Porozmawiaj z nami
Czat udostępnia Firmao.pl CRM

PARTNERZY

NEWSY / BLOG POZNAJ MITSUBISHI ELECTRIC ODDZIAŁ POLSKA

Korporacja Mitsubishi Electric, posiadająca 90 lat doświadczenia w zakresie dostarczania niezawodnych, wysokiej jakości innowacyjnych produktów w dziedzinie automatyki przemysłowej, produkcji, marketingu i sprzedaży urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Programowalne sterowniki PLC, rozwiązania napędowe, roboty przemysłowe, panele dotykowe, wycinarki laserowe i sterownie CNC firmy Mitsubishi Electric zaliczają się do produktów najwydajniejszych na rynku i gwarantują sukcesy firmy już od ponad 30 lat.

KATALOG PRODUKTÓW POZNAJ FINDER

Od 1954 Finder pracował wyłącznie w zakresie przekaźników i timerów. Nasz wysoki stopień specjalizacji zaowocował ponad 10.000 różnych produktów w jednej z najszerszych dostępnych ofert. Firma szeroko się rozwija i inwestuje w przyszłość uzupełniając gamę swojego asortymentu. Prócz przekaźników oferuje rozwiązania przemysłu elektrycznego do zastosowań domowych jak i komercyjnych poprzez przekaźniki, urządzenia przeciwprzepięciowe, termostaty panelowe, zasilacze i liczniki energii. Gama asortymentu obejmuje ponad 12 tysięcy produktów.

KATALOG ONLINE POZNAJ JOHNSON CONTROLS

Firma Johnson Controls to światowy lider w zakresie zróżnicowanych technologii i przemysłu świadczący usługi dla klientów w ponad 150 krajach. 120 000 pracowników tworzy wysokiej jakości produkty, usługi i rozwiązania umożliwiające optymalizację wydajności energetycznej oraz obsługowej budynków. Johnson Control prężnie działa również w branży motoryzacyjnej, a w ofercie firmy można odnaleźć różne rodzaje akumulatorów oraz opracowane systemy wnętrz samochodowych.

BLOG WAGO POZNAJ WAGO

WAGO. jest producentem urządzeń automatyki przemysłowej i budynkowej oraz systemów połączeń dla elektrotechniki i elektroniki. Powstanie w 1951 roku firmy WAGO było wyrazem przekonania o słuszności obranego kierunku i stworzyło podwaliny pod dalszy rozwój technologii. Z czasem stała się ona standardem na całym świecie i teraz nie sposób wyobrazić sobie nowoczesnej instalacji elektrycznej czy systemu automatycznego sterowania bez wyrobów WAGO.

KATALOG ONLINE POZNAJ PANASONIC

Panasonic Electric Works Europe zajmuje się produkcją oraz dystrybucją komponentów automatyki, takich jak: czujniki przemysłowe, sterowniki programowalne, napędy przemysłowe i systemy znakowania laserowego. W ścisłej kooperacji z europejskimi klientami, oferują rozwiązania dla różnych obszarów biznesu, takich jak przemysł motoryzacyjny, pojazdy elektryczne, automatyzacja procesów technologicznych oraz budynków, odnawialnych źródeł energii czy zarządzania środowiskowego.

SKLEP I ZAMÓWIENIA POZNAJ EATON

Eaton Electric jest producentem najwyższej jakości automatyki przemysłowej, aparatury sygnalizacyjnej, łączeniowej, zabezpieczającej i instalacyjnej oraz systemów rozdziału energii niskiego napięcia. Międzynarodowe nagrody oraz certyfikaty są dowodem, iż produkty Eaton Electric odpowiadają najnowszym standardom bezpieczeństwa i wymaganiom jakości. Wszystkie nasze wyroby gwarantują długoletnie działanie.

PRODUKTY POZNAJ PEPPERL+FUCHS

Automatyzacja to nasz świat. Perfekcyjne rozwiązania - nasz cel.

