Aktuální vydání

celé číslo

03

2019

Veletrh Amper 2019 v Brně

celé číslo

Snímače tlaku od firmy Kobold

Společnost Kobold dodává snímače rozdílu tlaků PAD a snímače absolutního nebo relativního tlaku PAS. Jde o snímače s kapacitními nebo piezorezistivními senzory a mikroprocesorovými převodníky, které mají flexibilní tlakovou kalibraci, flexibilní výstupní signál, automatickou kompenzaci teploty okolí a vlivu procesních proměnných. Komunikace s přístrojem a konfigurace proměnných parametrů jsou zajištěny prostřednictvím protokolu HART. Všechna data senzoru jsou uložena v interní paměti EEPROM.

Snímače PAS (obr. 1) mají rozsahy od –100 až +150 kPa do 0 až 60 MPa, snímače rozdílu tlaků PAD (obr. 2) od 75 Pa až 1,5 kPa do 0,4 až 40 MPa při statickém tlaku do 31 MPa. Maximální provozní teplota je 120 °C. Procesní připojení je závitové 1/2" NPT nebo (jen u PAD) 1/4" NPT. Membrána může být z oceli 316L, tantalu nebo materiálů Hasteloy-C či Monel. K dispozici je množství různých oddělovacích membrán (obr. 2). Výstup je analogový 4 až 20 mA s protokolem HART. Snímače jsou vybaveny autodiagnostikou senzoru, A/D převodníku a napájení.

Senzory

Každý snímač se skládá ze senzoru, převodníku, pouzdra s procesním a elektrickým připojením a příslušenství. Snímače tlaku PAD a PAS jsou vybaveny buď kapacitními, nebo piezorezistivními senzory.

Piezorezistivní senzory mají snímače absolutního a relativního tlaku a některé snímače rozdílu tlaků (ty, které měří i absolutní tlak). Naproti tomu pro běžné snímače rozdílu tlaků se používají kapacitní senzory. Všechny senzory mají relativní přesnost 0,075 % (na vyžádání 0,04 %). Přesnost měření zvyšují softwarové korekce teploty a tlaku, jejichž hodnoty jsou uloženy v paměti EEPROM. Tato paměť je součástí senzoru, nikoliv převodníku, což usnadňuje případnou výměnu. Přímo v senzoru je analogová hodnota odporu nebo kapacity převáděna na digitální signál.

Převodníky

Vstupem převodníku je digitální signál ze senzoru. Ten je zpracováván mikroprocesorovou jednotkou, která při tom využívá zvolené koeficienty z paměti EEPROM. Výsledek je převáděn na analogový signál 4 až 20 mA s protokolem HART, který reprezentuje měřenou hodnotu. Součástí převodníku je dále napájecí modul s převodníkem DC/DC a galvanicky oddělenými I/O a modul displeje, který zobrazuje měřenou hodnotu ve zvolených jednotkách.

Měřenou veličinou je absolutní či relativní tlak nebo rozdíl tlaků. Rozdíl tlaků však může být u snímačů rozdílu tlaků přímo přepočítáván na výšku hladiny (u hydrostatických hladinoměrů) nebo průtok (u clonových průtokoměrů). Kromě průtoku je možné počítat i proteklé množství (varianta PAD-F; k tomu má kromě analogového výstupu ještě frekven­ční výstup). Snímač rozdílu tlaků však při přepočtu na průtok neprovádí kompenzaci teploty okolí ani statického tlaku. 

Využití protokolu HART

Snímač má kromě analogového výstupu také protokol HART, jehož prostřednictvím je možné přenášet, popř. nastavovat hodnoty těchto parametrů:

  • analogový výstup 4 až 20 mA (nastavení nuly a rozsahu),
  • fyzikálně-technické jednotky,
  • tlumení (0,25 až 60 s),
  • štítek (osm alfanumerických znaků),
  • deskriptor (šestnáct znaků),
  • zpráva (32 znaků),
  • datum (den/měsíc/rok).

Pro kalibraci a nastavení rozsahu přístroje lze prostřednictvím HART zadávat hodnoty těchto parametrů:

  • dolní a horní hodnoty rozsahu,
  • nastavení nulového bodu,
  • nulování snímače,
  • převodní charakteristiky,
  • vyvážení DA převodníku,
  • autokompenzace. 

Příslušenství

U snímačů tlaku se často používá připojení prostřednictvím membránových oddělovačů (obr. 2). Ke snímačům PAD a PAS jsou k dispozici membránové oddělovače různého provedení. Mohou být připojeny napřímo nebo přes kapiláru. Výběr vhodné oddělovací membrány, kapiláry a náplně vždy záleží na konkrétní úloze.

Co se týče snímačů rozdílu tlaků, je k dispozici provedení s multiplanární přírubou (obr. 3). Ta se používá v případě, že má být snímač tlaku namontován svisle bez ohledu na to, jaký směr má potrubí. Není tak třeba konstruovat různé typy montážních konzol.

Všechny snímače je možné dodat také v provedení do prostředí s nebezpečím výbuchu s certifikátem ATEX. 

(KOBOLD Messring GmbH)

Obr. 1. Snímač tlaku PAS

Obr. 2. Snímač rozdílu tlaků PAD s oddělovacími membránami

Obr. 3. Snímač rozdílu tlaků PAD s multiplanární přírubou