Diferencinio slėgio matavimai naudojami daugelyje pramonės sričių, įskaitant valdymą ir optimizavimą. Juk jie suteikia informacijos apie 2 slėgio intervalų tarpusavio ryšį. Slėgių skirtumui saugiai ir patikimai nustatyti naudojami specialūs diferencinio slėgio jutikliai. Sužinokite daugiau apie išmaniųjų jutiklių veikimo principą, taikymo sritis ir savybes!
Diferencinio slėgio jutikliai matuoja dviejų absoliučių slėgių p1 ir p2 skirtumą dujose, garuose ir skysčiuose. Juos, be kita ko, galima naudoti filtrams stebėti, lygiui matuoti uždarose talpyklose ir saugai svarbiose sistemose. Jie dažnai vadinami diferencinio slėgio siųstuvais arba diferencinio slėgio keitikliais.
Diferencinio slėgio jutiklis turi 2 hermetiškai ir (arba) sandariai užsandarintas kameras su procesine jungtimi, kurios viena nuo kitos atskirtos lanksčia membrana su priklijuotu pasipriešinimo tilteliu. Proceso jungtys sujungtos prieš ir už galimo slėgio sumažinimo, kad slėgiai veiktų membraną priešinga kryptimi. Jei slėgis kamerose vienodas, membrana lieka plokščia. Kai slėgis vienoje iš kamerų sumažėja arba padidėja, membrana pakrypsta link kameros, kurioje slėgis mažesnis. Deformacijos laipsnis atitinka dviejų slėgių skirtumą: p2-p1=Δp. Tai galima nustatyti pagal varžos vertės pokytį, kuris gali būti paverstas elektriniu signalu tolesniam apdorojimui.
Diferencinio slėgio jutiklis turi dvi technologines jungtis. Slėgiai diafragmą veikia priešingomis kryptimis. Matavimo rezultatas visada yra dviejų slėgių skirtumas p2 - p1 = ∆p.
Skiriami pjezorezistoriniai ir talpiniai matavimai. Dauguma diferencinio slėgio jutiklių dabar yra pagrįsti pjezorezistyviniu poveikiu (medžiagos elektrinės varžos pokyčiu, kurį sukelia įtempimas arba slėgis). Šis efektas pasiekiamas metaliniais tenzometrais, kurie klijuojami prie jau minėtos elastingos membranos, arba silicio plokštelėmis. Skirtingai nuo tenzometrų, matavimo rezistoriai yra integruoti tiesiai į silicio membraną, todėl nereikia klijuoti tenzometrų. Taip padidinamas matavimo tikslumas, atsparumas temperatūrai ir ilgaamžiškumas. Be to, silicio jutikliai yra gerokai pigesni už plonasluoksnius jutiklius. Visi pjezorezistoriniai diferencinio slėgio jutikliai praktiškai neturi dreifo.
Talpiniuose slėgių skirtumo siųstuvuose į silicio mikroschemą integruotas kondensatorius, todėl pagal jo talpos pokyčius galima daryti išvadas apie susidariusį slėgio skirtumą.
Vėdinimo sistemose slėgio skirtumu galima nustatyti filtro užterštumo laipsnį, kai slėgis matuojamas prieš filtrą ir už jo. Kuo labiau užterštas filtro elementas, tuo didesnį pasipriešinimą jis kelia pro jį tekančiai terpei.
Kita slėgio skirtumo jutiklių taikymo sritis - srauto vamzdžiuose matavimas. Taikant šį diferencinio slėgio metodą vamzdyje reikia įrengti pirminį elementą. Pirminiai elementai gali būti įvairių konstrukcijų. Jie susiaurina vamzdžio skerspjūvį ir taip suteikia tekančiai terpei pasipriešinimą, kurį apibrėžia jų geometrija. Dėl to susiaurėjimo vietoje vietomis padidėja srauto greitis, o tai savo ruožtu lemia statinio slėgio pokytį prieš pirminį elementą (p1 stat) ir už jo (p2 stat). Slėgio jungtys matavimams atlikti yra tiesiai prieš pirminį elementą ir už jo. Slėgių skirtumas yra netiesioginis srauto matas.
Aktyvus slėgio keitiklis su statinio slėgio sumažėjimu
p1stat - statinis slėgis prieš VenturiMatavimo prietaisus veikia įvairūs mechaniniai, šiluminiai ir cheminiai veiksniai, todėl išmatuotos vertės laikui bėgant kinta ir praranda tikslumą. Pavyzdžiui, nuliniai nuokrypiai arba histerezė gali kelti pavojų saugai ir mažinti proceso efektyvumą. Reguliarus kalibravimas negali užkirsti kelio tokiems pokyčiams, tačiau gali laiku juos aptikti. Todėl mechaniniams ir elektriniams slėgio matavimo prietaisams kalibravimą rekomenduojama atlikti kartą per metus.
Diferencinio slėgio jutikliai ir diferencinio slėgio siųstuvai yra įvairių versijų. Tai, ar jutiklis gali būti naudojamas konkrečioje srityje, pirmiausia priklauso nuo mažiausio ir didžiausio slėgio lygio, kurį galima apdoroti, aplinkos poveikio ir terpės tinkamumo. Pavyzdžiui, talpiniai slėgio jutikliai lemia matavimo netikslumus, jei jutikliai naudojami esant stipriai vibracijai; ne kiekvienas jutiklis gali toleruoti agresyvias dujas ir skysčius. Priklausomai nuo taikymo tipo, reikalingi tam tikri patvirtinimai. Pavyzdžiui, SIL 2 / SIL 3 pagal DIN EN 61508, PL pagal DIN EN 13849 arba versija, skirta sprogimo zonoms. Kilus neaiškumams, reikėtų paprašyti išsamios konsultacijos.
