Czujniki i przetworniki różnicy ciśnień [Fuji Electric France]

Pomiar różnicy ciśnień, a także mierzenie ciśnienia absolutnego, względnego, poziomu oraz niskich ciśnień, to obok temperatury i wilgotności względnej najczęściej mierzona wielkość w procesach przemysłowych.

Największe problemy z pomiarem ciśnienia i jego poziomu mają zwłaszcza sektory energetyczny, chemiczny, branża spożywcza, ciepłownictwo, wentylacja i klimatyzacja, a także wodociągi i kanalizacja.

Pomiar ciśnienia względnego, absolutnego, różnicy ciśnień

Ciśnienie może być mierzone jako ciśnienie absolutne, ciśnienie względne lub jako różnica ciśnień. W przypadku ciśnienia absolutnego punktem odniesienia jest zero absolutne, a więc idealna próżnia. Z kolei ciśnienie względne mierzy się w odniesieniu do lokalnej wartości ciśnienia atmosferycznego. Ciśnienie różnicowe to pomiar różnicy dwóch ciśnień trafiających do króćców, które posiadają czujniki lub przetworniki różnicy ciśnień.

W zasadzie wszystkie przetworniki ciśnienia można określić jako przetworniki różnicy ciśnień, o ile jedna strona czujnika ciśnienia jest połączona z komorą próżniową i mierzone jest ciśnienie bezwzględne. W przypadku, gdy komora jest połączona z atmosferą, mierzone jest ciśnienie względne (tzw. gauge). Do pomiaru dużych ciśnień, gdzie wpływ zmiany ciśnienia atmosferycznego może zostać pominięty, wykorzystuje się pomiar tzw. ciśnienia względnego odseparowanego (tzw. sealed gauge). W takich urządzeniach pomiarowych jedna strona czujnika ciśnienia jest połączona z komorą pomiarową (ciśnienie atmosferyczne), a druga strona podłączona jest do mierzonego ośrodka.

Przetworniki różnicy ciśnień

Najszerszą grupę urządzeń stosowanych do pomiaru ciśnienia i różnicy ciśnień stanowią elektroniczne przetworniki i czujniki ciśnienia, w których to w wyniku podłączonego ciśnienia zmieniają się parametry elektryczne elementu pomiarowego. Elementem pomiarowym w tego typu urządzeniach są najczęściej czujniki tensometryczne, piezorezystancyjne, pojemnościowe lub piezoelektryczne.

Przetwornik różnicy ciśnień, wykorzystywany do pomiaru różnicy ciśnień, charakteryzuje się bardzo dużą odpornością na przeciążenia, dochodzące nawet do 250 bar. Urządzenia tego typu są wykonywane najczęściej ze stali nierdzewnej i posiadają membranę Hastelloy. Przetworniki różnicy ciśnień to aparatura o wyjątkowo wysokiej precyzji pomiarowej. Wykonuje ona pomiar w czasie 200 ms z dokładnością minimalną na poziomie nawet 0,2 proc. Czujniki różnicy ciśnień znajdują najczęściej zastosowanie w przemyśle przetwórczym, a także jako aparatura pomiarowa w kontroli filtrów, dmuchaw powietrza oraz kontroli ciśnienia w instalacjach klimatyzacji i wentylacji. Przetworniki ciśnienia i różnicy ciśnień wykorzystuje się często również do pomiaru poziomu, objętości, gęstości, granicy faz, a także przepływu cieczy.

Przy wyborze przetwornika ciśnienia należy zwrócić uwagę, oprócz zakresu pomiarowego oraz rodzaju sygnału, na dokładność, typ przyłącza elektrycznego oraz procesowego. Warto również wybierać urządzenia, których obudowa będzie odporna na warunki atmosferyczne (wilgotność, temperatura), a także zapewni odpowiednią wytrzymałość na wibrację oraz wstrząsy. W strefach zagrożonych wybuchem konieczne jest zastosowanie przetworników iskrobezpiecznych, które spełniają wymogi normy ATEX.