenzometrický snímač starostlivo spojený s tlakovo citlivým substrátom.
• Substrát sa pod pôsobením tlaku deformuje, čím sa mení odpor tenzometra.
• Na presné meranie zmien odporu sa zvyčajne používa obvod Wheatstonovho mostíka.
• Výsledný signál sa potom zosilní a digitalizuje pre presný výstup.

Variácie:

• Dostupné v kovovej fólii aj v polovodičovom prevedení.
• Typy kovových fólií ďalej zahŕňajú podtypy drôtov a fólií.

Prípady použitia:

• Vynikajúce pre bezproblémovú integráciu do moderných digitálnych riadiacich systémov.
• Ponúka vysokú presnosť a je dobre prispôsobený pre dynamické meracie aplikácie.

Záver: Vizuálne učenie, praktické zručnosti

Či už ste v oblasti prístrojovej techniky nováčikom alebo si len osviežujete vedomosti, tieto animované príručky k tlakovej prístrojovej technike sú navrhnuté tak, aby vám pomohli rýchlo pochopiť základné koncepty a získať praktické znalosti.

Zostaňte naladení na ďalšie zjednodušené návody na meranie úrovní, postupnosti a analytických nástrojov – všetky sú navrhnuté tak, aby automatizácia učenia bola nielen informatívna, ale aj skutočne príjemná.