מד לחץ דיפרנציאלי: עקרון הפעולה, סוגים וסוגים. כיצד לבחור מד לחץ דיפרנציאלי

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

לחץ במדיה גזי ונוזל הוא אחד האינדיקטורים החשובים, שמדידתו נדרשת לתחזוקת מערכות תקשורת וטכנולוגיות. חפצי העבודה כוללים מסננים שונים, מערכות צנרת, מכשירי מיזוג ואוורור. באמצעות מד לחץ דיפרנציאלי, המשתמש לא רק מזהה את מאפייני הלחץ בפועל, אלא גם מקבל את ההזדמנות לתעד את ההבדל בין מחוונים דינמיים. הידע בנתונים אלו מקל על ניטור המערכת ומגביר את האמינות התפעולית. בנוסף, מדי לחץ דיפרנציאלי משמשים גם למדידת זרימת נוזל, גז או אוויר דחוס.

עקרון העבודה

ברוב מדי הלחץ, הטכנולוגיה לקביעת וחישוב נתונים מבוססת על תהליכי דפורמציה בקוביות מדידה מיוחדות, למשל, במפוח. אלמנט זה פועל כאינדיקטור התופס ירידות לחץ. הבלוק הופך גם לממיר הפרשי לחץ - המשתמש מקבל מידע בצורה של הזזת המצביע על המכשיר. בנוסף, ניתן להציג נתונים בפסקל, מכסהכל ספקטרום המדידה. דרך זו של הצגת מידע, למשל, מסופקת על ידי מד לחץ הפרש Testo 510, אשר בתהליך המדידה משחרר את המשתמש מהצורך להחזיק אותו בידו, שכן מגנטים מיוחדים מסופקים בגב המכשיר..

במכשירים מכניים, המחוון הראשי הוא מיקום החץ, הנשלט על ידי מערכת המנוף. תנועת המצביע מתרחשת עד לרגע שבו הטיפות במערכת מפסיקות להשפיע על כוח מסוים. דוגמה קלאסית למערכת זו היא מד דיפרנציאל לחץ הפרש DM מסדרה 3538M, המספק המרה פרופורציונלית לדלתא (לחץ דיפרנציאלי) ומספק את התוצאה למפעיל כאות מאוחד.

Classification

בשל המורכבות של תהליכי מדידת לחץ, המאפיינים של מדיה עבודה והמרה נוספת, קיימות מספר אפשרויות עבור מדי לחץ דיפרנציאליים לעבודה בתנאים שונים. אגב, מד הלחץ הדיפרנציאלי, שעיקרון הפעולה שלו נקבע במידה רבה על ידי התכנון שלו, מכוון בעיצובו לאפשרות היישום בסביבות ספציפיות - לכן, הסיווג נעשה מכך. אז, יצרנים מייצרים את הדגמים הבאים:

• קבוצה של מדי לחץ דיפרנציאל נוזלי, הכוללת שינויים בצוף, פעמון, צינור וטבעת. בהם, תהליך המדידה מתבצע על בסיס אינדיקטורים של עמודת הנוזל.
• מדדי לחץ דיגיטליים.הם נחשבים לפונקציונליים ביותר, מכיוון שהם מאפשרים למדוד לא רק את המאפיינים של נפילות לחץ, אלא גם את מהירות זרימת האוויר הדחוס, אינדיקטורים של לחות וטמפרטורה. נציג בולט של קבוצה זו הוא מד לחץ הפרש Testo, המשמש גם במערכות ניטור סביבתיות, במחקרים אווירודינמיים וסביבתיים.
• קטגוריית מכשירים מכניים. אלו הן גרסאות מפוח ודיאפרגמה המספקות מדידה על ידי ניטור המאפיינים של אלמנט חישת הלחץ.

דגמי דו-צינור

התקנים אלה משמשים למדידת מחווני לחץ ולקביעת ההבדלים ביניהם. מדובר במכשירים בעלי רמה גלויה, המוצגת בדרך כלל בצורת U. לפי התכנון, מד לחץ דיפרנציאלי כזה הוא התקנה של שני צינורות תקשורת אנכיים, אשר קבועים על בסיס עץ או מתכת. מרכיב חובה של המכשיר הוא צלחת עם סולם. לקראת המדידה ממלאים את הצינורות במצע העבודה.

לאחר מכן, אספקת הלחץ הנמדד מתחילה באחד הצינורות. במקביל, הצינור השני מקיים אינטראקציה עם האטמוספרה. במהלך מדידת הדלתא, שני הצינורות נתונים ללחץ הניתן למדידה. מד לחץ דיפרנציאלי במילוי נוזלים עם שני צינורות משמש למדידת ואקום, לחץ של גזים לא קורוזיביים ואמצעי אוויר.

דגמי צינור יחיד

מדדי לחץ דיפרנציאל צינור אחדבשימוש נפוץ כאשר נדרשות תוצאות דיוק גבוהות. במכשירים כאלה, נעשה שימוש גם בכלי רחב, אשר נתון ללחץ עם המקדם הגבוה ביותר. הצינור היחיד מקובע לצלחת עם סולם המראה את ההבדלים הללו, ומתקשר עם הסביבה האטמוספרית. בתהליך מדידת ירידת לחץ, הקטן ביותר מבין הלחצים מתקשר איתו. נוזל מוזג לתוך מד לחץ ההפרש עד שמגיעים לרמה אפסית.

