+86-15105800222
+86-15105800333
Trong hệ thống công nghiệp hiện đại, cho dù đó là thăm dò biển sâu, hàng không vũ trụ hay lò phản ứng chính xác trong các nhà máy hóa chất, Đồng hồ đo áp suất đóng vai trò như một con mắt không thể thiếu. Áp suất được định nghĩa trong vật lý là lực tác dụng vuông góc lên một đơn vị diện tích. Khi thảo luận về phép đo áp suất, về cơ bản chúng ta đang thảo luận về trạng thái năng lượng do chất lỏng (khí hoặc chất lỏng) tác dụng lên thành bình chứa.
Giám sát áp suất chính xác không chỉ mang lại hiệu quả sản xuất mà còn là một dây chuyền an toàn quan trọng. Một người có trình độ Đồng hồ đo áp suất chuyển đổi lực vật lý vô hình này thành tín hiệu điện hoặc đọc trực quan, giúp các kỹ sư xác định xem hệ thống có đang hoạt động trong giới hạn áp suất thiết kế hay không. Bắt đầu từ công thức cơ học cơ bản P = F/A, công nghệ đo áp suất đã phát triển từ phép đo cột chất lỏng thời kỳ đầu đến các công nghệ cảm biến cơ học và kỹ thuật số có độ chính xác cao ngày nay.
| Tên đơn vị | Biểu tượng | Mối quan hệ với Pascal (Pa) | Ứng dụng ví dụ |
|---|---|---|---|
| Pascal | Pa | 1 Pa = 1 N/m2 | Phòng thí nghiệm, phát hiện áp suất vi mô |
| thanh | thanh | 1 bar = 100.000 Pa | Tiêu chuẩn công nghiệp Châu Âu, hệ thống thủy lực |
| Pound trên mỗi inch vuông | psi | 1psi = 6.894,7 Pa | Tiêu chuẩn Bắc Mỹ, áp suất lốp |
| Khí quyển tiêu chuẩn | atm | 1 atm = 101.325 Pa | Khí tượng, tham khảo độ sâu lặn |
| Lực kilôgam trên cm2 | kg/cm2 | 1 kg/cm2 = 98.066 Pa | Sản xuất truyền thống, hướng dẫn sử dụng kế thừa |
| Milimét thủy ngân | mmHg | 1 mmHg = 133,3 Pa | Thiết bị y tế, chân không |
Nhiệm vụ cốt lõi của một Đồng hồ đo áp suất là để đạt được sự chuyển đổi năng lượng. Hầu hết các dụng cụ cơ khí đều sử dụng nguyên lý cân bằng lực, chuyển đổi năng lượng áp suất của chất lỏng thành chuyển vị cơ học của một phần tử đàn hồi.
Đây là trái tim của một cơ khí Đồng hồ đo áp suất . Khi môi trường đi vào thiết bị, nó sẽ kích hoạt các phản ứng vật lý ở một số yếu tố điển hình:
Ống Bourdon: Đây là cấu trúc được sử dụng rộng rãi nhất. Nó thường là một ống kim loại dẹt có hình chữ C hoặc hình xoắn ốc. Khi áp suất bên trong tăng lên, ống có xu hướng tròn và thẳng. Sự dịch chuyển nhỏ ở cuối ống được khuếch đại thông qua cơ cấu bánh răng để quay con trỏ.
Cơ hoành: Màng ngăn là một tấm kim loại hình tròn, lượn sóng. Nó cực kỳ nhạy cảm với áp suất và đặc biệt thích hợp để đo môi trường ăn mòn, độ nhớt cao hoặc chứa hạt vì môi trường được cách ly hoàn toàn với cơ chế đo bằng màng ngăn.
Ống thổi: Tương tự như cấu trúc mở rộng giống đàn accordion, ống thổi có diện tích hiệu dụng lớn và có thể tạo ra sự dịch chuyển đáng kể. Chúng thường được sử dụng trong các tình huống đòi hỏi độ nhạy cao hoặc cho các công tắc điều khiển lái xe trong điều kiện áp suất thấp.
Trong một kỹ thuật số Đồng hồ đo áp suất , biến dạng vật lý được thay thế bằng những thay đổi về đặc tính điện của cảm biến.
áp điện trở: Sử dụng đặc tính của tấm silicon nơi điện trở thay đổi theo áp suất.
Điện dung: Đo sự thay đổi điện dung do sự dịch chuyển giữa hai tấm kim loại.
