Датчики давления широко используются в различных отраслях промышленности. Особенно востребованы дифференциальные датчики давления, позволяющие контролировать перепад давления в системах. Давайте разберемся, что из себя представляют эти полезные устройства.
Назначение дифференциальных датчиков давления
Основное назначение дифференциальных датчиков давления - это контроль перепада давления в трубопроводах, системах вентиляции, насосного оборудования. С помощью таких датчиков можно определить расход газа, воздуха, жидкости в трубопроводе.
Еще одно важное применение дифференциальных датчиков - мониторинг состояния фильтров, вентиляторов, насосов. Прибор фиксирует отклонения от заданных параметров и сигнализирует о необходимости обслуживания оборудования.
Дифференциальные датчики давления широко используются в системах автоматизации технологических процессов в различных отраслях промышленности и коммунального хозяйства. Они позволяют контролировать параметры и оптимизировать работу оборудования.
Принцип работы
Принцип действия дифференциального датчика давления основан на сравнении давления с двух сторон чувствительного элемента, как правило, мембраны. Давление подается на разные стороны мембраны через штуцеры или импульсные трубки.
Под воздействием разности давлений мембрана деформируется. Эта деформация преобразуется в электрический сигнал с помощью чувствительного элемента. В качестве такого элемента могут использоваться пьезоэлектрические, тензорезистивные, емкостные или индуктивные преобразователи.
Пьезоэлектрические датчики используют пьезоэлемент, деформация которого под действием давления генерирует электрический заряд. Тензорезистивные датчики содержат тензорезисторы, меняющие сопротивление при деформации. В емкостных датчиках деформация мембраны изменяет емкость конденсатора.
Типы дифференциальных датчиков давления
Существует несколько типов дифференциальных датчиков давления:
- Электроконтактные датчики дифференциального давления
- Электронные аналоговые датчики
- Цифровые интеллектуальные датчики
Электроконтактные датчики имеют простую конструкцию и низкую стоимость, но невысокую точность. Они выдают сигнал о превышении заданного порога давления.
Электронные аналоговые датчики обеспечивают непрерывное измерение давления и преобразование его в унифицированный токовый или напряжение сигнал. Они отличаются более высокой точностью.
Интеллектуальные цифровые датчики имеют встроенный микропроцессор для обработки сигнала и передачи данных по цифровым протоколам. Они обладают максимальной функциональностью.
| Тип датчика | Достоинства | Недостатки |
| Электроконтактный | Простота, низкая стоимость | Невысокая точность |
| Аналоговый | Высокая точность, непрерывное измерение | Более сложная конструкция |
| Цифровой | Расширенная функциональность | Высокая стоимость |
Конструктивные особенности
Конструкция дифференциальных датчиков давления включает корпус, измерительную мембрану и чувствительный элемент. В качестве материала мембраны чаще всего используют металлы, кремний, керамику.
Металлические мембраны обеспечивают высокую перегрузочную способность и долговечность. Керамические - более высокую чувствительность. Кремниевые мембраны сочетают достоинства металлических и керамических.
Датчики имеют разные варианты крепления к процессу - резьбовое, фланцевое, а также выпускаются в комплекте с вентилями. Корпус защищен от внешних воздействий и имеет степень защиты IP54 или выше.
Дифференциальные датчики давления выпускаются с различными диапазонами измерений - от единиц Паскалей до сотен бар. От диапазона и конструкции зависит погрешность измерений - от 0,1% до 2-3%.
Области применения
Дифференциальные датчики давления применяются в самых разных областях:
- Системы тепло- и водоснабжения
- Газовая промышленность
- Вентиляция и кондиционирование
- Фармацевтическое производство
- Пищевая промышленность
- Нефтепереработка
- Энергетика
В системах теплоснабжения датчики контролируют давление и расход теплоносителя, состояние насосов. В газовой отрасли они незаменимы для учета расхода газа.
В вентиляции и кондиционировании датчики перепада давления отвечают за контроль работы вентиляторов, фильтров, клапанов. В фармацевтическом производстве они поддерживают заданное давление в чистых помещениях.
В пищевой промышленности контроль давления необходим на этапах транспортировки и фильтрации жидких продуктов. В энергетике датчики монтируют на трубопроводах и вспомогательном оборудовании.
Выбор датчика дифференциального давления
Чтобы выбрать подходящий дифференциальный датчик давления, нужно проанализировать условия его эксплуатации:
- Определить диапазон измеряемого давления и требуемую точность
- Выбрать тип чувствительного элемента, материал и конструкцию мембраны
- Оценить совместимость датчика с используемой вторичной аппаратурой
- Учесть агрессивность среды и температурный режим
После выбора модели датчика очень важна его правильная установка - соблюдение допустимых положений, монтаж импульсных линий. От этого зависит точность измерений давления в процессе эксплуатации.
Эксплуатация и обслуживание
В процессе эксплуатации дифференциальных датчиков давления нужно учитывать следующие моменты:
- Проводить периодическую поверку прибора
- Следить за чистотой мембраны и штуцерных соединений
- Не допускать превышения допустимых пределов давления
- При неисправности сдать датчик в ремонт
Для обеспечения долгой и надежной работы датчика давления профилактические работы желательно проводить не реже 1 раза в год. Средний срок службы качественного дифференциального датчика составляет около 5-7 лет.
По истечении срока службы из-за износа чувствительного элемента точность измерений снижается и требуется замена датчика.
Производители дифференциальных датчиков давления
Существует множество компаний, которые производят дифференциальные датчики давления. К основным можно отнести:
- Emerson
- Danfoss
- Siemens
- Schneider Electric
- ABB
- WIKA
- Honeywell
- Pepperl+Fuchs
Ассортимент моделей у разных производителей может отличаться. Например, Siemens делает упор на интеллектуальные цифровые датчики, Emerson выпускает самые точные приборы, Honeywell имеет широкую номенклатуру по диапазонам измерений. Выбор конкретного производителя зависит от требований потребителя, условий эксплуатации и бюджета на приборы автоматизации.
