Hva er de forskjellige typene trykkmålere som brukes i industrien i dag?

Trykkmålere er blant de mest brukte måleinstrumentene i industrielle omgivelser, funnet på både kjeler, hydrauliske systemer, kompressorer, rørledninger og laboratorieutstyr. Mens de alle tjener det samme grunnleggende formålet med å indikere trykk, varierer de interne mekanismene betydelig avhengig av trykkområdet, mediet som måles og miljøet måleren må tåle. Å forstå forskjellene mellom disse designene hjelper ingeniører og teknikere å velge utstyr som gir nøyaktige avlesninger og overlever driftsforholdene det vil møte.

Mekaniske trykkmålere og deres indre mekanismer

Mekaniske målere er fortsatt den vanligste typen i generell industri fordi de ikke krever noen ekstern strømkilde og har en lang servicehistorie med pålitelighet. Disse målerne konverterer trykk til mekanisk bevegelse, som deretter oversettes til en skiveavlesning gjennom et system av gir og koblinger.

Bourdon rørmålere

Bourdon-rørmålere er den mest gjenkjennelige trykkmålerdesignen, identifiserbar av det buede, flate metallrøret kveilet inne i kassen. Når trykket kommer inn i røret, prøver det å rette seg ut, og denne lette mekaniske avbøyningen overføres gjennom en kobling for å rotere pekeren over skiven. Bourdon-rørmålere brukes vanligvis for middels til høye trykkområder, vanligvis fra 15 psi opp til 100 000 psi, og finnes mye i hydrauliske systemer, dampledninger og trykkluftapplikasjoner. Hovedbegrensningen deres er redusert nøyaktighet ved svært lave trykk, hvor rørets avbøyning blir for liten til å måle pålitelig.

Diafragmamålere

Diafragmamålere bruker en tynn, fleksibel skive som deformeres som svar på påført trykk. Denne deformasjonen forsterkes mekanisk og omdannes til pekerbevegelse. Fordi membranen kan være laget av korrosjonsbestandige materialer og isolerer målemekanismen fra prosessmediene, er denne utformingen foretrukket for måling av lavt trykk og for applikasjoner som involverer viskøse, slurry-lignende eller mildt korrosive stoffer der et smalt Bourdon-rør kan tette seg eller brytes ned.

Kapselmålere

Kapselmålere består av to korrugerte membraner sveiset sammen for å danne en forseglet kapsel. Denne konfigurasjonen gir større følsomhet enn en enkelt membran, noe som gjør kapselmålere godt egnet for måling av svært lavt trykk, ofte i området noen få tommer vannsøyle opp til rundt 25 psi. De brukes ofte i gassdistribusjonssystemer, HVAC-kanaler og andre applikasjoner der trykkendringer er subtile, men fortsatt må overvåkes nøyaktig.

Belgmålere

Belgmålere bruker et ekspanderbart kammer i trekkspillstil som forlenges eller komprimeres med endringer i trykket. Denne utformingen gir et større overflateareal for trykk å virke på sammenlignet med en membran, slik at belgmålere kan oppdage svært små trykkendringer nøyaktig. De brukes ofte i lavtrykks pneumatiske kontroller og i enkelte applikasjoner for absolutt trykkmåling der høy følsomhet ved lave kraftnivåer er nødvendig.

Digitale og elektroniske trykkmålere

Ettersom industrielle prosesser i økende grad er avhengige av datalogging og fjernovervåking, har elektroniske trykkmålere blitt standard i mange anlegg. I stedet for å stole på mekanisk avbøyning alene, bruker disse målerne føleelementer som konverterer trykk til et elektrisk signal, som deretter vises digitalt eller overføres til et kontrollsystem.

Strekkmålere

Strekkmålerbaserte trykksensorer bruker et tynt metallisk eller folieelement bundet til en membran. Når membranen bøyer seg under trykk, endres den elektriske motstanden til strekningsmåleren proporsjonalt, og denne endringen måles og konverteres til en kalibrert trykkavlesning. Disse sensorene tilbyr god nøyaktighet på tvers av et bredt spekter av trykk og er vanligvis integrert i prosesskontrollsystemer der et 4-20mA utgangssignal er nødvendig for kontinuerlig overvåking.

Piezoresistive og kapasitive sensorer

Piezoresistive sensorer bruker halvledermaterialer hvis motstand endres under mekanisk påkjenning, og tilbyr raske responstider og høy følsomhet, noe som gjør dem nyttige i applikasjoner med raskt svingende trykk, for eksempel motortesting eller hydraulisk sjokkmåling. Kapasitive sensorer måler derimot endringen i kapasitans mellom to plater når en membran beveger seg under trykk, og er verdsatt for deres stabilitet og nøyaktighet i lavtrykks- og vakuumapplikasjoner, inkludert halvlederproduksjon og vitenskapelig instrumentering.

