Датчики давления  Что необходимо знать (рекомендации) при выборе датчиков давления

Что необходимо знать (рекомендации) при выборе датчиков давления Сравнительная таблица датчиков давления Датчик давления АИР-10L Датчик давления АИР-10, АИР-10H, АИР-10S, АИР-10HS Датчик давления АИР-20/М2 Датчик давления АИР-20/М2-Н Датчик давления ЭЛЕМЕР АИР-30 Датчик давления Сапфир-22МТ, Сапфир-22М Диафрагмы Сосуды Арматура для датчиков давления (переходники, бобышки, отводы, демпферы) Электроконтактный манометр ЭКМ-1005 Комплекты монтажных частей (КМЧ)

Что необходимо знать (рекомендации) при выборе датчиков давления

При заказе преобразователей давления необходимо выбрать датчик, наиболее полно отвечающий Вашим потребностям, что иногда сделать довольно затруднительно за короткое время из-за обилия всевозможных модификаций и опций.

В данном разделе Вы сможете определить ключевые моменты, которые необходимо знать для того, чтобы сделать правильный выбор.

Виды давлений

Следует иметь в виду, что все преобразователи давления измеряют разность двух давлений, воздействующих на измерительную мембрану (чувствительный элемент) датчика. Одно из этих давлений — измеряемое, второе — опорное, то есть давление, относительно которого происходит отсчет измеряемого. В зависимости от того, какое давление является опорным, все преобразователи относятся к одному из следующих видов.

Преобразователи абсолютного давления ДА. Опорное давление — вакуум. Воздух из внутренней полости сенсора (чувствительного элемента) откачан. Частным случаем преобразователей абсолютного давления являются барометры — приборы для измерения атмосферного давления.

Преобразователи избыточного давления ДИ. Опорное давление — атмосферное, т.е. вторая сторона мембраны соединена с атмосферой.

Преобразователи вакууметрического давления (разрежения) ДВ. Как и в предыдущем случае, опорное давление — атмосферное. Однако измеряемое давление меньше атмосферного (разрежение относительно атмосферы).

Преобразователи давления-разрежения ДИВ. Сочетание преобразователей ДИ и ДВ. Измеряют как давление, так и разрежение. Следует отметить, что в современных интеллектуальных преобразователях применяются сенсоры, работающие как в области разрежения, так и избыточного давления.

Преобразовали дифференциального давления (разности давлений) ДД. В данном случае давление подается на обе стороны мембраны, а выходной сигнал зависит от разности давлений.

Преобразователи гидростатического давления ДГ. Измеряют давление столба жидкости, зависящее только от его высоты и от плотности самой жидкости. Давление Р вычисляется по формуле:

Р = р х g x h,

где g — ускорение свободного падения, p — плотность, h — уровень жидкости.

При измерении гидростатического давления (уровня жидкости) используются два вида преобразователей давления: погружного исполнения и фланцевого монтажа.

Преобразователи давления погружного исполнения выполнены в виде металлического зонда со специальным кабелем длиной до 25 м и предназначены для использования в открытых резервуарах. Опорное давление — атмосферное. Подается через капилляр, встроенный в кабель. Их достоинством является то, что не требуется врезка в боковую стенку резервуара.

Преобразователи давления фланцевого монтажа устанавливаются на боковой стенке вблизи дна резервуара. Опорное давление — давление над жидкостью. Фактически, это преобразователи ДД. Их преимущество — возможность измерения уровня в закрытых резервуарах с давлением наддува, отличного от атмосферного.

Климатическое исполнение

Датчики имеют несколько климатических исполнений. Максимальный диапазон температуры окружающего воздуха - от -40 до +70 °С для АИР-10 и от -55 до +70 для АИР-20/М2.

Базовое климатическое исполнение АИР-10 - +5...+50 °С, АИР-20/М2 - минус 10...+70 °С.

Для суровых климатических условий датчики давления АИР-10 выпускаются с климатическим исполнением -40...+70 °С. АИР-20/М2 имеет расширенное климатическое исполнение -55...70 °С, что позволит в дальнейшем не беспокоиться о месте установки датчика.

АИР-20/М2 выпускаются в тропическом исполнении +25...+80 °С.

Исполнение по материалам, контактирующим с измеряемой средой

Для устойчивой и надежной работы датчиков необходимо выбирать материалы мембран, штуцеров (фланцев) и уплотнительных колец химически стойкие к средам, в которых производятся измерения. Широкая гамма материалов мембран сенсоров: нержавеющая сталь AlSi316, 36НХТЮ, титановый сплав ВТ-9, керамика Al₂O₃, тантал, хастеллой-С — позволяет подобрать датчик давления для различных сред эксплуатации.

В базовую комплектацию входят маслобензостойкие резиновые кольца. При работе с аммиаком следует заказывать кольца из материала "буна" (EPDM). Материал витон устойчив к воздействию большинства кислот и нефтепродуктов. Для высокоагрессивных сред применяются уплотнительные кольца из фторопласта (PTFE).

В качестве материалов штуцеров (фланцев) используются: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, высококоррозионностойкие стали 06ХН28МБТ и ХН65МВ, хастеллой 276.

Конструктивное исполнение

Светодиодный (СД) и жидкокристаллический (ЖК) индикатор

Все преобразователи АИР-20/М2 имеют встроенный СД- или ЖК-индикатор с возможностью его поворота на 180°. В том случае, если в заказе отсутствует индикатор, в АИР-20/М2, тем не менее, устанавливается ЖК-индикатор с климатическим исполнением -30...+60 °С. Однако такой прибор комплектуется крышкой без окна и без фальшпанели.

