Trykkmåling er en grunnleggende teknologi for overvåking av prosessbetingelser i tanker og rørledninger. Fordi mediene har forskjellige egenskaper, brukes ulike prinsipper for trykkmåling: absolutt trykk og overtrykk, hydrostatisk trykk og differensialtrykk.
Ved måling av absolutt trykk og overtrykk avbøyer prosesstrykket en membran. Denne kraften overføres via inkompressibel olje til en silisiumbrikke, hvor den omdannes til et elektrisk signal. Forskjellen ligger i referansepunktet: absolutt trykk måles mot vakuum, mens overtrykk måles i forhold til omgivelsesluften. Hydrostatisk nivåmåling er avhengig av væskesøylens vekt. Når fyllingsnivået øker, fører tyngdekraften til at trykket på sensormembranen stiger proporsjonalt med høyden og tettheten til mediet. Ved differensialtrykkmåling registreres to trykkverdier, vanligvis i en lukket tank. Transmitteren beregner forskjellen for å bestemme nivået eller trykket inne i tanken.
Se videoen for å finne ut hvordan trykkmåling fungerer.
Fordeler ved Cerabar, Ceraphant, Deltabar, Deltapilot og Waterpilot ved første øyekast
- kontinuerlig trykk- og nivåmåling for væsker og gasser
- høy målenøyaktighet og langsiktig stabilitet
- robust design for tøffe prosessbetingelser
- allsidig sensorportefølje for fleksibel systemintegrasjon
- dokumentert pålitelighet i et bredt spekter av industrielle applikasjoner
Ulike typer medier fylles på og tappes ut via rør fra tanker hver dag. Eksempler er drikkevann, fruktjuice, olje og drivstoff, syre eller saltlake. Siden disse mediene kan ha helt forskjellige egenskaper, finnes det ulike måleprinsipper for å måle dem. For eksempel trykkmåling ved absolutt trykk eller overtrykk, hydrostatisk trykk samt differensialtrykk.
Den første vitenskapelige opprinnelsen til trykkmåling ble dokumentert i midten av 1600-tallet. Galileo Galilei gjennomførte tester med pumper for å overvinne høydeforskjellene i forbindelse med vanningssystemer. Evangelista Torricelli gjennomførte forskning med kvikksølvsøyler og oppdaget vakuumet. Blaise Pascal hørte om disse eksperimentene, fortsatte forskningen og klarte å bestemme luftens vekt. Pascal kalte denne kraften for trykk, og for å hedre ham ble SI-enheten for trykk oppkalt etter ham. Trykk er resultatet av en kraft som virker på et område.
Trykkinstrumenter kan brukes til å måle absolutt trykk og manometertrykk og til å bestemme trykkvariabler og trykknivåer i tanker. Først og fremst skal vi se nærmere på hvordan denne målemetoden fungerer ved å bruke eksemplet med absolutt trykk og manometertrykk.
Trykk kan måles kontinuerlig i et rør fylt med væske. Vi skal se nærmere på forskjellen mellom en absolutt trykkcelle og en manometertrykkcelle ved hjelp av eksemplet med en keramisk celle. I en keramisk celle påføres et elektrisk ledende materiale på et keramisk substrat, og danner dermed en kondensator. Når det påføres trykk, deformeres membranen og forårsaker en endring i kapasitansen.
Absolutt trykk-cellen er et lukket system og måler mot vakuumet i et atmosfærisk miljø, lufttrykket vises. I en overtrykk-celle tillater en åpning i substratet trykkutligning mellom det atmosfæriske miljøet og innsiden av cellen.
Cellen måler verdier som er relative til omgivelsestrykket. I et atmosfærisk miljø er lufttrykket ikke angitt. Ved hydrostatisk trykkmåling virker væsken i tanken på sensorens prosessmembran. Tyngdekraften fører til at trykket øker når væskesøylen, det vil si fyllingsnivået i tanken, stiger. Væskesøylen er proporsjonal med fyllingsnivået og tettheten til mediet.
I en åpen tank kompenseres trykket kontinuerlig i forhold til omgivelsesluften. Derfor påvirker ikke gassen i den øvre delen av tanken nivåmålingen. I tillegg til trykket fra væskesøylen virker imidlertid også atmosfæretrykket på sensoren. Ved atmosfærisk trykkkompensering kalles sensoren en manometertrykksensor. La oss se nærmere på en slik sensor. Kontaktmålecellen er basert på silisiumteknologi og er spesielt utviklet for hydrostatisk nivåmåling. Motstandene påføres en silisiumbrikke i form av en Wheatstone-bro.
Når det påføres trykk, deformeres prosessmembranen og forårsaker en endring i motstandsresultatene. I sensoren overfører inkompressibel olje trykket fra prosessmembranen til en silisiumbrikke hvor det analyseres. Ved differensialtrykkmåling i en lukket tank har atmosfæretrykket ingen betydning for nivåmålingen. I tillegg til trykket fra væskesøylen måles også trykkhøyden over nivået. Begge verdiene overføres til transmitteren via oljefylte kapillærledninger. Transmitteren beregner forskjellen mellom de to trykkene og bestemmer nivået i tanken ut fra denne verdien.
Trykkinstrumentene fra Endress+Hauser gjør det enkelt å måle trykk og nivåer i standardapplikasjoner, samt i applikasjoner med høye temperaturer og høyt trykk, og i applikasjoner som involverer korrosive og slipende medier. Vi har en passende løsning for alle bruksområder. Endress+Hauser.