בהשפעת לחץ, חלק מסוים מהנוזל זורם לתוך הצינור מהכלי. מכיוון שנפח המדיום העבודה שעבר לתוך צינור המדידה מתאים לנפח שיצא מהכלי, מד לחץ דיפרנציאלי חד-צינורית מספק מדידת גובה של עמוד נוזל אחד בלבד. במילים אחרות, שגיאת המדידה מצטמצמת. עם זאת, מכשירים מסוג זה אינם חפים מחסרונות.

חריגות מהערכים האופטימליים עשויות לנבוע מהתפשטות תרמית במרכיבי המדידה של המכשיר, מצפיפות המדיום העובד ושגיאות נוספות, אשר, עם זאת, אופייניות לכל סוגי מדי לחץ ההפרש. לדוגמה, למד לחץ דיגיטלי, אפילו עם תיקונים עבור מקדמי צפיפות וטמפרטורה, יש גם מרווח שגיאה מסוים.

מדדי לחץ דיאפרגמה

תת-הסוג העיקרי של מדי לחץ דיפרנציאליים מכניים, המחולק גם למכשירים עם מתכתי ולא מתכתירכיבי מדידה. במכשירים בעלי ממברנה שטוחה ממתכת, החישובים מבוססים על תיקון מאפייני הסטייה ברכיב המדידה. נפוץ גם מד לחץ דיפרנציאלי, שבו הממברנה משמשת כקיר מפריד לחדרים. ברגע העיוות, הכוח המנוגד נוצר על ידי קפיץ ספירלי גלילי, הפורק את אלמנט המדידה. כך משווים שני לחצים שונים.

כמו כן, חלק מהשינויים של התקני ממברנה מסופקים עם הגנה מפני פגיעה חד-צדדית - תכונת עיצוב זו מאפשרת להשתמש בהם במדידת מחווני לחץ יתר. למרות ההחדרה הפעילה של אלקטרוניקה לתעשיית המטרולוגיה בכללותה, מכשירי מדידת ממברנות נותרו מבוקשים ואף הכרחיים בתחומים מסוימים. לדוגמה, למדדי לחץ ההפרש ההיי-טק DMTs-01m מהסוג הדיגיטלי, למרות הארגונומיה והדיוק הגבוה שלו, יש מספר מגבלות לשימוש בתנאים שבהם הפעלת התקני ממברנה אפשרית.

גרסאות למטה

בדגמים כאלה, אלמנט המדידה הוא קופסת מתכת גלית, בתוספת קפיץ ספירלי. מישור המכשיר מחולק באמצעות מפוח לשני חלקים. ההשפעה הגדולה ביותר של הלחץ נופלת על החדר מחוץ למפוח, והקטנה ביותר - בחלל הפנימי. כתוצאה מחשיפה ללחצים בכוחות שונים, האלמנט הרגיש מעוות בהתאם לערך פרופורציונלי למחוון הרצוי. זהמדי לחץ דיפרנציאלי קלאסי המציגים את תוצאות המדידות באמצעות חץ על החוגה. אבל יש עוד נציגים של המשפחה הזו.

גרסאות מכניות אחרות

פחות נפוצים הם התקני צלצול, צף ופעמון למדידת לחץ דיפרנציאלי. למרות שביניהם יש דגמים חסרי קנה מידה מדויקים יחסית והקליטה עצמית, כמו גם מכשירים עם מכשירי מגע חשמליים. העברת הנתונים בהם מסופקת מרחוק, שוב, באמצעות תקשורת חשמלית או עקב פנאומטיקה. כדי לקבוע אינדיקטורים לצריכה על סמך הבדלים משתנים, מיוצרים גם מכשירים מכניים עם תוספות סיכום ושילוב.

מדדי לחץ דיגיטליים

מכשירים מסוג זה, בנוסף לפונקציות הבסיסיות של מדידת הפרש הלחץ, מסוגלים לקבוע את הביצועים הדינמיים של מדיה עבודה. מכשירים כאלה מסומנים DMC-01m. מד לחץ דיפרנציאלי דיגיטלי, בפרט, משמש במערכות בקרת אוורור של מתקני ייצור, הוא מאפשר לך לחשב אינדיקטורים לצריכת גז, תוך התחשבות בתיקוני טמפרטורה, כמו גם לשמור תיעוד של הצריכה הממוצעת עבור עמדות נמדדות. המכשיר מצויד במיקרו-מעבד ששומר אוטומטית רישום של מדידות והצטברות מידע על הצינור. כל המידע שהתקבל על תוצאות העבודה מוצג בתצוגה.

המלצות לבחירה

דרושות פעולות חישוב עם מחווני לחץבאמצעות מכשיר אמין המתאים ביותר לתנאי ההפעלה. בהקשר זה, חשוב לקבוע את רשימת הפונקציות שהמכשיר יבצע. לדוגמה, מד הלחץ ההפרשי Testo 510 מסוגל לספק קריאות מדויקות עם פיצוי טמפרטורה ולספק נתונים על צג דיגיטלי. במקרים מסוימים, נדרש מודל איתות, ולכן יש לקחת בחשבון אפשרות זו.

לקבלת הנתונים הנכונים ביותר, תחילה עליך להשוות את מאפייני המכשיר עם אפשרות הפעולה בסביבת עבודה ספציפית. לא כל המכשירים יכולים לשמש בסביבות חמצן, אמוניה ופראון. לכל הפחות, הדיוק שלהם עשוי להיות נמוך.