Obecnie firma Pepperl+Fuchs jest znana klientom na całym świecie jako przedsiębiorstwo pionierskie i innowacyjne w dziedzinach takich, jak ochrona przeciwwybuchowa instalacji elektrycznych czy technologie czujników. Zawsze koncentrujemy się na wymaganiach klientów. Pasja, z jaką poświęcamy się automatyce, oraz przełomowe technologie, jakimi dysponujemy, pozwalają nam owocnie współpracować z klientami — tak dziś, jak i w przyszłości.

MENU PROFIL

Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Publikacja zgłoszona do 🎁 Konkursu iAutomatyka

Pomiar poziomu w zbiorniku za pomocą pomiaru ciśnienia – praktyczne przykłady

2577 wyświetleń, autor: Ferguson.

Z przetwornikiem ciśnienia zawodowo spotkał się chyba każdy praktykujący inżynier, czy to na instalacji, nad którą czuwa, czy przy realizacji projektu instalacji. Jest to jeden z popularniejszych rodzajów pomiarów, szczególnie jeżeli wziąć pod uwagę, że manometry, barometry, manometry różnicowe czy manowakuometry to szczególnego rodzaju przetworniki ciśnienia, które przetwarzają impuls ciśnieniowy na wskazanie widoczne nieuzbrojonym okiem. I zapewne każdy, kto miał styczność z takimi urządzeniami, spotkał się z klasyfikacją na pomiary ciśnienia absolutnego lub manometrycznego.

No dobrze, ale co to ma wspólnego z pomiar poziomu np. cieczy w zbiorniku za pomocą ciśnienia? Wbrew pozorom bardzo dużo.

Zacząć należy od tego, że każdy pomiar ciśnienia jest pomiarem względnym, odniesionym do jakiejś innej wartości ciśnienia. W wypadku manometru czy manowakuometru pomiar ciśnienia odbywa się względem atmosfery ziemskiej; w wypadku barometru odniesieniem jest próżnia, czyli komora mieszkowa, która zabudowana jest w urządzeniu a opróżniona z jakiejkolwiek zawartości (zmienne, wywierane na mieszek komory ciśnienie atmosferyczne odkształca go). Szczególnym przypadkiem w tym podziale będzie pomiar różnicy ciśnień, gdzie odniesieniem do mierzonego ciśnienia jest jakieś dowolne inne ciśnienie. Dochodzimy więc do wniosku, że tak naprawdę wszystkie pomiary ciśnienia to pomiary różnicy ciśnień. Jest to kluczowe, jeżeli rozważamy wykonanie pomiaru poziomu poprzez zastosowanie pomiaru ciśnienia.

Pomiar poziomu za pomocą ciśnienia

Za każdym razem do przeliczenia ciśnienia na rzeczywisty słup cieczy używa się prostego wzoru:

p = rgh

Gdzie:

  • p – ciśnienie słupa rozpatrzanej cieczy [Pa]
  • r – gęstość cieczy [kg/m3]
  • g – przyśpieszenie ziemskie [m/s2]
  • h – wysokość słupa cieczy nad punktem pomiarowym [m]

Należy tu zwrócić szczególną uwagę na gęstość cieczy, ta będzie zmieniała się dość mocno wraz ze wzrostem temperatury, a co za tym idzie będzie musiała być kompensowana, jeżeli aplikacja będzie wymagała bardzo dokładnych wyników pomiaru.

Gdy mamy już wzór możemy zabrać się za praktykę. Podział rozwiązań kształtuje się w następujący sposób:

  • Pomiar ciśnienia za pomocą króćca w dnie
  • Pomiar ciśnienia przetwornikiem zanurzonym w zbiorniku
  • Pomiar ciśnienia za pomocą czujnika z separatorem membranowym
  • Pomiar różnicy ciśnień pomiędzy dnem a odniesieniem
  • Pomiar tzw. bąbelkowy

Czym różnią się pomiędzy sobą poszczególne aplikacje wytłumaczyć można za pomocą kilku prostych schematów.

