Tenzometrický snímač tlaku/převodník PT503

Tenzometr snímače tlaku /vysílače jsou zařízení pro měření tlaku vyvinutá na základě „poměrového efektu“. Jejich základní mechanismus zahrnuje tenzometry připevněné k pružným snímacím prvkům, které přeměňují mechanickou deformaci způsobenou tlakem na změny odporu. Tyto změny jsou následně prostřednictvím obvodů pro úpravu signálu převedeny na standardní elektrické signály. Senzory se zaměřují na detekci signálů tlaku, zatímco vysílače integrují funkce jako zesílení signálu, kompenzace a převod, což umožňuje přímé připojení k měřicím a řídicím systémům. Jsou široce využívány v průmyslových odvětvích, jako jsou petrochemie, vodní hospodářství, průmyslová automatizace a letecký a kosmický průmysl, a představují klíčová zařízení pro monitorování tlaku v průmyslové automatizaci.

1. Základní vlastnosti a funkce

1) Základní charakteristiky měření tlaku

• Široká adaptabilita rozsahu tlaku : Zahrnuje více typů měření (absolutní tlak, relativní tlak, diferenční tlak) s rozsahy od mikrotlaku (0–1 kPa) až po vysoký tlak (0–100 MPa nebo vyšší). Tato přizpůsobivost vyhovuje různorodým scénářům, jako je sledování nízkého tlaku v lékařských přístrojích a měření vysokého tlaku v průmyslových hydraulických systémech.
• Vysoká přesnost a linearita : Díky použití přesných tenzometrů a optimalizovaných procesů lepení dosahuje měřicí přesnost hodnot ±0,05 % FS až ±0,25 % FS, linearita je ≤±0,1 % FS. To umožňuje přesné zachycení jemných tlakových výkyvů a splňuje tak požadavky přesné výroby a metrologie.
• Silná kompatibilita s médii : Elastické snímací členy jsou vyrobeny z materiálů jako nerezová ocel 316L, titanová slitina nebo Hastelloy, v kombinaci se zapouzdřeným konstrukčním provedením. Jsou kompatibilní s vodou, olejem, kyselinami/alkalickými roztoky, horkou párou a dalšími médii, čímž zabraňují koroznímu poškození.

2) Klíčové funkční vlastnosti

• Více typů výstupních signálů senzory obvykle vydávají signály odporu, zatímco převodníky podporují analogové signály (4–20 mA, 0–10 V, 0–5 V) a digitální signály (RS485-Modbus, HART). Tyto lze přímo připojit k PLC, DCS systémům, dataloggerům a dalším zařízením pro přenos dat v reálném čase.
• Kompenzační funkce pro plné provozní podmínky : Vestavěné moduly teplotní kompenzace efektivně eliminují vliv okolní teploty (-40 °C až 120 °C; u speciálních modelů až do 200 °C) na přesnost měření. Některé modely obsahují automatickou kompenzaci nulového driftu a nelineární kompenzaci pro zvýšenou dlouhodobou stabilitu.
• Odolnost proti rušení a ochranné vlastnosti : Použití konstrukce s elektromagnetickým stíněním k odolání elektromagnetickému záření a kolísání síťového napětí v průmyslovém prostředí. Třída ochrany dosahuje úrovně IP65–IP68, což zajišťuje odolnost proti prachu a vodě, čímž jsou vhodné pro náročné podmínky (vlhkost, prach, vibrace), jako například doly nebo venkovní potrubní sítě.

