Mitä erityyppisiä painemittareita käytetään teollisuudessa nykyään?

Painemittarit ovat teollisissa ympäristöissä laajimmin käytettyjä mittauslaitteita, joita löytyy niin kattiloista, hydraulijärjestelmistä, kompressoreista, putkistoista ja laboratoriolaitteista. Vaikka ne kaikki palvelevat samaa painetta osoittavaa perustarkoitusta, sisäiset mekanismit vaihtelevat merkittävästi riippuen painealueesta, mitattavasta väliaineesta ja ympäristöstä, jota mittarin on kestettävä. Näiden mallien välisten erojen ymmärtäminen auttaa insinöörejä ja teknikoita valitsemaan laitteet, jotka antavat tarkat lukemat ja selviävät kohtaamistaan ​​käyttöolosuhteista.

Mekaaniset painemittarit ja niiden sisäiset mekanismit

Mekaaniset mittarit ovat edelleen yleisin tyyppi teollisuudessa, koska ne eivät vaadi ulkoista virtalähdettä ja niillä on pitkä luotettavuushistoria. Nämä mittarit muuttavat paineen mekaaniseksi liikkeeksi, joka sitten muunnetaan kellotauluksi hammaspyörien ja nivelten järjestelmän kautta.

Bourdon-putkimittarit

Bourdon-putkimittarit ovat tunnetuin painemittarimalli, joka voidaan tunnistaa kaarevasta, litteästä metalliputkesta, joka on kierretty kotelon sisään. Kun paine tulee putkeen, se yrittää suoristaa, ja tämä pieni mekaaninen taipuma siirretään nivelen kautta osoittimen pyörittämiseksi kellon poikki. Bourdon-putkimittareita käytetään tyypillisesti keskisuurilla ja korkeilla painealueilla, yleensä 15 psi - 100 000 psi, ja niitä löytyy laajalti hydraulijärjestelmistä, höyrylinjoista ja paineilmasovelluksista. Niiden päärajoitus on heikentynyt tarkkuus erittäin alhaisissa paineissa, joissa putken taipuma tulee liian pieneksi luotettavasti mitattavaksi.

Kalvomittarit

Kalvomittarit käyttävät ohutta, joustavaa kiekkoa, joka muuttaa muotoaan vasteena kohdistetusta paineesta. Tämä muodonmuutos vahvistetaan mekaanisesti ja muunnetaan osoittimen liikkeeksi. Koska kalvo voidaan valmistaa korroosionkestävistä materiaaleista ja se eristää mittausmekanismin prosessiväliaineista, tätä mallia suositaan alhaisten paineiden mittaamiseen ja sovelluksiin, joissa käytetään viskoosisia, lietemäisiä tai lievästi syövyttäviä aineita, joissa kapea Bourdon-putki saattaa tukkeutua tai hajota.

Kapselimittarit

Kapselimittarit koostuvat kahdesta poimutetusta kalvosta, jotka on hitsattu yhteen tiiviiksi kapseliksi. Tämä konfiguraatio tuottaa suuremman herkkyyden kuin yksittäinen kalvo, joten kapselimittarit sopivat hyvin matalapainemittauksiin, usein muutaman tuuman vesipatsasta noin 25 psi:iin asti. Niitä käytetään usein kaasunjakelujärjestelmissä, LVI-kanavissa ja muissa sovelluksissa, joissa paineen muutokset ovat hienovaraisia, mutta niitä on silti tarkkailtava tarkasti.

Paljemittarit

Paljemittarit käyttävät haitarityylistä laajennettavaa kammiota, joka venyy tai puristuu paineen muutoksilla. Tämä rakenne tarjoaa suuremman pinta-alan paineelle kalvoon verrattuna, mikä mahdollistaa paljemittareiden havaitsemisen erittäin pienet painemuutokset tarkasti. Niitä käytetään yleisesti matalapaineisissa pneumaattisissa ohjauksissa ja joissakin absoluuttisen paineen mittaussovelluksissa, joissa vaaditaan suurta herkkyyttä pienillä voimatasoilla.

Digitaaliset ja elektroniset painemittarit

Koska teolliset prosessit ovat yhä enemmän riippuvaisia tiedonkeruusta ja etävalvonnasta, elektronisista painemittareista on tullut vakiona monissa tiloissa. Sen sijaan, että luottaisivat pelkästään mekaaniseen taipumiseen, nämä mittarit käyttävät anturielementtejä, jotka muuttavat paineen sähköiseksi signaaliksi, joka sitten näytetään digitaalisesti tai lähetetään ohjausjärjestelmään.

Venymämittarin anturit

Venymämittariin perustuvat paineanturit käyttävät ohutta metalli- tai kalvoelementtiä, joka on liimattu kalvoon. Kalvon taipuessa paineen alaisena, venymämittarin sähkövastus muuttuu suhteessa, ja tämä muutos mitataan ja muunnetaan kalibroiduksi painelukemaksi. Nämä anturit tarjoavat hyvän tarkkuuden useilla eri paineilla, ja ne integroidaan yleisesti prosessinohjausjärjestelmiin, joissa jatkuvaan valvontaan tarvitaan 4-20 mA lähtösignaalia.

Pietsoresistiiviset ja kapasitiiviset anturit

Pietsoresistiivisissä antureissa käytetään puolijohdemateriaaleja, joiden resistanssi muuttuu mekaanisen rasituksen vaikutuksesta, mikä tarjoaa nopeat vasteajat ja korkean herkkyyden, mikä tekee niistä käyttökelpoisia sovelluksissa, joissa paine vaihtelee, kuten moottorin testaus tai hydraulinen iskunmittaus. Kapasitiiviset anturit sitä vastoin mittaavat kahden levyn välisen kapasitanssin muutoksen, kun kalvo liikkuu paineen alaisena, ja niitä arvostetaan niiden vakauden ja tarkkuuden vuoksi matalapaine- ja tyhjiösovelluksissa, mukaan lukien puolijohteiden valmistus ja tieteellinen instrumentointi.

