Что такое датчик давления среднего диапазона? Как указывается его диапазон измерения и для каких условий эксплуатации он подходит? В этой статье рассмотрены основные принципы выбора с учетом распространенных диапазонов измерения и вариантов применения.

I. Что такое датчик давления среднего диапазона

Датчик давления среднего диапазона — это промышленный прибор, предназначенный для измерения давления газа или жидкости в определенном диапазоне и преобразования его в стандартный электрический сигнал. Обычно он состоит из чувствительного элемента давления, схемы обработки сигнала и элементов технологического присоединения. При совместной работе с ПЛК, цифровым индикатором или системой верхнего уровня он позволяет отображать, регистрировать и контролировать давление.

Следует учитывать, что «среднее давление» не является универсальной для всех отраслей категорией приборов с едиными границами. В разных компаниях, линейках продукции и применимых нормативных документах диапазоны среднего давления могут определяться по-разному. При выборе модели следует ориентироваться на фактическое значение давления, его базу отсчета и техническую документацию на изделие, а не только на обозначение «среднее давление».

Например, нормальное рабочее давление одного оборудования составляет 2 MPa, а другого — 10 MPa. Поставщики могут относить оба прибора к продукции среднего давления, однако требования к диапазону измерения, перегрузочной способности и присоединению будут различаться. При закупке необходимо предоставить полные данные об условиях эксплуатации, чтобы производитель подтвердил совместимость.

Как преобразуется сигнал давления

Во время работы давление среды воздействует на чувствительный элемент, вызывая измеряемое физическое изменение. Затем электронная схема обрабатывает сигнал и выдает соответствующий давлению сигнал тока, напряжения или цифровой сигнал. Конкретный принцип действия и тип выходного сигнала зависят от модели.

В промышленности часто используется токовый выход 4～20 mA. Например, при диапазоне измерения 0～10 MPa и линейной характеристике выходного сигнала 4 mA соответствуют 0 MPa, 20 mA — 10 MPa, а 12 mA теоретически соответствуют 5 MPa.

При подключении необходимо также проверить напряжение питания, схему подключения и тип входа принимающего устройства. Тип выходного сигнала, способ питания и протокол связи следует уточнять в руководстве к выбранной модели. Нельзя заменять прибор только на основании внешнего сходства.

II. Распространенные способы обозначения диапазона измерения

Диапазон измерения обычно указывается через нижний и верхний пределы, например 0～1.6 MPa, 0～6 MPa или 0～10 MPa. Первое значение — нижний предел измерения, второе — верхний; разность между ними называется шириной диапазона измерения.

Для давления также могут использоваться единицы kPa и bar. Распространенное соотношение: 1 MPa＝1000 kPa＝10 bar. Например, диапазон 0～6 MPa можно указать как 0～6000 kPa или 0～60 bar. При пересчете необходимо также учитывать базу отсчета давления.

Числовые значения в документации по выбору следует рассматривать вместе с указанием «избыточное давление», «абсолютное давление» или «дифференциальное давление». Одинаковое обозначение 0～1 MPa при разных базах отсчета имеет разный смысл измерения, поэтому после подключения к системе эти значения нельзя просто считать взаимозаменяемыми.

Вакуумный и комбинированный диапазоны

В некоторых системах давление может быть как ниже атмосферного, так и выше него. В таких случаях можно выбрать комбинированный диапазон, например -0.1～1 MPa по избыточному давлению. Нижний предел здесь отрицательный, верхний — положительный, а ширина диапазона составляет 1.1 MPa.

Дифференциальное давление — это разность давлений в двух точках измерения; такой параметр часто используют для контроля перепада давления на фильтре или измерения уровня. Датчик дифференциального давления должен соответствовать не только диапазону разности давлений, но и требованиям к статическому давлению, которое может воздействовать на обе стороны прибора. Нельзя ориентироваться только на верхний предел измерения разности давлений.

Кроме того, диапазон измерения и допустимое давление перегрузки — разные параметры. При выходе за пределы диапазона результат измерения может перестать соответствовать заявленной точности. Превышение допустимого для изделия предела давления может привести к повреждению или создать угрозу безопасности.

III. Условия эксплуатации и области применения

Датчики давления среднего диапазона часто применяются в гидравлическом оборудовании, системах промышленного газоснабжения, технологических трубопроводах и вспомогательных системах оборудования. Возможность применения определяется фактическим давлением, свойствами среды и условиями окружающей среды, а не только названием области применения.