При заказе с кодом "И1" поставляется ЖК-индиктор с подсветкой, при заказе "И2" — светодиодный индикатор красного цвета, при заказе "И3" — светодиодный индикатор повышенной яркости синего цвета. Крышка с окном во всех случаях.

Преобразователи давления серии АИР-10 не имеют собственного индикатора, однако могут по заказу комплектоваться внешним модулем светодиодного индикатора ИТЦ 420/М4. Индикатор ИТЦ 420/М4 имеет возможность конфигурирования с помощью встроенной клавиатуры в диапазоне температур -40...+70 °С.

Электрическое подключение, вид корпуса

Преобразователи ДА, ДИ, ДВ, ДИВ АИР-20/М2 поставляются в малогабаритных корпусах из алюминиевого сплава АГ-02 с разъемом GSP (по DIN 43650) со степенью пылевлагозащищенности IP65, PLT-164, ШР-14, ШР-22 (все — IP54), либо в корпусах АГ-03 и с разъемом PLT-164, ШР-14, ШР-22 (все — IP54), кабельным или сальниковым вводами (IP65). Корпус АГ-03 имеет тестовые клеммы для контроля тока 4-20 мА.

Преобразователи ДД и ДГ поставляются только в корпусах АГ-03 со всеми разъемами для этого типа корпуса.

Преобразователи давления серии АИР-10 имеют два вида корпуса из нержавеющей стали: Н1 и Н2. В корпусе Н1 возможны три типа электрического подключения: разъем GSP (IP65), ШР-14 (IP54) и кабельный ввод со специальным кабелем (IP68). Кабель устанавливается на предприятии-изготовителе, его длина должна быть указана в заказе. Разъем DIN 43650 обеспечивает подключение кабеля диаметром 8 мм с проводами сечением до 1,5 мм² с монтажом под винт.

Корпус Н2 имеет кабельный ввод (IP67). Наличие клеммной колодки (в Н1 ее нет) позволяет потребителю самостоятельно осуществлять монтаж кабеля требуемой длины.

Конфигурирование преобразователей давления

Переконфигурировать (перенастроить) преобразователь давления можно при помощи микропереключателей, расположенных под крышкой, или при помощи программы "AIRTuning".

АИР-20/М2 имеет шесть микропереключателей, расположенных под крышкой и фальшпанелью.

Преобразователь АИР-10 не имеет 5-го (вид зависимости) и 6-го (включение/выключение геркона) переключателей.

Конфигурирование при помощи программы "AIRTuning"

• изменение вида выходного сигнала с возрастающего (0...5 и 4...20 мА) на убывающий (5...0 и 20...4 мА);
• изменение времени усреднения (демпфирования) сигнала путем аппаратного усреднения;
• настройка преобразователей на нестандартные диапазоны измерений;
• коррекция параметров: подстройка "нуля", подстройка диапазона и т.п.

Рабочее избыточное давление (ДД) и давление перегрузки (ДИ, ДА, ДИВ, ДВ, ДГ)

Некоторые системы в определенных условиях могут иметь динамическую перегрузку до 600% от верхнего предела измерения (гидроудар). В датчиках давления производства НПП "Элемер" применяются сенсоры с высокой перегрузочной способностью 200...1000 % от верхнего предела преобразования.

Повысить перегрузочную способность позволяет и применение преобразователя, настроенного на более низкий диапазон. Особенно это эффективно, если имеется запас по точности. Пусть, например, требуется измерять давление 2,5 МПа с погрешностью 0,5%. Модель 160 датчика АИР-20/М2 с максимальным верхним пределом 2,5 МПа класса В (0,2%) имеет перегрузочное давление 4 МПа (перегрузка 160%). Более "грубая" модель 170 на этом же пределе имеет ту же погрешность 0,2%, но перегрузочное давление 10 МПа значительно выше (400%). А модель 180 при погрешности 0,4%, меньше требуемой 0,5%, позволяет выдерживать давление до 25 МПа, что составляет 1000% от измеряемого.

Поэтому при выборе датчика следует исходить из требуемой погрешности и вероятности перегрузки по давлению.

В датчиках измерения дифференциального давления (ДД) данной проблемы не существует. Необходимо лишь следить за правильным выбором по допускаемому рабочему избыточному давлению. Следует понимать, что значительный запас по данному параметру не приведет к повышенной надежности, но увеличит стоимость прибора.

Метрологические характеристики

Преобразователи давления АИР-10 и АИР-20/М2 имеют три класса точности: А, В и С, что составляет 0,1%, 0,2% и 0,5% соответственно для максимального верхнего предела измерений. Базовый класс точности АИР-20/М2 — класс В, а АИР-10 — класс С. Модели АИР-20/М2 также имеют класс А0 (0,075%). Высокая точность АИР-20/М2 позволяет эксплуатировать эти преобразователи на важных объектах в различных отраслях промышленности.

При рассмотрении погрешности преобразователей следует принимать во внимание, что значения дополнительных погрешностей, вызванных влияющими величинами (рабочее давление для ДД, температура, электромагнитные помехи, изменение напряжения питания и т.д.) могут существенно превышать заявленную основную погрешность преобразователя. Особенно это проявляется при перенастройке на нижние диапазоны преобразований.

Электромагнитная совместимость

Многие преобразователи давлений устанавливаются на важные объекты (атомные станции, предприятия энергетики, металлургии и т.д.), где необходимо высокое помехозащищенное исполнение. В связи с этим все преобразователи давления производства НПП "Элемер" имеют III или IV группу электромагнитной совместимости (ЭМС). Критерий качества функционирования А или В.

АИР-10 в базовом исполнении имеют группу III-B (III-A — по заказу) (см. таблицу по ЭМС для АИР-10).

АИР-20/М2 имеют самую высокую группу по ЭМС — IV-А (см. таблицу по ЭМС для АИР-20/М2).