Mittareiden luokittelu mittausviitteen mukaan

Sisäisen tunnistusmekanismin lisäksi painemittarit luokitellaan myös sen mukaan, mihin vertailupisteeseen ne mittaavat. Tämä luokittelu määrittää, miten lukema tulee tulkita ja mihin sovelluksiin mittari sopii.

Paine-eromittarit ansaitsevat erityistä huomiota, koska niitä käytetään tietojen päättelemiseen epäsuorasti. Mittaamalla painehäviön suodattimen, suutinlevyn tai muun rajoituksen yli, teknikot voivat määrittää, tarvitseeko suodatin vaihtaa, tai laskea nesteen virtausnopeuden ilman erillistä virtausmittaria. Tämä tekee differentiaalimittareista kustannustehokkaan diagnostisen työkalun LVI-järjestelmissä, vedenkäsittelylaitoksissa ja teollisuuden suodatusjärjestelmissä.

Erikoismittarit vaativiin teollisuusolosuhteisiin

Normaalit mekaaniset ja digitaaliset mittarit toimivat hyvin normaaleissa olosuhteissa, mutta on olemassa useita erikoisversioita, jotka vastaavat ankaria prosessiaineita, tärinää tai hygieniavaatimuksia.

Kalvotiivistemittarit syövyttäville tai viskoosiisille aineille

Kun prosessineste on syövyttävää, hankaavaa tai alttiina kiteytymään kapean letkun sisällä, prosessin ja mittarin väliin asennetaan kalvotiiviste. Tiiviste eristää mittarin sisäisen mekanismin suorasta kosketuksesta väliaineeseen ja siirtää painetta inertin täyttönesteen kautta. Tämä asetus on yleinen kemiallisessa käsittelyssä, jäteveden käsittelyssä ja elintarviketuotannossa, joissa suora altistuminen muuten vahingoittaisi mittaria tai saastuttaisi tuotteen.

Glyseriinitäytteiset tärinänkestävyysmittarit

Ympäristöissä, joissa on voimakasta tärinää, kuten pumppujen, kompressorien tai moottoreiden lähellä, tavalliset kuivamittarit voivat kärsiä osoittimen värinästä ja ennenaikaisesta kulumisesta. Nestetäytteiset mittarit, joissa käytetään tyypillisesti glyseriiniä tai silikoniöljyä, vaimentavat tätä tärinää ja suojaavat sisäisiä osia nopealta kulumiselta, pidentäen käyttöikää ja parantaen lukeman vakautta mekaanisesti aktiivisissa ympäristöissä.

Terveysmittarit elintarvike-, juoma- ja lääkekäyttöön

Saniteettipainemittarit on valmistettu sileistä, rakottomista kostutetuista pinnoista, ja niissä on kolmipuristin- tai huuhtelukalvoliitännät, jotka mahdollistavat perusteellisen puhdistuksen ja steriloinnin. Nämä mittarit on suunniteltu täyttämään hygieniastandardit, joita vaaditaan elintarvikkeiden jalostuksessa, maidontuotannossa ja lääketeollisuudessa, missä jäämien kerääntyminen voi vaarantaa tuoteturvallisuuden tai rikkoa säännösten vaatimuksia.

Oikean mittarin valitseminen tietylle sovellukselle

Sopivan painemittarin valinta alkaa tunnistamalla kolme keskeistä tekijää: odotettu painealue, prosessiväliaineen luonne ja asennuskohtaa ympäröivät ympäristöolosuhteet. Liian todellista käyttöpainetta korkeammalle painealueelle valittu mittari tuottaa epätarkkoja lukemia, koska useimmat mittarit ovat tarkimpia asteikansa keskimmäisellä kolmanneksella. Vastaavasti vakiokuivamittarin valitseminen korkeavärähtelevälle pumpun painelinjalle johtaa todennäköisesti usein tapahtuvaan uudelleenkalibrointiin tai ennenaikaiseen vikaan.

• Yleisissä paineilma-, hydrauli- tai höyryjärjestelmissä, joissa on vakaat olosuhteet, tavallinen Bourdon-putkimittari on yleensä riittävä ja kustannustehokas.
• Syövyttäviä kemikaaleja tai viskoosia nesteitä varten kalvotiivistemittari estää prosessiväliaineita vahingoittamasta sisäisiä osia.
• Erittäin matalapaineiseen LVI- tai kaasunjakelun valvontaan kapseli- tai paljemittari tarjoaa tarvittavan herkkyyden pieniin paineen muutoksiin.
• Jatkuvaa tiedonkeruuta tai etähälytyksiä vaativissa järjestelmissä elektroninen mittari, jossa on lähetettävä lähtösignaali, integroituu suoraan olemassa oleviin ohjausjärjestelmiin.
• Elintarvikkeiden, juomien tai farmaseuttisten valmisteiden käsittelyssä saniteettimittari, jossa on puhdistettava, uppoasennettava rakenne, täyttää hygienia- ja säädösvaatimukset.

Viime kädessä oikea painemittari on täsmälleen käyttöympäristöön sopiva painemittari, ei edistynein tai kallein saatavilla oleva vaihtoehto. Kun käytät aikaa painealueen, välineiden yhteensopivuuden ja ympäristötekijöiden arvioimiseen ennen ostamista, voit estää kalliita seisokkeja, epätarkkoja lukemia ja tarpeettomia laitteiden vaihtoja.