Схемы монтажа датчиков давления

Монтаж датчиков давления в зависимости от среды

В идеале датчики давления должны устанавливаться непосредственно в контролируемый процесс. Если это невозможно, тогда контролируемая технологическая среда будет определять местоположение датчиков.

Есть ряд причин, по которым датчики давления не могут быть установлены непосредственно в процесс:

• недостаточно места для монтажа
• датчики давления должны быть установлены впоследствии
• прямой контакт между рабочей средой и датчиками нежелателен (например, из-за экстремальных температур)

Если датчик давления не может быть установлен непосредственно в процессе, соединение между процессом и измерительным прибором устанавливается через байпасную линию (ее также называют обводной или обходной линией). Эта соединительная линия заполнена газом или жидкостью, в зависимости от сферы применения. Как правило, устанавливается запорный клапан как на обводной линии рядом с трубой, по которой движется среда, так и рядом с преобразователем давления. Это позволяет монтировать или модифицировать измерительное устройстве (или его части) без остановки технологического процесса. Такая опция особенно полезна, если датчик давления подлежит регулярному техническому обслуживанию, например, калибровке. Измеряемая среда остается в обводной линии благодаря запорному клапану на измерительном приборе. При прокладке обходных линий необходимо соблюдать ряд важных условий. Линии должны быть как можно короче, с закругленными изгибами, без грязи, а их уклоны должны быть крутыми насколько возможно (не менее 8%). Кроме того, существуют специфические требования. Например, для жидкостей нужно обеспечить хорошую вентиляцию. Обводную линию можно использовать для измерения относительного и абсолютного давления. Однако для измерения дифференциального давления нужно две линии. Кроме того, нужно соблюдать инструкции по установке для конкретных процессов.

Монтаж датчиков давления в процесс

В зависимости от технологических особенностей датчик давления может быть установлен над или под линией со средой. Рассмотрим наиболее важные отличия между линиями для транспортировки жидкости, газа и пара.

Жидкости

При измерении жидкостей в трубопроводах датчик давления должен быть установлен под линией, чтобы пузырьки газа могли попасть обратно в процесс. Кроме того, необходимо обеспечить достаточное охлаждение технологической среды при высоких температурах. В этом случае обводная линия будет способствовать охлаждению.

При работе с газами датчик давления по возможности устанавливается над трубой. Это позволит возможному конденсату возвращаться в рабочую среду, не влияя на достоверность измерений.

Измерения пара несколько сложнее из-за высоких температур и образования конденсата. Оба эти аспекта взаимосвязаны: если пар остывает на пути к датчику давления, образуется конденсат. Если он накапливается в измерительном приборе, это может повлиять на результаты измерений. Соответственно, при измерении пара необходимо следить, чтобы температура среды надлежащим образом снижалась и чтобы образующийся конденсат не попадал в датчик давления. Поэтому высоту, до которой может собираться конденсат, нужно определить заранее. Это будет учтено при расчете диапазона измерений. При измерении абсолютного и относительного давления обводную линию следует изгибать в форме «S», с крутым подъемом от паропроводной линии и дальнейшим падением вниз. В этом случае конденсат будет накапливаться в первом изгибе трубы, а затем сможет вернуться в процесс. При измерении дифференциального давления все намного сложнее, поскольку в обеих байпасных линиях должны обеспечиваться одинаковые условия. Это означает, что колонна конденсата одинакова как на стороне высокого, так и низкого давления. Поэтому резервуары для конденсата, расположенные перед запорным клапаном обводной линии, используются для измерения параметров пара с помощью датчиков дифференциального давления. Избыточный конденсат через эти сосуды возвращается в процесс. Кроме того, на стороне датчика давления необходим пятипортовый запорный клапан, чтобы предотвратить повреждение сенсоров горячей средой в случае аварий на обводной линии.

