Hvad er de forskellige typer trykmålere, der bruges i industrien i dag?

Trykmålere er blandt de mest udbredte måleinstrumenter i industrielle omgivelser, som findes på både kedler, hydrauliske systemer, kompressorer, rørledninger og laboratorieudstyr. Mens de alle tjener det samme grundlæggende formål med at angive tryk, varierer de interne mekanismer betydeligt afhængigt af trykområdet, mediet, der måles, og det miljø, måleren skal modstå. At forstå skellene mellem disse designs hjælper ingeniører og teknikere med at vælge udstyr, der leverer nøjagtige aflæsninger og overlever de driftsforhold, det vil møde.

Mekaniske trykmålere og deres indre mekanismer

Mekaniske målere forbliver den mest almindelige type på tværs af den generelle industri, fordi de ikke kræver nogen ekstern strømkilde og har en lang servicehistorie af pålidelighed. Disse målere omdanner tryk til mekanisk bevægelse, som derefter oversættes til en skivelæsning gennem et system af gear og led.

Bourdon rørmålere

Bourdon-rørmålere er det mest genkendelige trykmålerdesign, der kan identificeres ved det buede, flade metalrør, der er viklet inde i kabinettet. Når trykket kommer ind i røret, forsøger det at rette sig ud, og denne lette mekaniske afbøjning overføres gennem et led for at rotere viseren hen over skiven. Bourdon-rørmålere bruges typisk til medium til høje trykområder, almindeligvis fra 15 psi op til 100.000 psi, og findes i vid udstrækning i hydrauliske systemer, dampledninger og trykluftapplikationer. Deres hovedbegrænsning er reduceret nøjagtighed ved meget lave tryk, hvor rørets afbøjning bliver for lille til at kunne måles pålideligt.

Diafragma målere

Membranmålere bruger en tynd, fleksibel skive, der deformeres som reaktion på påført tryk. Denne deformation forstærkes mekanisk og omdannes til pointerbevægelse. Fordi membranen kan fremstilles af korrosionsbestandige materialer og isolerer målemekanismen fra procesmediet, er dette design foretrukket til måling af lave tryk og til applikationer, der involverer tyktflydende, slamlignende eller mildt ætsende stoffer, hvor et smalt Bourdon-rør kan tilstoppe eller nedbrydes.

Kapselmålere

Kapselmålere består af to korrugerede membraner, der er svejset sammen for at danne en forseglet kapsel. Denne konfiguration giver større følsomhed end en enkelt membran, hvilket gør kapselmålere velegnede til måling af meget lavt tryk, ofte i området fra nogle få tommer vandsøjle op til omkring 25 psi. De bruges ofte i gasdistributionssystemer, HVAC-kanaler og andre applikationer, hvor trykændringer er subtile, men stadig skal overvåges præcist.

Bælgemålere

Bælgmålere bruger et udvideligt kammer i harmonika-stil, der forlænges eller komprimeres med ændringer i tryk. Dette design giver et større overfladeareal for tryk at virke på sammenlignet med en membran, hvilket gør det muligt for bælgmålere at registrere meget små trykændringer nøjagtigt. De er almindeligt anvendt i lavtryks pneumatiske kontroller og i nogle absolut trykmålingsapplikationer, hvor høj følsomhed ved lave kraftniveauer er påkrævet.

Digitale og elektroniske trykmålere

Da industrielle processer i stigende grad er afhængige af datalogning og fjernovervågning, er elektroniske trykmålere blevet standard i mange faciliteter. I stedet for at stole på mekanisk afbøjning alene, bruger disse målere føleelementer, der konverterer tryk til et elektrisk signal, som derefter vises digitalt eller transmitteres til et kontrolsystem.

Strain Gauge Transducere

Strain gauge-baserede tryksensorer bruger et tyndt metal- eller folieelement bundet til en membran. Når membranen bøjes under tryk, ændres den elektriske modstand af strain gauge proportionalt, og denne ændring måles og konverteres til en kalibreret trykaflæsning. Disse sensorer tilbyder god nøjagtighed på tværs af en lang række tryk og er almindeligvis integreret i processtyringssystemer, hvor et 4-20mA udgangssignal er nødvendigt for kontinuerlig overvågning.

Piezoresistive og kapacitive sensorer

Piezoresistive sensorer bruger halvledermaterialer, hvis modstand ændres under mekanisk belastning, hvilket giver hurtige responstider og høj følsomhed, hvilket gør dem nyttige i applikationer med hurtigt svingende tryk, såsom motortest eller hydraulisk stødmåling. Kapacitive sensorer måler derimod ændringen i kapacitans mellem to plader, når en membran bevæger sig under tryk, og er værdsat for deres stabilitet og nøjagtighed i lavtryks- og vakuumapplikationer, herunder halvlederfremstilling og videnskabelig instrumentering.

