Úvod do tlakové instrumentace

Pochopení tlakové instrumentace je zásadní v různých průmyslových aplikacích, od řízení procesů až po bezpečnostní systémy. Tato příručka poskytuje jasný přehled běžných zařízení pro měření tlaku, jejich pracovních principů a typických aplikací. Každá část je navržena tak, aby zjednodušila složité koncepty, a zefektivnila tak a zefektivnila výuku.

1. Tlakoměr s Bourdonovou trubicí

Tlakoměry s Bourdonovou trubicí, běžně používané v průmyslových systémech, jako jsou kotle, fungují na principu zakřivené duté trubice, která se deformuje pod vnitřním tlakem.

Princip fungování:

• Tlaková kapalina vstupuje do zakřivené Bourdonovy trubice.
• Trubice se mírně narovná a tento pohyb se přenáší systémem:
  • Ojnice
  • Segmentové a pastorkové ozubené kolo
  • Ukazatel a ciferník
• Ukazatel poté přesně zobrazuje hodnotu tlaku na kalibrovaném ciferníku.

Stupeň přesnosti:

Přesnost je definována jako procento z plného rozsahu dovolené chyby.

• Mezi běžné stupně patří: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 a 2,5.
• Nižší číslo stupně znamená vyšší přesnost.
• Třídy 3 a 4 se v kritických aplikacích, jako jsou kotlové systémy, používají jen zřídka, a to kvůli jejich nižší přesnosti.

2. Elektrický kontaktní tlakoměr

Tento přístroj je vylepšenou verzí Bourdonova tlakoměru s integrovanými elektrickými kontakty pro zajištění klíčových alarmových a řídicích funkcí.

Vlastnosti:

• Vybaven horními i dolními mezními kontakty.
• Spustí alarm nebo automatickou reakci při překročení prahových hodnot tlaku.
• Lze bezproblémově integrovat s relé a stykači pro komplexní automatické řízení.
• Obzvláště vhodné v náročných prostředích, jako jsou systémy kotlů na olej a plyn.

3. Kapacitní tlakový senzor

Tyto sofistikované senzory detekují tlak přesným měřením změny kapacity v důsledku deformace pružné membrány.

Princip fungování:

• Aplikovaný tlak způsobí posunutí pružné membrány.
• Toto posunutí přímo mění kapacitu mezi dvěma deskami.
• Výsledný signál je poté přesně převeden na měřitelný elektrický výstup.

Typy:

• K dispozici v jednopólovém i diferenciálním provedení.
• Snímače diferenčního tlaku obvykle vykazují přibližně dvojnásobnou citlivost než jednopólové typy.

Výhody:

• Vysoká citlivost, umožňující přesná měření.
• Rychlá odezva pro dynamické aplikace.
• Vynikající odolnost vůči nárazům a vibracím.
• Jednoduchá a robustní konstrukční konstrukce.

4. Měchový tlakoměr

Tento manometr je ideální volbou pro měření jemných změn tlaku, obzvláště vhodný pro ventilační systémy kotlů a plynovody.

Princip fungování:

• Tlak vstupuje do specializované dutiny měchu.
• Měchy se roztahují a vytvářejí přesný mechanický posun.
• Tento pohyb je poté přesně přenášen na ukazatel pomocí převodového mechanismu.
• Aktuální hodnota tlaku se zobrazuje přímo na ciferníku přístroje.

5. Tlakové teploměry

Tyto integrované přístroje využívají uzavřený systém naplněný specifickou kapalinou k přesnému převodu změn teploty na odpovídající hodnoty tlaku.

Součásti:

• Koule (sonda) strategicky umístěná v monitorované teplotní zóně.
• Kapilární trubice určená k přenosu změn tlaku.
• Bourdonova trubice, která reaguje na změny přenášeného tlaku.
• Ukazatel, který přesně ukazuje teplotu na kalibrovaném ciferníku.

Použité kapaliny:

• Obvykle plněné kapalinami, párou nebo plyny, jako je dusík (zvolený pro svou stabilitu).
• Provozní rozsah se obvykle pohybuje od -100 °C do +500 °C.

Aplikace:

• Nezbytné pro nepřetržité sledování teploty a automatické přepínání.
• Široce používaný pro řídicí obvody v různých průmyslových systémech.

6. Tenzometrické tlakové senzory

Tyto vysoce přesné senzory využívají tenzometry k přímému převodu mechanického napětí na měřitelné změny elektrického odporu.

Klíčové prvky:

• Tenzometr pečlivě přilepený k tlakově citlivému substrátu.
• Substrát se pod aplikovaným tlakem deformuje, čímž se mění odpor tenzometru.
• Pro přesné měření změn odporu se obvykle používá Wheatstoneův můstkový obvod.
• Výsledný signál je poté zesílen a digitalizován pro přesný výstup.

Variace:

• K dispozici v provedení s kovovou fólií i s polovodičovým provedením.
• Typy kovových fólií dále zahrnují podtypy drátů a fólií.

Případy použití:

• Vynikající pro bezproblémovou integraci do moderních digitálních řídicích systémů.
• Nabízí vysokou přesnost a je dobře přizpůsoben pro dynamické měřicí aplikace.

Závěr: Vizuální učení, praktické dovednosti

Ať už jste v oblasti instrumentace nováčkem, nebo si jen osvěžujete znalosti, tyto animované průvodce tlakovou instrumentací jsou navrženy tak, aby vám pomohly rychle pochopit základní koncepty a získat praktické znalosti.

Zůstaňte naladěni na další zjednodušené průvodce instrumentací pro měření úrovní, plynulosti a analýzy – to vše je navrženo tak, aby automatizace učení byla nejen informativní, ale také skutečně zábavná.