Različni merilni merilci tlaka v merilni industriji
Merilnik je v bistvu instrument ali naprava, ki se uporablja za merjenje velikosti, količine ali vsebine nečesa, običajno z analognim ali digitalnim zaslonom. To je lahko meritev vsake lastnosti, kot so tlak, pretok, temperatura, gorivo ali dolžina. Na področju merjenja in instrumentacije se beseda »gage« pogosto uporablja kot variantni črkovanje besede »merilnik«.
Kot to pomeni ime, je merilni instrument tlaka orodje, ki se uporablja za merjenje in označevanje tlaka tekočine ali plina v sistemu v primerjavi z atmosfero ali drugo referenco. Na voljo je veliko vrst merilnikov tlaka, od tega vsaka z drugačno tehniko ali metodo indikacijo.
Analogni merilec tlaka
Analogni merilec tlaka se običajno nanaša na napravo, ki uporablja tehnologijo čistega mehanskega senzorja tlaka. Merilna vrednost je označena s premikom kazalca na klicu, vsaka vrednost tlaka pa je označena. Kazalec Gibanje in položaj kazalca dajeta vizualno označbo tlaka, ki se meri.
Večina analognih merilnih merilnikom tlaka ima eno od naslednjih treh tehnologij za senzorje tlaka:
Bourdon cev
Bourdon cev je cev v obliki črke "C", spiralne oblike ali spiralno oblikovane radialno oblikovane cevi, od katerih je ena stran pritrjena na dnu instrumenta, druga stran pa je povezana s kazalcem. Ko je Bourdon cev stisnjena, njegov prerez se nagaja, da postane bolj zaokrožena, s čimer se navezuje na poravnavo oblike. To premikanje cevi je zajeto s kazalcem, da bi kazalec na pritisk. Merilec tlaka Bourdon cevi je najpogostejši tip analognega merilca tlaka v industriji, z različnimi tlačni razponi, kazalci in Bourdon materiali. Klicane in roke intuitivnega zaslona so običajno napolnjene s tekočino ali vakumsko zatesnjene, da se zmanjša hrup v različnih aplikacijah.
Preberite več o predpisih WIKA Bourdon
Prepone
Merilnik tlaka diafragme vsebuje diafragmo v obliki valov, ki je s pomočjo povezovalnega mehanizma povezan s kazalcem. Tlak se nanese na eno stran diafragme, ki jo običajno ogradi prirobnica. Premikanje (razširitev ali krčanje) te prepone je zajeto s to povezavo in se prenaša na kazalec, da kaže na pritisk. Različne površine diafragme lahko zagotavljajo različne ravni občutljivosti. Na primer, diafragma z veliko površino bo zagotovila večjo občutljivost in je pogosta v številnih nizkotlačne aplikacije. Poleg tega, še posebej za jedke medije, bo prepona in prirobnico preprečila, da bi izmerjeni medij vstopil v napravo za senzorje. Zato so diafragmni merilci tlaka zelo priljubljeni v aplikacijah, ki zahtevajo nižji tlak ali jedke medije.
Preberite več o prednostih merilnika tlaka diafragme
Meh
Valovita cev je eno delna zložljiva naprava z globokimi nagibi ali krči, ki jih tvorijo izjemno tanko obzidne cevi. Ko se pritisk nanese ali sprosti na notranji del meha, se bo pogodbena in razširila. To gibanje se nato preko povezave prenaša na kazalec. Podobno kot merilniki tlaka diafragme so mehovi z večjimi premeri najbolj primerni za nizek tlak in zagotavljajo večjo natančnost delovanja. Na splošno se število nagibov meha razlikuje od 5 do 20, vendar so zaradi njihove dolžine omejene glede na največji pritisk, ki ga je mogoče doseči.
Digitalni merilnik tlaka
Preprosto povedano, digitalni merilnik tlaka je naprava, ki digitalno prikazuje izhod tlaka skozi zaslon, nameščen na svojem telesu. Na splošno digitalni merilniki tlaka uporabljajo elektromagnetno merjenje tlaka v svojem ohišju in vezje, ki pretvori to vrednost v odčitano prikazovalnik. Digitalni izhod običajno operaterju omogoča enostavno beleženje odčitkov tlaka pri višji ločljivosti kot analogni izhod. Digitalni merilniki zahtevajo vir energije (običajno v obliki baterij) za delovanje in napajanje notranjih senzorjev in zaslonov.
Na splošno imajo digitalni merilci tlaka eno od naslednjih tehnologij:
Senzor merilnika seva
Delovno načelo senzorja merilnika seva je pretvorba uporabljenega tlaka v električni signal skozi elastično deformacijo merilnika seva. Ti merilniki sevov so povezani z glavnim telesom merilne naprave in so razpore eni ob drugi, da tvorijo Wheatstone mostno vezje. Pri uporabi tlaka se bo merilec seva elastično deformal, s čimer se bo spremenila upornost merilnika seva in mostnega tokokroga. Ta sprememba odpornosti proizvaja električni izhodni signal, ki je sorazmeren s količino tlaka, ki se nanese na števec.
Piezoelektrični senzor
Beseda "piezo" izhaja iz piezeina, ki je grška beseda, ki pomeni eno obliko fizičnega tlaka ali drugo. Piezoelektrični senzorji uporabljajo piezoelektrične materiale, kot so keramika in kristali iz četverca. Dinamični tlak, ki deluje na kristal, ustvarja električni naboj, ki se ojači in pretvori v napetostni ali frekvenčni signal. Za razliko od senzorjev merilnikov seva, piezoelektrični senzorji ne zahtevajo zunanjega vzburjanja. Največji problem pri piezoelektričnih senzorjih pa je v tem, da kristal ustvarja električni naboj le ob uporabi dinamičnega tlaka, v mirovanju pa je le v stanju dinamičnega stanja. Obstaja veliko načinov za pakiranje piezoelektričnih senzorjev za zanesljivo branje statičen tlak, vendar lahko te metode vključujejo dodatne prepone in uporabo prednategnje vijakov za stiskanje kristala, kar ima za posledico drage in občutljive števce.
Piezoresistivni senzor
Pretvorniki, ki temeljijo na piezorezizi, se zanašajo na piezorezitivni učinek, ki se pojavi, ko se odpornost materiala spremeni v odziv na uporabljen mehanski sev. Piezorezitivni senzorji so običajno izdelani iz silikonskih komponent MEMS (Micro Electro Mechanical System). To je predvsem posledica dejstva, da ima silikon piezorezitivni učinek, ki sta dva reda velikosti večja od vrstnega reda kovine, kar ima za posledico izhod merjenja tlaka z višjo natančnostjo in ločljivostjo. Za razliko od merilnikov seva in piezoelektričnih senzorjev, piezorezitivni senzorji uporabljajo en sam material (silikon) za doseganje enotnih toplotnih lastnosti ter predvidljive in zanesljive temperaturne učinkovitosti. Piezorezitivni senzorji so eden najpogostejših senzorjev za natančno merjenje tlaka v aplikacijah, ki zahtevajo obsežno in zanesljivo temperaturno kompenzacijo. CPG1500 uporablja notranji piezorezitivni senzor. Njegova upornost se pretvori z uporabo računalnika na krovu in prikazana na zaslonu.