Источник

Правила установки датчика давления на трубопроводе

Качественные датчики давления воды в системе водоснабжения частного дома просто необходимы. Благодаря этим небольшим устройствам оборудование работает в подходящем режиме и реже ломается. Периодически реле давления приходится заменять. А народным умельцам, которые решили собрать насосную станцию самостоятельно, а не покупать готовый агрегат, придется устанавливать датчик своими руками. При этом важно правильно подключить прибор, а затем должным образом настроить его. В этом материале мы подробно расскажем как это сделать.

• 2 Как подключить датчик к водопроводу?
• 3 Подключение прибора к электропитанию
• 4 Как правильно настроить агрегат?

Как работает датчик давления воды?

Реле давления — это небольшой прибор, который управляет работой насосной станции. Он измеряет давление воды в системе и на основании полученных данных включает или выключает насос. При понижении давления в системе реле включает насос, и гидроаккумулятор наполняется. Когда давление достигает максимального значения, заданного при настройке прибора, насос отключается. Когда количество воды убывает и давление достигает минимального значения, прибор включается и цикл повторяется.

Датчик давления воды в системе водоснабжения позволяет контролировать уровень наполнения гидроаккумулятора и управлять включением-отключением насоса в автоматическом режиме

Для нормальной работы датчик давления воды в трубопроводе необходимо сначала подключить к системе водоснабжения. Затем выполняется подключение прибора к электропитанию. После этого реле нужно настроить, и лишь тогда его можно считать готовым к работе. Обзор нескольких моделей реле давления представлен в следующем видеообзоре:

ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ

Преобразователи давления появились в продуктовой линейке в конце 2018 года. Запуск производства интеллектуальных датчиков «ЭМИС»-БАР» позволил заказчику унифицировать применяемое оборудование, а также открыл возможность комплексной покупки средств измерения данной торговой марки с получением дополнительных выгод. Технические характеристики приборов «ЭМИС»-БАР» соответствуют ведущим мировым образцам. Они обладают точностью от 0,04%, имеют диапазон измерения в пределах от -0,5 до 40 МПа, способны работать при давлении перегрузки до 60 МПа, а также имеют комбинированную взрывозащиту Exdia. Как и все интеллектуальные приборы , датчики давления «ЭМИС»-БАР» поддерживаются сервисным и диагностическим ПО «ЭМИС»-Интегратор». (Чтобы узнать более подробную информацию о приборах, смотрите раздел «продукция»)

Всего представлено 20 моделей, предназначенных для измерения всех типов давления с различными вариантами присоединения к процессу, в том числе с возможностью нижнего подвода импульсных трубок.

Как подключить датчик к водопроводу?

Чтобы соединить прибор с водопроводной системой, на нем предусмотрена специальная гайка. Она жестко закреплена на реле, поэтому при установке придется вращать весь прибор по часовой стрелке. На современных насосах обычно для монтажа реле давления есть специально предназначенное место. Если такое гнездо не предусмотрено, следует воспользоваться дюймовым латунным тройником, именуемым в народе «елочкой». Эта удобная деталь позволяет подключить к водной магистрали и реле давления, и манометр, и гидроаккумулятор.

Специальный штулцер для датчика давления воды позволяет подключить к водопроводной системе все необходимые элементы: реле, гидробак и манометр

Перед началом монтажа следует изучить расположение гнезда для датчика перепада давления воды. Иногда нормальной установке реле препятствуют трубы или элементы самого насоса. В этом случае следует позаботиться о детали, которая выполнит роль «удлинителя».

Не всегда вход для воды на реле имеет стандартный диаметр в четверть дюйма, особенно, если используется не бытовая, а профессиональная модель. Для правильной установки прибора понадобится подходящий латунный переходник.

При подключении реле давления к водопроводной магистрали нужно обязательно уплотнить резьбовое соединение. Для этого можно использовать лен или специальную нить Тангит Унилок. Она стоит недешево, но по оценкам специалистов, этот материал удобнее использовать, он обеспечивает более надежный результат. Начинающим мастерам не всегда удается сделать надежное резьбовое уплотнение с первой попытки.