3) Konstrukční a provozní vlastnosti

• Flexibilní konstrukce pro instalaci : Podporuje více způsobů instalace (závity: M20×1,5, G1/2; příruby; svorky). Instalační konstrukce lze přizpůsobit podle rozměrů potrubí nebo zařízení, aniž by bylo nutné rozsáhlé úpravy.
• Ochrana proti přetížení a výbuchu : Odolává přetížení 150 %–300 % FS, čímž zabraňuje poškození při náhlých změnách tlaku. Výbušuvzdorné modely splňují normy jako Ex d II CT6, což je činí vhodnými pro použití ve výbušných prostředích (např. petrochemický a chemický průmysl).
• Další chytré funkce : Vysoce výkonné modely jsou vybaveny vestavěnými LCD displeji pro místní odečet tlaku; umožňují dálkovou kalibraci a samo-diagnostiku. Některé umožňují nastavení parametrů a monitorování dat prostřednictvím mobilních aplikací nebo cloudových platforem.

2. Základní průmyslové problémy, na které se zaměřujeme

U scénářů měření tlaku trpí tradiční tlakové přístroje (např. mechanické manometry, základní senzory) často problémy, jako je "nepřesné měření, špatná přizpůsobivost, obtížná integrace a zdlouhavá údržba." Tenzometrické snímače/převodníky tlaku konkrétně řeší následující obtíže:

• Přizpůsobení složitým provozním podmínkám : Řeší problém náchylnosti tradičních přístrojů k poškození a krátké životnosti v podmínkách vysoké teploty, vysokého tlaku nebo silně korozivních médií (např. sledování tlaku za vysokých teplot v chemických reaktorech), čímž brání výrobním prostojům kvůli poruše zařízení.
• Nedostatečná přesnost měření tlaku : Řeší velké chyby údajů a pomalou dynamickou odezvu mechanických přístrojů (např. řízení tlaku v přesných hydraulických systémech), zajišťuje stabilitu tlaku v rámci požadavků procesu a zlepšuje produkt procento úspěšných výsledků.
• Překážky integrace do automatizace : Řeší nekompatibilitu signálů tradičních senzorů s moderními měřicími a řídicími systémy. Standardizované signály převodníků se přímo integrují do průmyslových automatizačních sítí, čímž podporují digitální modernizaci výrobních procesů.
• Vliv prostředí na rušení : Snížení zkreslení měřených dat způsobeného teplotním posunem nebo elektromagnetickým rušením (např. sledování tlaku za vysokých teplot v metalurgických dílnách), zajišťuje stabilní a spolehlivá data v náročných prostředích.
• Vysoké provozní a údržbářské náklady : Snížení nutnosti časté kalibrace a výměny tradičních přístrojů. Dlouhá životnost (MTBF ≥80 000 hodin) a návrh s nízkou potřebou údržby snižují náklady na výměnu zařízení i pracovní sílu.

3. Výhody pro uživatele

• Pohodlná instalace a uvádění do provozu : Standardizovaná rozhraní a univerzální montážní metody umožňují dokončení instalace za 15–30 minut. Jednoduchá kalibrace nuly a rozsahu během ladění nevyžaduje žádné zvláštní dovednosti, čímž se snižují technické nároky.
• Intuitivní sběr dat : Modely s displejovou hlavicí umožňují čtení hodnot v reálném čase přímo na místě bez nutnosti spoléhání na řídicí systémy. Modely s digitálním signálem podporují přenos dat na dálku, což usnadňuje monitorování vedoucím pracovníkům v řídicích střediscích nebo prostřednictvím mobilních zařízení.
• Spolehlivé dlouhodobé použití : Vynikající stabilita omezuje roční drift na ≤±0,1 % ZH (maximální hodnota stupnice), čímž odpadá potřeba časté kalibrace. Funkce samo-diagnostiky poskytují včasnou zpětnou vazbu o stavu zařízení (např. přetížení, poruchy obvodu) a zjednodušují preventivní údržbu.
• Účelná kontrola nákladů : Zralé výrobní procesy snižují pořizovací náklady, díky čemuž jsou tyto přístroje ekonomičtější než piezoelektrická nebo kapacitní tlaková zařízení. Dlouhá životnost a nízké nároky na údržbu dále snižují celkové provozní náklady.
• Silná kompatibilita se systémy : Bezproblémově se připojuje k PLC a DCS systémům od hlavních značek (Siemens, Mitsubishi, Rockwell) bez nutnosti dalších signálových měničů, čímž snižuje náklady na integraci.

