Absolute versus manometerdrukzender: welke heb je eigenlijk nodig?

Iemand van een inkoopteam krijgt een datasheet van een ingenieur en ziet "absoluutdruk zender" op de ene regel en "meterdruktransmitter" op de andere, en moet snel uitzoeken welke hij moet bestellen. Beide zien er hetzelfde uit op een catalogusfoto. Beide leveren in de meeste gevallen 4-20 mA. Het deel dat er echt toe doet, zit verborgen in de sensor: wat elk gebruikt als nulpunt.

Meng dat op een inkooporder en de zender werkt nog steeds. Het rapporteert slechts een getal dat ongeveer één atmosfeer afwijkt, en afhankelijk van het proces is dat irrelevant of een serieus probleem.

Wat "referentiedruk" in de praktijk betekent

Een druksensor meet de druk niet geïsoleerd. Het meet het verschil tussen de procesdruk aan de ene kant van een membraan en de referentiedruk aan de andere kant. Die referentie definieert het sensortype.

Industriële instrumentatie kan over het algemeen in drie referenties worden onderverdeeld:

• Overdruk, gemeten tegen de plaatselijke atmosferische druk
• Absolute druk, gemeten tegen een afgesloten vacuüm
• Verschildruk, gemeten tussen twee procespunten in plaats van tegen een vaste referentie

Differentieel is zijn eigen onderwerp. De verwarring ontstaat bijna altijd tussen de eerste twee.

Manometerdrukzenders

Een meterzender heeft een kleine ventilatieopening, meestal door de kabel geleid, die de referentiezijde van het membraan blootstelt aan open lucht. Wanneer de zender op een bank zit en er niets is aangesloten, geeft hij nul aan, omdat hij atmosfeer met atmosfeer vergelijkt. Naarmate het weer verandert of de barometrische druk verandert, beweegt dat nulpunt mee. Dat is geen fout. Het is de hele ontwerpintentie.

Dit is de standaardkeuze voor de meeste industriële drukcircuits, en daar is een goede reden voor. Een pompafvoerleiding, een persluchtverdeelstuk, een hydraulische cilinder, een watertankniveaulus - in bijna al deze gevallen is het getal dat er voor de machinist echt toe doet de druk ten opzichte van de omringende atmosfeer. Niemand die een boosterpompstation exploiteert, hoeft de absolute druk ten opzichte van een vacuümreferentie te kennen; ze moeten weten hoe hard de pomp duwt ten opzichte van de omgevingstemperatuur.

De afweging-komt op twee plaatsen voor. Ten eerste zal een op zeeniveau gekalibreerd en op nul gezet apparaat een kleine afwijking vertonen als het eenmaal is geïnstalleerd op een faciliteit op hoogte, omdat het nu naar dunnere lucht ventileert dan waarvoor het is getest. Ten tweede is dat ontluchtingspad ook een toegangspunt. Vocht en stof kunnen in de loop der jaren in de referentieholte terechtkomen. Daarom vertrouwen meterzenders doorgaans op een droogmiddelplug of ontluchter die periodieke aandacht nodig heeft. Sla dat onderhoud over in een kustinstallatie of installatie met een hoge- hoge luchtvochtigheid en het nulpunt drijft zo langzaam af dat operators vaak de schuld aan het proces geven voordat ze het instrument vermoeden.

Absolute druktransmitters

Een absolute zender sluit de referentiezijde van het membraan af tegen een vacuüm in plaats van deze te ontluchten. Er is helemaal geen blootstelling aan omgevingslucht, dus de referentie beweegt nooit. Op zeeniveau betekent dit dat een absolute zender in de open lucht geen nul zal aangeven - het geeft ruwweg 14,7 psi (101,3 kPa) aan, omdat dat is wat de standaardatmosfeer eigenlijk is in verhouding tot een echt vacuüm.

Dit is het belangrijkst wanneer atmosferische drift de meetwaarde zou corrumperen in plaats van deze slechts een klein beetje te verschuiven:

• Vacuümprocessen zoals vriesdrogen-, ontgassen of vacuümdestillatie, waarbij het proces onder de atmosferische druk plaatsvindt en een metersensor eenvoudigweg buiten het bruikbare bereik en de bruikbare resolutie zou raken op het moment dat het interessante deel van het proces begint
• Barometrische meting, waarbij het doel het volgen van de atmosferische druk zelf is, en niet iets dat daaraan gerelateerd is
• Laad-sluiskamers, hoogtesimulatie en lucht- en ruimtevaarttestomgevingen, waar herhaalbaarheid op verschillende locaties en omstandigheden belangrijker is dan lokaal gemak
• Bewaringsoverdracht en gasmeting, waarbij berekeningen vaak een echte absolute waarde vereisen door regelgeving, en niet een lokaal referentiewaarde

Omdat de referentiekamer is afgedicht in plaats van geventileerd, omzeilen absolute sensoren ook de storingsmodus voor het binnendringen van vocht, die door metereenheden wordt beheerd. De afweging-is veldverificatie: je kunt niet zomaar een absolute sensor voor de atmosfeer openen en nul bevestigen zoals je kunt met een metereenheid. Voor een goede controle is een referentievacuümbron of een gekalibreerde barometrische standaard nodig.