При работе с уплотнительной нитью следует придерживаться ряда рекомендаций:

• перед началом работы резьбу необходимо развернуть торцом к себе;
• обмотку производят не от торца, а к торцу по часовой стрелке;
• начать обмотку следует примерно с того участка резьбы, до которого будет навинчено реле, т. е. уплотнительная нить должна быть на той части резьбы, которая затем будет скрыта под монтажной гайкой реле давления;
• первая петля уплотнителя должна быть прочно закреплена;
• затем нить аккуратно наматывают таким образом, чтобы она располагалась равномерно и не попадала внутрь канавок;
• количество уплотнителя должно быть достаточным, чтобы предотвратить протечки, но не слишком большим, иначе или гайка не накрутится или нить сомнется так, что протечки все равно появятся.

После того, как уплотнительная нить уложена, можно навинчивать реле. Это следует делать вручную, медленно. Когда появится сопротивление, нужно вооружиться гаечным ключом. Если процесс идет с некоторым сопротивлением, а уплотнительная нить остается ровной и не образует петель, значит, уплотнение выполнено правильно. Если же нить путается, образует петли, вылезает, придется снять реле и уложить уплотнитель заново. Если при накручивании образовалась только одна или две небольших петельки, а в целом тангит лежит ровно, это допустимый огрех, переделывать работу не нужно.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

*В зависимости от выбранного полного диапазона измерения. **В зависимости от заполняющей жидкости капиллярных линий.

Пьезорезистивные датчики давления

В преобразователях «ЭМИС»-БАР» реализован пьезорезистивный метод измерения. Давление подается на разделительную мембрану, затем передается через заполняющую жидкость в измерительную камеру и приводит к деформации измерительной мембраны из монокристаллического кремния, в которой сформированы полупроводниковые резисторы моста Уитстона. Деформация пьезорезистора, находящегося в плече моста, приводит к изменению его сопротивления и, как следствие, разбалансу измерительного моста. Напряжение разбаланса моста, зависящее от давления в измерительной камере преобразуется электронным блоком в сигнал соответствующего выходного интерфейса.

Схема сенсорного модуля

Мембрана датчика давления

Разделительная мембрана может быть изготовлена из таких материалов, как нержавеющая сталь 316L, сплав Хастеллой НН-276, тантал, монель, 316L с золотым напылением и никель. Кроме того, для защиты сенсора от агрессивной среды и экстремальных температур используется разделитель сред. В этом случае разделительная мембрана датчика может быть:

Подключение прибора к электропитанию

Следующий этап установки датчика давления воды — подключение прибора к электросети. Для начала нужно найти на реле две группы контактов, которые обычно замкнуты, но при достижении максимального значения давления должны размыкаться. Обычно место расположения этих контактов обозначено в инструкции к реле давления. Если инструкция отсутствует, определиться поможет любой электрик.

На фото наглядно представлено расположение контактных пар, к которым подводят электропитание. При достижении максимального значения давления контакты размыкаются и насос отключается

Обратите внимание! Для подключения реле к электросети рекомендуется использовать кабель, характеристики которого соответствуют мощности насоса.

Теперь следует прикрутить жилы провода к свободным контактам каждой пары. Не следует соединять таким образом контакты одной пары, поскольку это приведет к короткому замыканию. Провод заземления соединяют со специальным винтом на корпусе реле. Этот винт обозначен соответствующим символом.

Таким символом условно обозначают контакт заземления. Отсутствие заземления электроприбора является опасным нарушением техники безопасности, которое может привести к аварии и даже к травмам

Затем реле давления нужно соединить с насосом. Для этого следует использовать кусок провода подходящей длины. Один конец его жил прикручивают к свободным контактам реле, второй — к контактам насоса. При этом рекомендуется соблюдать цвет жил. Контакты заземления реле и насоса также можно соединить, хотя это необходимым не считается.

После этого нужно проверить работу системы. Если по мере забора воды давление на манометре растет, при достижении определенного максимума насос отключается, а по мере расходования воды давление понижается, установка реле выполнена правильно.