4. Typické aplikační scénáře

1) Průmyslové řízení

• Hydraulické a pneumatické systémy : Sledujte tlak na výstupu hydraulického čerpadla a pracovní tlak válce (např. řízení tlaku v hydraulických systémech lisů pro vstřikování plastů) za účelem zajištění stabilního tvarování a prevence vad, jako je přetékání nebo nedostatek materiálu.
• Chemická výroba : Používá se pro monitorování a řízení tlaku v reaktorech a destilačních kolonách (např. sledování vysokého tlaku v reaktorech pro syntézu amoniaku). Propojeno s pojistnými ventily pro ochranu proti přetlaku, zajišťuje bezpečnost výroby.

2) Energetika a energetické systémy

• Ropa a plyn : Sledování tlaku na hlavách ropných vrtů a v potrubích (např. monitorování tlaku v potrubí pro surovou ropu) za účelem detekce úniků nebo ucpávek, zajišťuje bezpečnost dopravy.
• Výroba energie : Sledujte tlak páry v kotli a tlak oleje v turbíně (např. řízení tlaku horké páry v kotlech tepelných elektráren) za účelem zajištění stabilního provozu energetických zařízení.

3) Vodní hospodářství a oblasti městské infrastruktury

• Vodovodní sítě : Sledujte tlak ve vodovodních rozvodech a zařízeních pro sekundární dodávku vody (např. řízení tlaku při sekundární vodárenské dodávce v bytových komplexech), abyste předešli praskání potrubí (vysoký tlak) nebo nedostatečnému zásobování vodou (nízký tlak).
• Ošetřování odpadních vod : Sledujte tlak v čerpadlech odpadních vod a reakčních nádržích (např. monitorování tlaku na výtlaku čerpadel odpadních vod) za účelem zajištění hladkého odvádění odpadních vod a předcházení přetížení zařízení.

4) Lékařství a běžný život

• Lékařské vybavení : Používá se pro sledování tlaku v dýchacích cestech u ventilátorů a řízení tlaku u infuzních pump (např. monitorování tlaku u ventilátorů v jednotkách intenzivní péče), aby bylo zajištěno, že tok vzduchu odpovídá potřebám pacienta a bezpečnosti léčby.
• Zpracování potravin : Sledujte tlak a teplotu v kotlech pro sterilizaci potravin (např. řízení tlaku při sterilizaci konzerv) za účelem zajištění účinnosti sterilizace a zároveň prevence poškození obalů.

5) Letecký a vojenský průmysl

• Letecké vybavení : Sledujte tlak v hydraulickém systému letadla a tlak v palivových potrubích (např. sledování tlaku hydraulického pohonu u stíhaček) za účelem zajištění stabilního ovládání během letu.
• Vojenské testování : Používá se pro měření tlaku při zkouškách zbraní (např. měření tlaku v hlavni při střelbě dělostřelectva) za účelem poskytnutí přesných dat pro optimalizaci výkonu zařízení.

Shrnutí

Tenzometrické snímače/tlakové snímače s klíčovými přednostmi v oblasti „přesnosti, spolehlivosti, vysoké přizpůsobivosti a výhodného poměru ceny a výkonu“ se staly nepostradatelnými zařízeními v oblastech průmyslové automatizace i každodenního života, a to díky řešení problémů s měřením tlaku v různorodých scénářích. Jejich funkce – od základního snímání tlaku až po inteligentní přenos signálu a dálkový dohled – nejen zajišťují bezpečnost výroby a kvalitu produktů, ale také podporují digitální a inteligentní modernizaci jednotlivých odvětví, čímž poskytují silnou podporu efektivní výrobě i pohodlnému každodennímu životu.（z odpovědí na znalostní otázky ve FlyChat｜ https://ask.feishu.cn）