Diferansiyel basınç göstergesi: endüstrinin basınç bekçisi
1. Çalışma prensibi: Algılama tepkisinden sinyal sunumuna kadar tam bağlantı
Diferansiyel basınç göstergesinin özü, basınç farkını gözlemlenebilir bir sinyale dönüştürmektir. Farklı tipteki cihazlar, bu dönüşümü, mekanik ve elektronik olmak üzere iki teknik yola ayrılabilen farklılaştırılmış algılama yapıları aracılığıyla gerçekleştirir.
(2) Elektronik diferansiyel basınç ölçer: Mekanik sinyallerin elektriksel dönüşümü
Elektronik diferansiyel basınç göstergesi, algılama elemanının deformasyonu yoluyla elektriksel özelliklerde değişiklikler tetikler ve devre işleme sonrasında daha yüksek hassasiyete ve akıllı yeteneklere sahip dijital bir sinyal çıkışı sağlar:
Piezorezistif: Çekirdek, basınca duyarlı bir yarı iletken çiptir. Silikon diyafram, basınç farkının etkisi altında elastik deformasyona uğrar ve bu da silikon kafesin piezorezistif katsayısının değişmesine ve dolayısıyla Wheatstone köprüsünün direnç değerinin dengesizleşmesine neden olur. Lazer düzeltme işlemiyle sıcaklık kaymasını telafi ettikten sonra, voltaj farkıyla doğrusal olarak ilişkili, ±%0,1~±%0,5 doğrulukta, 5 ms'den kısa tepki süresine sahip bir elektrik sinyali üretebilir ve 4-20 mA ve HART protokol iletimini destekler.
Kapasitif tip: Algılama çekirdeği paralel plakalar olduğunda, basınç farkı hareketli plaka ile sabit plaka arasındaki mesafeyi değiştirerek kapasitansta bir değişikliğe neden olur. Bu tip son derece yüksek hassasiyete sahiptir ve μPa seviyesindeki küçük basınç farklarını ölçebilir. İyi bir stabiliteye ve düşük sıcaklık kaymasına sahip olması, onu sıkı doğruluk gereksinimleri olan özel senaryolar için uygun hale getirir.
(1) Mekanik diferansiyel basınç göstergesi: Mekanik deformasyonun güçlendirilmesi ve iletimi
Mekanik diferansiyel basınç göstergeleri güç kaynağı gerektirmez ve ölçüm elde etmek için algılama elemanının mekanik deformasyonuna ve iletim mekanizmasının sinyal amplifikasyonuna dayanır. Yaygın türleri ve prensip detayları aşağıdaki gibidir:
Sıvı kolon tipi: "ΔP = ρgh" fiziksel prensibi kullanılarak (ρ sıvının yoğunluğu, g yerçekimi ivmesi, h sıvı kolonunun yükseklik farkıdır), basınç farkı cam tüpteki sıvının yükseklik farkına dönüştürülür. Ortam olarak genellikle su, alkol veya cıva kullanılır. Yapısı basittir ve doğruluk ±%0,5'e ulaşabilir, ancak tepkisi yavaştır ve kurulum açısı ve sıcaklıktan kolayca etkilenir. Örneğin, laboratuvarda düşük basınçlı gaz basıncını kalibre ederken, U şeklindeki tüpün her iki tarafındaki sıvı seviye farkı gözlemlenerek basınç farkı doğrudan okunabilir.
Diyafram tipi: Çekirdek algılama elemanı olarak metal veya kauçuktan yapılmış elastik bir diyafram kullanılır. Basınç farkı, diyaframı deforme etmeye iter. Deformasyon bir kol veya dişli aktarma mekanizmasıyla güçlendirildikten sonra, kadran üzerindeki ibreyi saptırır. Ölçüm aralığı birkaç Pa'dan onlarca kPa'ya kadar değişir. İyi bir darbe direncine ve yaklaşık ±%1~±%2,5 hassasiyete sahiptir. Ancak mekanik aşınma sorunları vardır ve endüstriyel tesislerde akış izleme ve tıkanıklık alarmı için uygundur.
Yaylı boru tipi: İki simetrik yaylı boru, sırasıyla yüksek ve düşük basınç uçlarına bağlanır. Basınç farkı, yaylı boruların zıt yönlerde deforme olmasına neden olur. Deformasyon "I" şeklindeki braketten geçtikten sonra, dişli mekanizması aracılığıyla ibre okumalarına dönüştürülür. Bu yapı, güçlü yüksek basınç direncine sahiptir, MPa seviyesindeki basınç farklarını ölçebilir ve mükemmel darbe direncine sahiptir. Petrokimya yüksek basınçlı boru hattı izleme sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.