REFLOW RADÍ: Môže tlakový snímač merať aj podtlak?

V seriáli REFLOW RADÍ sa tentoraz pozrieme na otázku, či dokáže tlakový snímač merať aj podtlak. Vysvetlíme si rozdiel medzi relatívnym a absolútnym tlakom, možnosti merania záporných hodnôt a na čo si dať pozor pri výbere snímača pre vákuové aplikácie.

Tlakové snímače sa v priemysle najčastejšie používajú na meranie pretlaku v potrubiach, nádržiach a technologických zariadeniach. V mnohých aplikáciách však vzniká opačná situácia – tlak klesne pod hodnotu atmosférického tlaku.

Typickým príkladom sú vákuové systémy, sacie potrubia čerpadiel, vákuové balenie alebo technologické procesy pracujúce s podtlakom.

Dokáže bežný tlakový snímač merať aj záporné hodnoty tlaku? Alebo je potrebné použiť špeciálny snímač?

Krátka odpoveď: Áno, ale záleží na type snímača

Tlakový snímač môže merať aj podtlak, ak je na to konštruovaný a má vhodný merací rozsah.

Nie každý tlakový snímač však dokáže zobrazovať záporné hodnoty. Rozhodujúce je, voči akému referenčnému tlaku meria a aký rozsah podporuje.

Napríklad:

• Snímač s rozsahom 0 až 10 bar (relatívny) je určený na meranie kladného pretlaku.

• Snímač s rozsahom −1 až +1 bar (relatívny) dokáže merať podtlak aj pretlak.

• Snímač s rozsahom 0 až 1 bar (absolútny) dokáže merať absolútny tlak aj vo vákuových aplikáciách.

Pri výbere je preto potrebné rozlišovať medzi relatívnym, absolútnym a kombinovaným meracím rozsahom.

Aký je rozdiel medzi pretlakom, podtlakom a absolútnym tlakom?

V praxi sa používajú tri základné spôsoby vyjadrenia tlaku.

Relatívny tlak vyjadruje rozdiel medzi tlakom média a okolitým atmosférickým tlakom.

Ak je tlak v potrubí vyšší ako atmosférický, snímač zobrazuje kladnú hodnotu. Ak je nižší, zobrazuje zápornú hodnotu – pokiaľ to jeho merací rozsah umožňuje.

Absolútny tlak sa meria voči dokonalému vákuu. Nemôže mať zápornú hodnotu a používa sa najmä tam, kde je dôležité poznať skutočný tlak nezávisle od zmien atmosférického tlaku.

Praktický príklad

Predstavme si technologickú nádrž, v ktorej je vytvorený podtlak −0,6 bar voči atmosfére.

Pri atmosférickom tlaku približne 1 bar bude absolútny tlak v nádrži približne 0,4 bar(a).

Relatívny snímač vhodný na meranie podtlaku zobrazí −0,6 bar, zatiaľ čo absolútny snímač zobrazí približne 0,4 bar(a).

Oba údaje môžu byť správne – rozdiel spočíva v referenčnom tlaku.

Kde sa používajú snímače podtlaku?

Meranie podtlaku je dôležité v mnohých priemyselných aplikáciách.

Vákuové systémy

Pri vákuových čerpadlách a technologických komorách sa sleduje dosiahnutie a stabilita požadovaného tlaku.

Sacie potrubia čerpadiel

Podtlak na sacej strane môže poskytovať informácie o prevádzkových podmienkach, pričom pri jeho vyhodnocovaní treba zohľadniť aj riziko kavitácie.

Potravinársky a farmaceutický priemysel

Podtlak sa využíva pri vákuovom balení, sušení, odplyňovaní a ďalších technologických procesoch.

Filtračné systémy

Meranie tlaku pred filtrom a za filtrom pomáha sledovať jeho zanášanie. Pri niektorých aplikáciách pracujú oba body v podtlaku.

Chemický priemysel

Vákuové destilačné a odparovacie procesy vyžadujú spoľahlivé monitorovanie tlaku.

Pri hlbokom vákuu však nemusia byť bežné priemyselné tlakové snímače dostatočne citlivé a používajú sa špecializované vákuové meracie prístroje.

Na čo si dať pozor pri výbere snímača podtlaku?

Najčastejšou chybou je výber snímača iba podľa maximálnej hodnoty tlaku.

Ak má napríklad zariadenie pracovať v rozsahu −0,8 až +2 bar, snímač s rozsahom 0 až 2 bar nie je vhodnou voľbou na meranie celého požadovaného rozsahu.

Pri výbere treba preveriť najmä:

• Merací rozsah – či zahŕňa požadované záporné aj kladné hodnoty.

• Referenčný tlak – relatívny alebo absolútny.

• Presnosť – najmä pri nízkych absolútnych tlakoch.

• Odolnosť proti preťaženiu – pri možných tlakových špičkách.

• Materiálové vyhotovenie – podľa meraného média.

• Výstupný signál – napríklad 4–20 mA alebo 0–10 V.

• Prevádzkovú teplotu a procesné pripojenie.

Dôležitá je tiež konštrukčná vhodnosť snímača na vákuové podmienky. Niektoré snímače s membránovými oddeľovačmi alebo špeciálnymi plniacimi kvapalinami môžu mať pri nízkych absolútnych tlakoch obmedzenia.

Môže sa snímač poškodiť pri meraní podtlaku?

Áno, ak nie je určený na dané prevádzkové podmienky.

Snímač určený iba na meranie kladného pretlaku nemusí správne merať záporné hodnoty a pri prekročení povoleného záporného tlaku môže dôjsť aj k poškodeniu meracieho prvku.

To však neznamená, že každý snímač s rozsahom 0 až 10 bar sa pri podtlaku automaticky poškodí. Rozhodujúca je jeho konštrukcia a povolené tlakové zaťaženie uvedené v technickom liste.

Preto je potrebné overiť nielen merací rozsah, ale aj maximálny povolený podtlak.

Zapamätajte si

Tlakový snímač dokáže merať podtlak, ak má vhodný merací rozsah a konštrukciu.

Relatívny snímač môže zobrazovať záporné hodnoty voči atmosférickému tlaku, zatiaľ čo absolútny snímač meria tlak voči dokonalému vákuu.

Pri výbere je dôležité poznať požadovaný rozsah, presnosť, prevádzkové podmienky a referenčný tlak.

REFLOW SK poradí s výberom

Spoločnosť REFLOW SK dodáva priemyselné tlakové snímače a prevodníky od výrobcov KELLER, Siemens, BD Sensors a ďalších dodávateľov meracej techniky.

Pomôžeme vám vybrať vhodný snímač pre meranie pretlaku, podtlaku, absolútneho alebo diferenčného tlaku podľa konkrétnej aplikácie.

Či už potrebujete monitorovať vákuový systém, sacie potrubie alebo technologickú nádrž, správny výber meracieho rozsahu je základom spoľahlivého merania.