В гидравлических системах датчик может контролировать давление на выходе насоса или рядом с исполнительным механизмом, помогая оценивать изменение нагрузки и состояние системы. В гидравлическом контуре возможны скачки давления при запуске и остановке, а также пульсации, поэтому при выборе следует проверить пиковое давление и допустимую перегрузочную способность изделия.

В газовых сетях и технологических трубопроводах сигнал давления может использоваться для контроля стабильности подачи газа, блокировочного управления или регистрации изменений технологического процесса. Для коррозионных, легковоспламеняющихся, взрывоопасных или высокотемпературных сред следует отдельно проверить материалы, контактирующие со средой, требования взрывозащиты и температурные ограничения.

Как совместно использовать измерение давления и уровня

Для резервуара или производственной линии могут одновременно требоваться данные о давлении и уровне. Датчик давления контролирует давление в заданной точке измерения, а прибор для измерения уровня определяет положение поверхности жидкости в соответствии с принципом измерения и условиями монтажа. Эти приборы выполняют разные задачи.

Для измерения уровня в условиях, подходящих для акустического метода, можно рассмотреть китайский ультразвуковой уровнемер HJK-669, раздельный прибор для измерения уровня воды и жидкостей. Изделие имеет раздельную конструкцию, оснащено интерфейсами 4～20 mA и RS485 и относится к бесконтактным приборам для измерения уровня. Это не датчик давления среднего диапазона.

Доступны диапазоны измерения 0～5 m, 0～10 m, 0～15 m и 0～20 m; мертвая зона составляет около 0.25～0.8 m и зависит от диапазона. При выборе следует проверить высоту резервуара, колебания уровня, наличие пены и пара, а также пространство для монтажа и убедиться, что рабочее давление и другие условия соответствуют требованиям изделия.

IV. Какие параметры необходимо уточнить при выборе

Сначала необходимо уточнить нормальное рабочее давление, максимальное рабочее давление и возможные кратковременные пики, а затем выбрать диапазон измерения и перегрузочную способность с учетом условий эксплуатации оборудования. Диапазон не следует выбирать только по нормальному давлению или без оснований делать слишком широким, поскольку это может снизить эффективное разрешение в требуемой области измерений.

Затем следует уточнить способ указания точности. В некоторых изделиях она выражается в процентах от полной шкалы. Например, для диапазона 0～10 MPa при заявленной точности ±0.5%FS соответствующее значение составляет ±0.05 MPa. Условия применения и определение погрешности следует уточнять в документации на изделие.

Наконец, необходимо проверить измеряемую среду, технологическую температуру, температуру окружающей среды, тип резьбового или фланцевого присоединения, степень защиты и тип выходного сигнала. Для эксплуатации на открытом воздухе, во влажных условиях, при сильной вибрации, электромагнитных помехах или в опасных зонах следует указать соответствующие требования к монтажу, защите и сертификации.

Подготовка данных об условиях эксплуатации перед заказом

Рекомендуемые исходные данные

Сначала укажите название измеряемой среды, нормальное и максимальное давление, базу отсчета давления, рабочую температуру и технологическое присоединение. Если возможны пульсации и скачки давления или частые запуски и остановки, это также следует сообщить. Для специальных сред необходимо предоставить сведения, например о концентрации, которые влияют на совместимость материалов.

Для электрической части рекомендуется указать источник питания на объекте, требуемый выходной сигнал, тип входа системы управления и расстояние до места подключения. Если требуются местный индикатор, взрывозащищенное исполнение или изготовление по индивидуальным требованиям, это также следует сообщить на этапе выбора. Необходимо ориентироваться на фактическую модель и действующие сертификаты.

Компания 西安盛弘创仪器仪表有限公司 предоставляет услуги по продаже и техническому обслуживанию промышленных датчиков, преобразователей и сопутствующих приборов. Производственной площадкой является компания 陕西秦控传感科技有限公司. Для подбора датчика давления среднего диапазона подготовьте перечисленные выше данные об условиях эксплуатации и свяжитесь с техническим специалистом. Модель следует выбирать после подтверждения диапазона измерения, материалов, присоединения и конфигурации выходного сигнала.