Pomiar ciśnienia za pomocą króćca w dnie

Jest to najpopularniejsza metoda pomiaru poziomu cieczy. Jest łatwa w wykonaniu, tania i bardzo dokładna. Jej schemat wygląda w następujący sposób:

Przetwornik zabudowany jest przy dnie zbiornika, mierzy różnicę ciśnień pomiędzy atmosferą ziemską a punktem. Jako, że zbiornik jest otwarty (bezciśnieniowy) w górnej jego części, ciśnienie jest równe atmosferycznemu.

p = pot + pstat

pm = p – pot

gdzie:

  • p – ciśnienie w miejscu pomiaru,
  • pot – ciśnienie atmosferyczne (otoczenia),
  • pstat – ciśnienie hydrostatyczne cieczy
  • pm – ciśnienie manometryczne

Do obliczenia słupa cieczy (poziomu) w tym przykładzie użyjemy oczywiście ciśnienia hydrostatycznego, które równe jest ciśnieniu manometrycznemu “pm” mierzonemu przez przetwornik.

Przykład czujnika ciśnienia, który można wykorzystać do takiego pomiaru to Cerabar PMP21. Jest to kompaktowy przetwornik ciśnienia z czujnikiem piezorezystancyjnym i metalową membraną do pomiaru ciśnienia absolutnego lub względnego. Jego zakres pomiaru ciśnienia wynosi od 400 mbar do 400 bar. Wykonany z wysokiej jakości materiałów, które są odporne na działanie czynników w środowisku przemysłowym.

Pomiar ciśnienia za pomocą zanurzonego czujnika

Metoda ta niewiele różni się od metody pierwszej, z tą różnicą, że nie ma konieczności wykonywania króćca w zbiorniku, a więc można taki pomiar wykonać w działającym obiekcie, o ile zbiornik jest zbiornikiem bezciśnieniowym.

Warto zwrócić uwagę, że pomiar ten to również pomiar różnicy ciśnień, a przetworniki zatapialne posiadają rurkę wyrównującą ciśnienie w obudowie przetwornika z ciśnieniem atmosferycznym, rurka ta znajduje się w przewodzie elektrycznym. Należy więc pamiętać, aby rurka ta była drożna, niezbyt mocno zaciśnięta dławnicą kablową, oraz doprowadzona do puszki/szafki, która ma połączenie z atmosferą ziemską. Obliczanie ciśnienia jest analogiczne do metody powyżej.

Przykład takiego przetwornika to Deltapilot FMB51. Jest to czujnik w wersji prętowej ze stałym przyłączem technologicznym. Czujnik ten, z odporną na kondensację celą pomiarową CONTITE, ma uniwersalne zastosowanie dzięki szerokiemu pakietowi certyfikatów i dopuszczeń. Służy on do pomiaru poziomu cieczy i past zarówno w zbiornikach otwartych, jak i zamkniętych; pomiar jest niewrażliwy na tworzenie się piany na powierzchni medium.

Pomiar za pomocą czujnika z separatorem membranowym

Jak to zwykle bywa, najbardziej lubimy rzeczy powtarzalne. Nie inaczej jest tutaj. Metoda pomiaru właściwie niczym nie różni się od wcześniej omówionych metod, jednakże ma swoje specyficzne zalety konieczne przy niektórych aplikacjach. Głownie chodzi tu o materiały, które mogą mieć kontakt z medium, temperaturę medium czy brak możliwości wykonania pomiaru w dnie zbiornika. Idea polega na tym, aby pomiędzy przetwornik a punkt pomiarowy wstawić element separujący, rurkę wypełnioną nieściśliwą cieczą i zakończoną membraną. Ciśnienie wywierane na membranę w miejscu pomiaru będzie przeniesione na membranę przetwornika, po uwzględnieniu różnicy wysokości (potocznie skalibrowaniu) pomiędzy membraną separatora a membraną przetwornika i gęstości cieczy w separatorze otrzymujemy nasze ciśnienie w punkcie pomiarowym.

Przykładem takiego czujnika jest cyfrowy przetwornik ciśnienia Cerabar PMP55 z separatorem membranowym. Stosowany jest w przemyśle procesowym i w branży higienicznej do pomiaru ciśnienia, poziomu, objętości lub masy cieczy. Służy do pomiaru wysokich ciśnień i w zakresie wysokich temperatur medium od -70 do +400°C (-94…750°F). Szybka konfiguracja przez swobodne ustawienie zakresu pomiarowego bez konieczności zadawania ciśnienia wzorcowego ułatwia uruchomienie i zapewnia oszczędność czasu i kosztów.