Методы преобразования давления в электрический сигнал

Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе измерения деформации тензорезисторов, припаянных к титановой мембране, которая деформируется под действием давления.

• пьезорезистивный

Основаны на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую временную и температурную стабильности. Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются, так называемые, Low cost — решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем. Для измерения агрессивных сред и большинства промышленных применений используется преобразователь давления в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление измеряемой среды посредством кремнийорганической жидкости.

Ёмкостные преобразователи используют метод изменения ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Известны керамические или кремниевые ёмкостные первичные преобразователи давления и преобразователи, выполненные с использованием упругой металлической мембраны. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости. В элементе из керамики или кремния, пространство между обкладками обычно заполнено маслом или другой органической жидкостью. Недостаток — нелинейная зависимость емкости от приложенного давления.

Резонансный метод — это волновые процессы: акустические или электромагнитные. Это и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора. К недостаткам можно отнести индивидуальную характеристику преобразования давления, значительное время отклика, невозможность проводить измерения в агрессивных средах без потери точности показаний прибора.

Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек, изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта. В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени. При отклонении мембраны создается ток в фиксированной основной катушке, что приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.

Ионизационный метод — регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды. Лампа оснащена двумя электродами: катодом и анодом, — а также нагревателем. В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов. Преимуществом таких ламп является возможность регистрировать низкое давление — вплоть до глубокого вакуума с высокой точностью. Однако следует строго учитывать, что подобные приборы нельзя эксплуатировать, если давление в камере близко к атмосферному. Поэтому подобные преобразователи необходимо сочетать с другими датчиками давления, например, емкостными. Зависимость сигнала от давления является логарифмической.

Способ установки прямым путем

Их устанавливают в тех местах, которые указаны в проектной документации, например, перед и после задвижек. В том месте, где устанавливается манометр необходимо установить адаптер. Его или вваривают, иногда их вворачивают. Сварка, это самый доступный способ фиксации адаптеров.

Прямой способ применяют для монтажа устройств, которые работают в стабильной среде без каких-либо скачков давления и частых замен измерительного датчика.

Читать также: Калькулятор для расчета трансформатора онлайн

Правила установки и съема

Для обеспечения стабильной работы манометра и снижения риска его поломки соблюдают определенные правила:

1. Монтаж манометров, должен быть выполнен таким образом, что бы было довольно просто снять результаты измерений, выполнять регламентное обслуживание и ремонт.
2. Правила определяют ряд условий, которые определяют предельные размеры расстояний между измерительным прибором и стенами помещения, в котором этот прибор установлен.
3. Если манометр монтируют на высоте от 2 до 3 метров, размер диаметра корпуса должен быть не меньше чем 160 мм. На высоту более чем три метра манометры устанавливать недопустимо. Это определено в требованиях нормативной документации.
4. Для выполнения, предписанных в нормативной документации проверки измерительных приборов и оборудования при использовании приборов в монтажную конструкцию должен быть установлен трехходовой кран. Место его установки должно находиться между манометром и трубой (сосудом).
5. При монтаже в условиях, когда возможно влияние на него сторонних внешних факторов, например, осадки или высокая температура, то необходимо обеспечить его дополнительную защиту. Для этого используют так называемые буферные элементы, сифоны и другие изделия. Эффективность работы смонтированного измерительного оборудования зависит насколько качественно закрыто от внешнего воздействия.
6. Для предотвращения замерзания мерительного прибора, их обеспечивают тепловой изоляцией.
7. При подключении необходимо стравить попавший внутрь системы газ. Для этого, чуть-чуть не докручивают фиксационную гайку на штуцере.
8. Манометры, не прошедшие поверку и не имеющие на корпусе пломбы или соответствующей печати к использованию для работы в сетях не должны допускаться. Если сроки поверки истекли, или в процессе эксплуатации выяснилось, что работа отличается от штатной, то он должен быть снят и отправлен на диагностику и ремонт. На корпусе измерителя отмечено появление повреждений, или на стекле появилась трещина, то такой прибор не может эксплуатироваться и должен быть утилизирован.
9. Поврежденные датчики демонтируют и передают в аттестованную лабораторию для выполнения ремонтных работ. Если такой манометр не подлежит восстановлению, то его утилизируют.