Vergelijking-per-zijkant

Geventileerde sensoren hebben periodieke droogmiddelcontroles nodig; afgedichte sensoren voorkomen dat, maar zijn moeilijker te herkennen-in het veld zonder de juiste referentieapparatuur.

Er is een middenoptie: verzegelde meter

Het vermelden waard voordat we verder gaan, omdat het vaker in offerteaanvragen voorkomt dan mensen verwachten. Een afgedichte meterzender verwijst naar een vaste interne druk die dicht bij de standaardatmosfeer ligt in plaats van naar een echt vacuüm of een open ventilatieopening. Bij dagelijks gebruik gedraagt ​​hij zich bijna als een standaardmaateenheid, maar zonder het ontluchtingspad waardoor vocht en verontreinigingen na verloop van tijd kunnen binnendringen. Sommige fabrikanten plaatsen deze voor buiteninstallaties, maritieme omgevingen of overal waar de onderhoudsvereisten van een geventileerde sensor onpraktisch zijn, zonder te betalen voor een echte absolute sensor die de toepassing niet nodig heeft.

Hoe je eigenlijk kunt beslissen

Begin met wat 'nul' voor het proces moet betekenen

Als het getal dat er toe doet de druk is ten opzichte van wat de atmosfeer die dag ook doet, dan is de meter correct. Als het proces een meting nodig heeft die stabiel blijft, ongeacht het weer, de hoogte of de barometrische drift, wijst dat op absoluut.

Controleer of het proces ooit in vacuüm terechtkomt

Dit is waar selectiefouten het vaakst voorkomen. Een meterzender kan technisch gezien een kleine negatieve waarde onder de atmosfeer weergeven, maar het bereik en de nauwkeurigheid ervan zijn opgebouwd rond de positieve kant van nul. Als het proces in realtime onder de atmosferische druk doorbrengt, geeft een absolute zender die op dat bereik is geschaald een veel betere resolutie waar dat nodig is.

Houd rekening met de installatiehoogte en de consistentie van sites-naar-sites

Een zender die op zeeniveau is gekalibreerd en op 1500 meter hoogte is geïnstalleerd, zal een kleine maar reële offset vertonen zodra hij wordt aangesloten. Voor een enkele site lost -op nul zetten na de installatie dit op. Bij een operatie waarbij hetzelfde proces wordt uitgevoerd over meerdere faciliteiten op verschillende hoogtes, verwijdert absolute meting de variabele volledig en blijven de metingen op verschillende locaties vergelijkbaar.

Wat kopers daadwerkelijk controleren voordat ze bestellen

Datasheets voor meter- en absolute zenders zien er vrijwel identiek uit, dus de echte beslissing komt meestal neer op een korte lijst met specificaties die bepalen of de unit geschikt is voor de installatie:

• Uitgangssignaal.4-20 mA is nog steeds de standaard voor eenvoudige lussen, maar HART is gebruikelijk waar diagnostiek ertoe doet, en Modbus of andere digitale protocollen komen vaker voor op nieuwere PLC-geïntegreerde systemen. Controleer of het controlesysteem daadwerkelijk ondersteunt wat er wordt geciteerd.
• Procesaansluiting.Het draadtype en de maat (G1/2, 1/4 NPT en vergelijkbaar) moeten overeenkomen met de bestaande fittingen, anders verandert een verkeerde aansluiting een eenvoudig verwisselen in een bewerkingsklus.
• Nauwkeurigheidsklasse en drukbereik.Een sensor die is gespecificeerd voor een groot bereik, maar die meestal aan de onderkant van dat bereik draait, verliest een betekenisvolle resolutie. Door het bereik af te stemmen op de werkelijke bedrijfsdruk, en niet alleen op het maximum dat het proces theoretisch zou kunnen bereiken, worden betere gegevens verkregen.
• Certificeringen.ATEX of IECEx voor gevaarlijke gebieden, CE voor de EU-markt, SIL2 voor veiligheidslussen - dit zijn geen optionele regelitems als de installatielocatie deze vereist, en de doorlooptijden kunnen langer zijn als er nog geen gecertificeerd apparaat op voorraad is.
• Behuizing en bescherming tegen binnendringing.IP65 versus IP67 versus een volledig onderdompelbare classificatie is buitenshuis of in washdown-omgevingen veel belangrijker dan in een klimaat-gecontroleerde paneelruimte.

Dit verandert niets aan de vraag of gauge of absolute het juiste sensortype is. Het bepaalt wel of de specifieke bestelde eenheid daadwerkelijk zal werken zodra deze arriveert.

Fouten die het vermijden waard zijn

Een paar patronen verschijnen herhaaldelijk in de zenderselectie:

Het behandelen van 'beoordeeld voor vacuümservice' als hetzelfde als 'absolute referentie'. Veel meterzenders kunnen in het negatieve bereik rond nul lezen, maar dat is geen absolute referentie, en de nauwkeurigheid rond nul heeft de neiging te lijden onder eenheden die er niet voor zijn ontworpen.