Áp điện: Sử dụng đặc tính của một số tinh thể nhất định để tạo ra điện tích khi bị nén, khiến nó trở nên lý tưởng để ghi lại các dao động áp suất động tức thời.
| tính năng | Đồng hồ đo áp suất cơ học (Con trỏ) | Đồng hồ đo áp suất kỹ thuật số |
|---|---|---|
| Yêu cầu về nguồn điện | Không cần pin hoặc nguồn điện bên ngoài | Yêu cầu nguồn điện (Pin hoặc 24V DC) |
| Đọc chính xác | Thông thường là 1,0% đến 2,5% | Lên đến 0,05% đến 0,5% |
| Kháng môi trường | Cao; chống lại nhiệt và nhiễu EM | Bị ảnh hưởng bởi sự trôi dạt nhiệt độ của thiết bị điện tử |
| Dữ liệu đầu ra | Chỉ đọc cục bộ | Có thể xuất ra 4-20mA, RS485, v.v. |
| Chi phí bảo trì | Hạ xuống; cấu trúc trực quan | Cao hơn; yêu cầu hiệu chuẩn định kỳ |
Để thích ứng với môi trường công nghiệp toàn cầu đa dạng, Đồng hồ đo áp suất đã phân nhánh thành nhiều phân loại khác nhau để đảm bảo dữ liệu đáng tin cậy trong các điều kiện khắc nghiệt.
Loại con trỏ: Phản hồi thời gian thực thông qua cấu trúc cơ học. Ưu điểm của nó nằm ở khả năng quan sát xu hướng, cho phép người vận hành xem nhanh xem áp suất đang tăng hay giảm nhanh.
Loại kỹ thuật số: Cung cấp các bài đọc kỹ thuật số trực quan và loại bỏ các lỗi thị sai.
Trong môi trường có rung động cơ học hoặc xung áp suất nghiêm trọng, tiêu chuẩn Đồng hồ đo áp suất con trỏ sẽ rung dữ dội khiến nó không thể đọc được và rút ngắn tuổi thọ của nó.
Máy đo khô: Đổ đầy không khí; thích hợp với điều kiện ổn định không rung động.
Máy đo chứa đầy chất lỏng: Vỏ được làm đầy bằng dầu silicone hoặc glycerin có độ nhớt cao. Những chất lỏng này làm giảm rung động của con trỏ một cách hiệu quả, bôi trơn các bánh răng bên trong và ngăn hơi ẩm xung quanh xâm nhập vào vỏ máy.
Loại màng chắn: Áp suất được truyền qua buồng kín chứa đầy dầu, ngăn không cho môi trường tiếp xúc trực tiếp với phần tử đo.
Loại hiệu chuẩn có độ chính xác cao: Có mặt số cực rộng và thang đo tốt, đặc biệt được sử dụng để hiệu chỉnh các dụng cụ khác.
Khi áp dụng một Đồng hồ đo áp suất , khái niệm khó hiểu nhất thường là việc lựa chọn điểm tham chiếu đo lường. Các điểm tham chiếu khác nhau xác định ý nghĩa vật lý của việc đọc.
Đây là phương pháp đo phổ biến nhất. Điểm tham chiếu của nó (điểm 0) được đặt thành áp suất khí quyển xung quanh hiện tại. Đồng hồ đo ghi 0 khi ngắt kết nối và mở ra khí quyển. Hầu hết các đường ống công nghiệp, nồi hơi và đồng hồ đo áp suất lốp đều sử dụng tài liệu tham khảo này.
Điểm tham chiếu của nó là chân không hoàn hảo (trạng thái không có phân tử khí). Ở mực nước biển, máy đo áp suất tuyệt đối tĩnh có giá trị xấp xỉ 101,3 kPa. Điều này rất quan trọng đối với việc giám sát khí tượng, đo độ cao của máy bay và giám sát bơm chân không hiệu suất cao.
Đo sự chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong hệ thống. Nó thường được sử dụng để theo dõi xem bộ lọc có bị tắc hoặc đo mức chất lỏng trong hộp kín hay không.
[Hình ảnh so sánh mức tham chiếu áp suất tuyệt đối và áp suất đo]
| kỳ hạn | Công thức tính toán | Trạng thái không của dụng cụ |
|---|---|---|
| Máy đo áp suất (PG) | P_abs - P_atm | Hiển thị 0 ở áp suất khí quyển |
| Áp suất tuyệt đối (Pa) | P_đo P_atm | Chỉ hiển thị 0 trong chân không hoàn toàn |
| Độ chân không | P_atm - P_abs | Chênh lệch khi áp suất dưới P_atm |
Để hiểu tại sao một Đồng hồ đo áp suất vẫn chính xác trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt, người ta phải tháo rời cấu trúc cơ khí chính xác bên trong của nó.
Vụ án không chỉ là một thùng chứa; nó là tuyến phòng thủ đầu tiên. Vật liệu bao gồm thép không gỉ (304 hoặc 316L), thép cacbon phủ hoặc nhựa công nghiệp. Tấm trong suốt thường được làm bằng kính cường lực, polycarbonate (PC) hoặc kính thông thường.
| tính năng | Chủ đề NPT (Mỹ) | Chủ đề G/BSP (Anh/EU) | Chủ đề số liệu |
|---|---|---|---|
| Phương pháp niêm phong | Nén ren côn | Đệm kín mặt phẳng | Mặt phẳng hoặc vòng đệm chữ O |
| Kích thước phổ biến | 1/4NPT, 1/2NPT | G1/4, G1/2 | M20x1.5 |
| Khu vực ứng dụng | Bắc Mỹ, Dầu khí | Châu Âu, Châu Á, Thủy Lực | Máy móc tổng hợp |
Đây là bộ phận chính xác nhất của máy đo, bao gồm bánh răng ngành, bánh răng trung tâm và dây tóc. Nó chuyển đổi sự dịch chuyển cực nhỏ của phần tử đàn hồi thành một góc xoay rộng của con trỏ trên một vòng cung 270 độ.