Для проверки работоспособности и замены манометра применяются трехходовые краны, которые позволяют отключать (изолировать) манометр от рабочей среды и проводить разрядку манометра до атмосферного давления – это позволяет контролировать возврат стрелки манометра к нулевому показанию, а также проводить безопасную замену манометра. Примечание: Манометр не допускается к применению если:

1. Отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении проверки;

2. Истёк срок государственной поверки;

3. Стрелка при его отключении не возвращается к нулевому показанию шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора;

4. Разбито стекло или имеются повреждения, которые могут отразиться на правильности показаний.

Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы. На шкале манометра должна быть нанесена красная черта или прикреплена к корпусу металлическая пластина, окрашенная в красный цвет, указывающие максимально допустимое рабочее давление.

Основные правила установки манометра, его эксплуатации и съема

Существует ряд требований к установке манометра, при соблюдении которых прибор будет работать стабильно и показывать реальное давление среды в трубопроводах и сосудах.

• Монтаж манометра необходимо проводить так, чтобы процесс контроля давления, ремонта и обслуживания не вызывал затруднений.
• Подключение манометра осуществляется с учетом соблюдения зазоров между элементами конструкции.
• При установке манометра на трубопроводе номинальный диаметр манометров, устанавливаемых на высоте до 2 метров от уровня площадки наблюдения за манометрами, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 3 метров – не менее 160 мм и на высоте от 3 до 5 метров – не менее 250 мм. При расположении манометра на высоте более 5 метров должен быть установлен сниженный манометр в качестве дублирующего.
• Выбор манометра, для эксплуатации в условиях дополнительных физических воздействий на него, должен осуществляться в соответствующем исполнении. Должны быть учтены такие параметры как климатическое исполнение прибора, степень пылевлагозащиты, группа виброустойчивости.

Чтобы предотвратить замерзание измерительного оборудования, его дополнительно обеспечивают теплоизоляцией.

Манометр не допускается к применению, если образовались видимые повреждения (трещины, сколы или другие повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний). Прибор должен быть демонтирован и утилизирован.

В некоторых случаях возможен ремонт поврежденных приборов. Для этого так же необходимо произвести демонтаж устройства. Далее прибор передается в аттестованную лабораторию для выполнения ремонтных работ.

Если у вас остались вопросы по процессу установки манометра, специалисты отдела продаж всегда готовы проконсультировать вас. Обращайтесь!

Особенности монтажа

Измеритель напора должен быть смонтирован только в вертикальном положении. Это должно обеспечить нормальное прочтение полученных данных. Шкала измерителя может быть наклонена на угол не более 30°. Датчик должен быть освещен и огражден от воздействия лучей солнца и низких температур.

После того, как устройство установлено и система готова эксплуатации в штатном режиме, то обеспечения сохранности прибора, не целесообразно сразу нагружать установленное измерительное оборудование. Напор целесообразно поднимать постепенно, без каких-либо скачков и, не пересекая пределов установленных границ.

При установке измерителя на место необходимо герметичность соединения измерителя и штуцера, в который его вмонтировали. Для этого применяют различные герметизирующие материалы, например, ФУМ лента или нить. Для повышения надежности можно герметизирующие материалы обработать герметиком. Все используемые материалы должна соответствовать условиям эксплуатации, то есть, если в системе трубопроводом использован перегретый пар (минимальная температура 130 °C), то установка ФУМ ленты, рассчитанной на рабочую температуру 95 °C недопустимо. Кстати, некоторые монтажные организации, по старинке, в качестве изолирующего материала применяют паклю, надо заметить, что это не приветствуется.

Источник