Een vervangende zender vervangen die afkomstig is uit een ander klimaat of andere hoogte, zonder opnieuw-nulstelling na installatie. Het is een kleine afwijking, maar het is echt, en je kunt het gemakkelijk over het hoofd zien totdat iemand merkt dat de meetwaarden niet helemaal overeenkomen met die van de oude eenheid.

Onderhoud van droogmiddel op geventileerde sensoren laten glijden. Het verloop is zo geleidelijk dat de schuld vaak aan het proces wordt toegeschreven en niet aan het instrument, vooral in vochtige omgevingen of kustgebieden.

Absoluuttransmitters bestellen voor toepassingen die nooit in de buurt van vacuüm komen. Ze kosten doorgaans meer, en voor een eenvoudige tank- of lijndruklus kopen die extra kosten niets dat het proces daadwerkelijk nodig heeft.

Waar elk type in het veld verschijnt

Een vacuümverdamper in een voedsel- of farmaceutisch proces heeft een absolute zender nodig om bij te houden hoe ver onder de atmosfeer de kamer zich daadwerkelijk bevindt. Een metersensor zou buiten het bruikbare bereik raken zodra het betekenisvolle deel van het proces begint.

Een pompstation of waterdistributielus heeft geen echt nut voor absolute metingen. De manometerdruk ten opzichte van de atmosfeer is precies het getal dat operators nodig hebben om de pompprestaties van dag tot dag te beoordelen, en het is eenvoudiger om dit in het veld te verifiëren.

Een halfgeleider- of dunnefilmproces met belasting-sluiskamers specificeert bijna altijd absolute zenders, omdat herhaalbare vacuümmetingen, onafhankelijk van de HVAC-drukschommelingen in het gebouw, het hele punt van de meting vormen.

Veelgestelde vragen

Kan een metertransmitter worden gebruikt in een vacuümtoepassing?

Alleen aan het ondiepe gedeelte. Een metersensor kan kleine negatieve waarden weergeven, maar de resolutie en nauwkeurigheid in de buurt van echt vacuüm zijn door het ontwerp beperkt. Voor alles wat verder gaat dan een licht vacuüm, is absoluut de beste keuze.

Is de hoogte van belang als het proces binnen plaatsvindt en het klimaat-gecontroleerd is?

Ja, hoogte heeft invloed op de lokale atmosferische druk, ongeacht wat er binnenshuis gebeurt. Klimaatbeheersing verandert de temperatuur en vochtigheid, niet de atmosferische basisreferentie waar een metersensor naar uitblaast.

Is een afgedichte meterzender hetzelfde als absoluut?

Nee. Het verwijst naar een vaste interne druk die dicht bij de standaardatmosfeer ligt, en niet op een echt vacuüm, dus gedraagt ​​het zich als een metereenheid die in gebruik is, maar zonder het open ontluchtingspad.

Waarom meet een absolute zender ongeveer 14,7 psi in open lucht in plaats van nul?

Omdat het verwijst naar een echt vacuüm, en de standaard atmosferische druk op zeeniveau ongeveer 14,7 psi boven die referentie ligt. Een meterzender trekt die atmosferische druk automatisch af; een absolute niet.

De eerste keer de juiste specificaties krijgen

De maatstaf-versus-absolute beslissing komt neer op één vraag: heeft het proces een meting nodig ten opzichte van de lokale atmosfeer, of een die hoe dan ook stabiel blijft. De meeste dagelijkse druklussen vallen in de eerste categorie. Vacuüm-, ruimtevaart- en atmosferisch precisiewerk vallen in de tweede categorie.

Als de toepassing alleen al op basis van het werkingsbereik nog steeds niet duidelijk is, is het verzenden van het drukbereik, de hoogte van de installatie en de vraag of het proces ooit onder de atmosferische druk komt, het snelste pad. Dat is meestal voldoende om het juiste sensortype en bereik te bevestigen voordat er iets wordt besteld, in plaats van na de installatie te ontdekken dat de cijfers niet kloppen.

Weet u nog steeds niet zeker welke bij uw proces past?

Stuur ons het drukbereik, de procesmedia, de hoogte van de installatie en eventuele certificeringsvereisten (CE, SIL2, etc.) en wij bevestigen of een absolute of manometerdruktransmitter de juiste keuze is, samen met een geschikt bereik en uitgangssignaal. De meeste vragen krijgen binnen één werkdag een spec-aanbeveling terug.

[ Vraag een offerte aan → ]

Neem nu contact op

Referenties

• International Society of Automation (ISA) - normen en terminologie voor procesinstrumentatie en drukmeting.
• ASME B40.100, manometers en hulpstukken, American Society of Mechanical Engineers.
• National Institute of Standards and Technology (NIST) - referentiegegevens over standaard atmosferische druk- en vacuümmetingen.
• Omega Engineering Technische Referentie, Grondbeginselen van drukmeting.
• Technische opmerkingen van Emerson / Rosemount - referentietypen druktransmitters en sensorconstructie.