Поставщик комплексных решений для чистых помещений и услуг по системам ОВК
Дифференциальный манометр: датчик давления в промышленности
1. Принцип работы: полная связь от сенсорного отклика до подачи сигнала.
Суть дифференциального манометра заключается в преобразовании разности давлений в измеряемый сигнал. Различные типы приборов осуществляют это преобразование посредством различных чувствительных структур, которые можно разделить на два типа: механические и электронные.
(2) Электронный дифференциальный измеритель давления: электрическое преобразование механических сигналов
Электронный дифференциальный манометр регистрирует изменения электрических характеристик посредством деформации чувствительного элемента и выдает цифровой сигнал после обработки схемы, обладающий более высокой точностью и интеллектуальными возможностями:
Пьезорезистивный: ядро представляет собой полупроводниковый чип, чувствительный к давлению. Кремниевая диафрагма упруго деформируется под действием перепада давления, что приводит к изменению пьезорезистивного коэффициента кремниевой решетки, тем самым разбалансируя сопротивление моста Уитстона. После компенсации температурного дрейфа посредством лазерной подгонки, датчик выдает электрический сигнал, линейно зависящий от разности напряжений, с точностью ±0,1%~±0,5% и временем отклика менее 5 мс. Поддерживает ток 4-20 мА и протокол HART.
Емкостный тип: с параллельными пластинами в качестве чувствительного элемента, разница давлений приводит к изменению расстояния между подвижной и неподвижной пластинами, что приводит к изменению емкости. Датчики этого типа обладают чрезвычайно высокой чувствительностью и способны измерять мельчайшие перепады давления на уровне мкПа. Они обладают хорошей стабильностью и малым температурным дрейфом, что делает их пригодными для специальных условий с высокими требованиями к точности.
(1) Механический дифференциальный манометр: усиление и проведение механической деформации
Механические дифференциальные манометры не требуют источника питания и используют для измерения механическую деформацию чувствительного элемента и усиление сигнала передаточным механизмом. Ниже приведены распространённые типы и принцип действия:
Жидкостный тип: Используя физический принцип «ΔP = ρgh» (ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — перепад высот столба жидкости), перепад давления преобразуется в перепад высот жидкости в стеклянной трубке. В качестве среды обычно используются вода, спирт или ртуть. Конструкция проста, а точность достигает ±0,5%, но время отклика медленное и зависит от угла установки и температуры. Например, при калибровке давления газа низкого давления в лаборатории перепад давления можно определить непосредственно, наблюдая за разницей уровней жидкости по обе стороны U-образной трубки.
Мембранный тип: в качестве основного чувствительного элемента используется эластичная мембрана из металла или резины. Разность давлений вызывает деформацию мембраны. Деформация, усиленная рычажным или зубчатым приводом, приводит к отклонению стрелки на циферблате. Диапазон измерения составляет от нескольких Па до десятков кПа. Мембранный расходомер обладает хорошей ударопрочностью и точностью измерения ±1%~±2,5%. Однако он подвержен механическому износу и подходит для контроля расхода и сигнализации засоров на промышленных объектах.
Пружинный тип: две симметричные пружинные трубки соединены с концами высокого и низкого давления соответственно. Разность давлений вызывает деформацию пружинных трубок в противоположных направлениях. После передачи деформации через I-образный кронштейн она преобразуется в показания стрелки посредством зубчатого механизма. Такая конструкция обладает высокой устойчивостью к высокому давлению, позволяет измерять перепады давления на уровне МПа и обладает превосходной ударопрочностью. Она широко используется для мониторинга трубопроводов высокого давления в нефтехимической промышленности.