Trykmåling er en grundlæggende teknologi til overvågning af procesforhold i tanke og rør. Da hvert medie har forskellige egenskaber, anvendes der forskellige trykmålingsprincipper: absolut tryk og manometertryk, hydrostatisk tryk og differenstryk.
Ved måling af absolut tryk og manometertryk påvirker procestrykket en membran. Trykket overføres via en inkompressibel olie til en siliciumchip, hvor det omdannes til et elektrisk signal. Forskellen er referencepunktet: absolut tryk måles op mod et vakuum, mens manometertryk måles i forhold til den omgivende luft. Måling af hydrostatisk niveau er baseret på vægten af en væskesøjle. Efterhånden som fyldestanden stiger, får tyngdekraften trykket på sensorens membran til at stige proportionalt med højden og mediets massefylde. I differenstrykmåling registreres der to trykværdier, typisk i en lukket tank. Transmitteren beregner forskellen for at bestemme niveauet eller trykket i tanken.
Se videoen for at lære, hvordan trykmåling fungerer.
Fordelene ved Cerabar, Ceraphant, Deltabar, Deltapilot og Waterpilot i overblik
- Kontinuerlig tryk- og niveaumåling for væsker og gasser
- Høj målenøjagtighed og langsigtet stabilitet
- Robust design til krævende procesforhold
- Alsidigt sensorsortiment til fleksibel systemintegration
- Gennemprøvet driftssikkerhed i mange forskellige industrielle applikationer
Hver eneste dag fyldes der mange forskellige slags medier op i tanke, der tømmes igen via rør. Eksempelvis drikkevand, frugtjuice, olie og brændstof, syre eller brine. Da disse medier kan have meget forskellige egenskaber, anvendes der forskellige måleprincipper til deres registrering. For eksempel, trykmåling af absolut tryk eller manometertryk, hydrostatisk tryk samt differenstryk.
Trykmålingens videnskabelige oprindelse blev dokumenteret i midten af det 17. århundrede. Galileo Galilei udførte test med pumper for at overvinde højdeforskelle i forbindelse med kunstvanding. Evangelista Torricelli udførte forskning med kviksølvsøjler og opdagede tilstanden vakuum. Blaise Pascal hørte om disse eksperimenter, gik videre med forskningen og fastlagde vægten af luft. Pascal kaldte denne kraft for tryk, og SI-enheden for tryk er derfor opkaldt efter ham. Tryk er resultatet af en kraft, der påvirker et område.
Trykinstrumenter kan anvendes til at registrere absolut tryk og manometertryk og til at bestemme trykforskelle og niveau i tanke. Lad os først se nærmere på denne målemetodes anvendelse ud fra et eksempel med absolut tryk og manometertryk.
Tryk kan måles løbende i et rør, der er fyldt med en væske. Vi ser nærmere på forskellen mellem en absolut trykcelle og en manometertrykcelle, idet en keramisk celle anvendes som eksempel. I en keramisk celle påføres der et elektrisk ledende materiale til et keramisk substrat, og derved skabes der en kondensator. Når trykket påvirker membranen, bliver den deformeret, og derved ændres kapacitansen.
Den absolutte trykcelle er et lukket system, der foretager måling i forhold til vakuum i et atmosfærisk miljø, og derved vises lufttrykket. I en manometertrykcelle giver en åbning i substratet mulighed for at foretage trykkompensation mellem det atmosfæriske miljø og miljøet inde i cellen.
Cellen måler værdier, der er relative til det omgivende tryk. I et atmosfærisk miljø vises lufttrykket ikke. Ved hydrostatisk trykmåling påvirker væsken i tanken sensorens procesmembran. Tyngdekraften får trykket til at stige, efterhånden som væskesøjlen, dvs. efterhånden som tankens fyldestand, stiger. Væskesøjlen er proportional med fyldestanden og mediets massefylde.
I en åben tank kompenseres trykket løbende i forhold til den omgivende luft. Gassen i den øverste del af tanken påvirker derfor ikke niveaumålingen. Men ud over væskesøjlens tryk påvirker det atmosfæriske tryk også sensoren. Med atmosfærisk trykkompensation kaldes sensoren en manometertryksensor. Lad os se nærmere på sådan en sensor. Kontaktmålecellen, der er baseret på siliciumteknologi, er specielt udviklet til hydrostatisk niveaumåling. Der sættes modstande på en siliciumchip i form af en Wheatstone-bro.
Når trykket påvirker procesmembranen, bliver den deformeret, og derved ændres modstandsresultaterne. I sensoren overfører inkompresibel olie trykket fra procesmembranen til analyse på en siliciumchip. Ved differenstrykmåling i en lukket tank er det atmosfæriske tryk ikke af betydning for niveaumålingen. Ud over trykket af væskesøjlen måles trykhøjden over niveauet også. De to værdier overføres til transmitteren via oliefyldte kapillarrør. Transmitteren beregner forskellen mellem de to trykværdier og fastlægger niveauet i tanken ud fra den beregnede værdi.
Trykinstrumenterne fra Endress+Hauser gør det nemt at måle tryk og niveau i standardapplikationer samt i applikationer med høj temperatur og højt tryk, men også i applikationer med korroderende og abrasive medier. Vi har en passende løsning til enhver applikation. Endress+Hauser.