Klassifisering av målere etter målreferanse

Utover den interne sensormekanismen, er trykkmålere også kategorisert etter hvilket referansepunkt de måler mot. Denne klassifiseringen bestemmer hvordan avlesningen skal tolkes og hvilke bruksområder måleren er egnet for.

Differensialtrykkmålere fortjener spesiell oppmerksomhet fordi de brukes til å utlede informasjon indirekte. Ved å måle trykkfallet over et filter, åpningsplate eller annen restriksjon, kan teknikere avgjøre om et filter må skiftes ut eller beregne væskestrømningshastigheten uten å trenge en dedikert strømningsmåler. Dette gjør differensialmålere til et kostnadseffektivt diagnostisk verktøy i HVAC-systemer, vannbehandlingsanlegg og industrielle filtreringsoppsett.

Spesialmålere for krevende industrielle forhold

Standard mekaniske og digitale målere fungerer bra under normale forhold, men det finnes flere spesialitetsvarianter for å møte tøffe prosessmedier, vibrasjoner eller sanitærkrav.

Diafragmaforseglingsmålere for etsende eller viskøse medier

Når prosessvæsken er etsende, slitende eller tilbøyelig til å krystallisere inne i smale rør, installeres en membrantetning mellom prosessen og måleren. Forseglingen isolerer målerens indre mekanisme fra direkte kontakt med mediet mens den overfører trykk gjennom en inert påfyllingsvæske. Dette oppsettet er vanlig i kjemisk prosessering, avløpsvannbehandling og matproduksjon der direkte eksponering ellers ville skade måleren eller forurense produktet.

Glyserinfylte målere for vibrasjonsmotstand

I miljøer med betydelige vibrasjoner, for eksempel nær pumper, kompressorer eller motorer, kan standard tørre målere lide av pekeflimring og for tidlig slitasje. Væskefylte målere, som vanligvis bruker glyserin eller silikonolje, demper denne vibrasjonen og beskytter interne komponenter mot rask slitasje, forlenger levetiden og forbedrer lesestabiliteten i mekanisk aktive miljøer.

Sanitærmålere for mat, drikke og farmasøytisk bruk

Sanitære trykkmålere er konstruert med glatte, sprekkerfrie fuktede overflater og bruker tri-klemme eller flush diafragmaforbindelser som muliggjør grundig rengjøring og sterilisering. Disse målerne er utformet for å møte hygienestandarder som kreves i matforedling, meieriproduksjon og farmasøytisk produksjon, der rester kan kompromittere produktsikkerheten eller bryte regulatoriske krav.

Velge riktig måler for en gitt applikasjon

Å velge en passende trykkmåler starter med å identifisere tre nøkkelfaktorer: forventet trykkområde, prosessmediets natur og miljøforholdene rundt installasjonspunktet. En måler valgt for et trykkområde for langt over det faktiske driftstrykket vil gi upresise avlesninger, siden de fleste målere er mest nøyaktige innenfor den midterste tredjedelen av skalaen. På samme måte vil valg av en standard tørrmåler for en høyvibrasjonspumpeutløpsledning sannsynligvis føre til hyppig rekalibrering eller for tidlig feil.

• For generelle trykkluft-, hydraulikk- eller dampsystemer med stabile forhold er en standard Bourdon-rørmåler vanligvis tilstrekkelig og kostnadseffektiv.
• For etsende kjemikalier eller viskøse væsker forhindrer en membranforseglingsmåler prosessmedier fra å skade interne komponenter.
• For HVAC- eller gassdistribusjonsovervåking med svært lavt trykk, gir en kapsel- eller belgmåler den følsomheten som trengs for små trykkendringer.
• For systemer som krever kontinuerlig datalogging eller fjernalarmer, integreres en elektronisk måler med et overførbart utgangssignal direkte i eksisterende kontrollsystemer.
• For mat-, drikke- eller farmasøytisk behandling tilfredsstiller en sanitærmåler med en rengjørbar, innfelt design hygiene- og forskriftskrav.

Til syvende og sist er den riktige trykkmåleren den som er nøyaktig tilpasset driftsmiljøet i stedet for det mest avanserte eller dyre alternativet som er tilgjengelig. Hvis du tar deg tid til å evaluere trykkområde, mediekompatibilitet og miljøbelastninger før du kjøper, forhindrer du kostbar nedetid, unøyaktige avlesninger og unødvendig utskifting av utstyr.