Klassificering af målere efter målereference

Ud over den interne følemekanisme er trykmålere også kategoriseret efter hvilket referencepunkt de måler imod. Denne klassifikation bestemmer, hvordan aflæsningen skal fortolkes, og hvilke anvendelser måleren er egnet til.

Differenstrykmålere fortjener særlig opmærksomhed, fordi de bruges til at udlede information indirekte. Ved at måle trykfaldet over et filter, en åbningsplade eller en anden begrænsning kan teknikere bestemme, om et filter skal udskiftes eller beregne væskeflowhastigheden uden at have brug for en dedikeret flowmåler. Dette gør differentialmålere til et omkostningseffektivt diagnostisk værktøj i HVAC-systemer, vandbehandlingsanlæg og industrielle filtreringsopsætninger.

Specialmålere til krævende industrielle forhold

Mekaniske og digitale standardmålere fungerer godt under normale forhold, men der findes adskillige specialvarianter til at imødekomme skrappe procesmedier, vibrationer eller sanitære krav.

Diafragmaforseglingsmålere til ætsende eller tyktflydende medier

Når procesvæsken er ætsende, slibende eller tilbøjelig til at krystallisere inde i smalle rør, installeres en membrantætning mellem processen og måleren. Tætningen isolerer målerens indre mekanisme fra direkte kontakt med mediet, mens den overfører tryk gennem en inert påfyldningsvæske. Denne opsætning er almindelig i kemisk behandling, spildevandsbehandling og fødevareproduktion, hvor direkte eksponering ellers ville beskadige måleren eller forurene produktet.

Glycerinfyldte målere til vibrationsmodstand

I miljøer med betydelige vibrationer, såsom i nærheden af pumper, kompressorer eller motorer, kan standard tørre målere lide af pegeflamren og for tidligt slid. Væskefyldte målere, der typisk bruger glycerin eller silikoneolie, dæmper denne vibration og beskytter interne komponenter mod hurtigt slid, forlænger levetiden og forbedrer læsestabiliteten i mekanisk aktive miljøer.

Sanitetsmålere til mad, drikke og farmaceutisk brug

Sanitære trykmålere er konstrueret med glatte, sprækkefrie fugtede overflader og bruger tri-klemme eller skyllemembranforbindelser, der giver mulighed for grundig rengøring og sterilisering. Disse målere er designet til at opfylde hygiejnestandarder, der kræves inden for fødevareforarbejdning, mejeriproduktion og farmaceutisk fremstilling, hvor enhver ophobning af rester kan kompromittere produktsikkerheden eller overtræde lovmæssige krav.

Valg af den rigtige måler til en given applikation

Valg af en passende trykmåler starter med at identificere tre nøglefaktorer: det forventede trykområde, arten af procesmediet og de miljømæssige forhold omkring installationspunktet. En måler valgt til et trykområde for langt over det faktiske driftstryk vil give upræcise aflæsninger, da de fleste målere er mest nøjagtige inden for den midterste tredjedel af deres skala. Tilsvarende vil valg af en standard tørmåler til en højvibrationspumpeafgangsledning sandsynligvis resultere i hyppig rekalibrering eller for tidlig fejl.

• For generelle trykluft-, hydraulik- eller dampsystemer med stabile forhold er en standard Bourdon-rørmåler normalt tilstrækkelig og omkostningseffektiv.
• Til ætsende kemikalier eller tyktflydende væsker forhindrer en membrantætningsmåler procesmedier i at beskadige interne komponenter.
• Til overvågning af HVAC eller gasdistribution med meget lavt tryk giver en kapsel- eller bælgmåler den nødvendige følsomhed til små trykændringer.
• For systemer, der kræver kontinuerlig datalogning eller fjernalarmer, integreres en elektronisk måler med et transmitterbart udgangssignal direkte i eksisterende kontrolsystemer.
• Til fødevarer, drikkevarer eller farmaceutiske forarbejdninger opfylder en sanitær måler med et rengørligt, planmonteret design hygiejne- og lovkrav.

I sidste ende er den rigtige trykmåler den, der er tilpasset præcist til dets driftsmiljø frem for den mest avancerede eller dyre mulighed, der findes. At tage sig tid til at evaluere trykområde, mediekompatibilitet og miljøbelastninger før køb forhindrer dyr nedetid, unøjagtige aflæsninger og unødvendig udskiftning af udstyr.