Chọn một Đồng hồ đo áp suất không chỉ là có một phạm vi đủ lớn. Lựa chọn không chính xác là nguyên nhân chính gây ra lỗi thiết bị.
Để có áp suất ổn định, áp suất làm việc phải nằm trong khoảng từ 1/3 đến 2/3 toàn thang đo. Đối với áp suất dao động, áp suất làm việc không được vượt quá 1/2 toàn thang đo. Nếu hệ thống có áp suất tăng vọt, hãy sử dụng bộ giảm áp hoặc đồng hồ đo có bảo vệ quá áp.
| Yếu tố | Rủi ro tiềm ẩn | Giải pháp |
|---|---|---|
| Nhiệt độ cao (> 60 C) | Sự mở rộng thành phần gây ra sự trôi dạt | Cài đặt Siphon hoặc chọn hoàn toàn bằng kim loại |
| Rung động nghiêm trọng | Con trỏ bị giật, bánh răng bị mòn | Chọn máy đo chất lỏng (Glycerin) |
| Phương tiện ăn mòn | Sự thâm nhập của ống bên trong | Sử dụng màng ngăn |
| Dịch vụ oxy | Dầu/mỡ có thể nổ | Sử dụng máy đo Oxy Clean chuyên dụng |
A Đồng hồ đo áp suất chính xác khi nó rời khỏi nhà máy, nhưng theo thời gian, sự hao mòn vật lý và áp lực môi trường không gây ra hiện tượng trôi dạt.
Hiệu chuẩn là quá trình so sánh máy đo kiểm tra với tiêu chuẩn có độ chính xác đã biết. Điều này thường được khuyến nghị mỗi năm một lần để đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc trở lại các tiêu chuẩn quốc gia.
| Triệu chứng | Nguyên nhân có thể | Hành động được đề xuất |
|---|---|---|
| Con trỏ không ở số 0 | Biến dạng vĩnh viễn của phần tử | Thay thế máy đo; kiểm tra quá áp |
| Đọc chậm | Cổng bị tắc do mảnh vụn/tinh thể | Làm sạch cổng hoặc lắp phốt màng |
| Trường hợp có mây/Rò rỉ | Bịt kín lão hóa hoặc tấn công hóa học | Thay thế con dấu hoặc sử dụng hộp đựng tương thích |
| Dao động dữ dội | Xung áp suất trong hệ thống | Lắp Snubber hoặc sử dụng máy đo chứa đầy chất lỏng |
Khi đo hơi phải lắp đặt siphon đuôi lợn để cách ly nhiệt độ cao sử dụng nước ngưng tụ. Trên thiết bị có độ rung cao, hãy lắp đặt Đồng hồ đo áp suất từ xa trên một giá đỡ ổn định bằng ống áp suất cao.
Đồng hồ đo tiêu chuẩn được quy về 0 theo áp suất khí quyển cục bộ. Khi bạn lấy thước đo từ mực nước biển lên 4000 mét, áp suất khí quyển bên ngoài giảm đáng kể. Nếu vỏ được bịt kín hoàn toàn, áp suất bên trong sẽ tương đối cao hơn, khiến kim chỉ lệch về 0 ngay cả khi không được điều áp. Một số đồng hồ đo có một phích cắm nhỏ cần được cắt bớt hoặc chuyển sang vị trí MỞ sau khi lắp đặt để cân bằng áp suất bên trong.
Chất lỏng thường là dầu glycerin hoặc dầu silicone có độ tinh khiết cao. Nó cung cấp khả năng giảm chấn để dừng rung động con trỏ, bôi trơn cho các bánh răng bên trong và bảo vệ chống lại khí ăn mòn hoặc hơi ẩm xâm nhập vào vỏ.
Không nhất thiết phải như vậy. Đồng hồ đo kỹ thuật số vượt trội về độ chính xác và đầu ra tín hiệu, trong khi đồng hồ đo con trỏ vượt trội vì chúng không cần nguồn điện, có khả năng chống nhiễu mạnh và chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.
Nhiều đồng hồ đo in vảy kép. Thông thường, thang màu đen tương ứng với đơn vị hệ mét (Bar hoặc MPa), trong khi thang màu đỏ tương ứng với đơn vị hệ mét (PSI). 1 Bar xấp xỉ bằng 14,5 PSI.
chất lượng cao Đồng hồ đo áp suấts có bộ hạn chế hành trình bên trong để ngay cả khi áp suất tăng gấp đôi trong thời gian ngắn, ống Bourdon sẽ không bị hỏng vĩnh viễn do bị kéo căng quá mức.