Pomiar za pomocą przetwornika różnicy ciśnień

Jest to najciekawsza propozycja pomiaru wysokości słupa cieczy, ponieważ jest możliwa do realizacji w wersji z separatorami membranowymi, ale przede wszystkim pozwala na prowadzenie pomiarów w zbiornikach ciśnieniowych. Idea? Dokładnie taka sama jak wcześniej, różnica jest tylko taka, że odniesieniem nie jest ciśnienie atmosferyczne a ciśnienie w zbiorniku w części niewypełnionej cieczą. Gdybyśmy mierzyli tylko ciśnienie na dnie zbiornika otrzymalibyśmy:

p = pstat + pzb

gdzie:

  • p – ciśnienie w miejscu pomiaru,
  • pzb- nadciśnienie w zbiorniku,
  • pstat – ciśnienie hydrostatyczne cieczy

A więc musimy zmierzyć nadciśnienie w zbiorniku i odjąć je od mierzonego ciśnienia przy króćcu na dnie. Oczywiście można to wykonać za pomocą dwu przetworników ciśnienia, jak pokazano poniżej:

Tyle że w wypadku zastosowania pary przetworników błędy przetworników nałożą się na siebie pogarszając jakość pomiaru, szczególnie w aplikacjach gdzie ciśnienie w zbiorniku jest bardzo zmienne, występują wibracje i uderzenia. Ponadto rozdzielczość komputera obliczającego różnicę ciśnień będzie kolejnym pogorszeniem jakości pomiaru.

Dlatego też przy takiej aplikacji zdecydowanie najlepszym wyborem jest przetwornik różnicy ciśnień, który stanowi jeden ustrój mierniczy (nie ma powielenia błędów) a różnica ciśnień nie jest obliczana przez układ elektroniczny, więc nie ma dodatkowych źródeł niepewności pomiaru.

Takim przetwornikiem jest przetwornik różnicy ciśnień Deltabar PMD75, z czujnikiem piezorezystancyjnym oraz spawaną metalową membraną. Stosowany jest we wszystkich branżach przemysłu do ciągłego pomiaru różnicy ciśnień: cieczy, par i gazów. Obsługa za pomocą trzech przycisków lokalnych umożliwia proste i niezawodne uruchomienie punktu pomiarowego. Wbudowana pamięć HistoROM ułatwia zarządzanie parametrami procesu i przyrządu.

Pomiar metodą bąbelkową

A co gdy nie da się zabudować króćca w zbiorniku, bo jest on basenem z betonu? Sonda zatapialna, ktoś powie. A co jeżeli zbiornik nie należy do najczystszych i istnieje ryzyko, że sonda zatapialna zalepi się brudem? Wrzućmy tam wąż 🙂

Metoda ta jest bardzo prosta, dlatego tak piękna. Polega na wrzuceniu wężyka sięgającego do dna zbiornika, a następnie tłoczeniu w niego gazu (najczęściej sprężonego powietrza) ze stałym, małym przepływem. W zależności od poziomu cieczy w zbiorniku wymagane będzie większe ciśnienie powietrza, aby przepchać określony strumień powietrza. Zadanie to spełni regulator małych przepływów, który tak reguluje ciśnieniem, aby przepływ był stały. Teraz wystarczy zmierzyć ciśnienie powietrza za regulatorem i gotowe. Zalety to możliwość stosowania dowolnego przetwornika ciśnienia, możliwość stosowania w strefach zagrożonych wybuchem bez konieczności posiadania atestów dla przetwornika, „czystość” pomiaru i urok jego prostoty.

Do takiego pomiaru wykorzystać można cyfrowy przetwornik ciśnienia Cerabar PMC51, z bezolejowym ceramicznym czujnikiem pojemnościowym. Jest on stosowany w przemyśle procesowym i w branży higienicznej do pomiaru: ciśnienia, poziomu, objętości lub masy cieczy i gazów. Zapewnia wysoki stopień bezpieczeństwa dzięki trwałej, odpornej na podciśnienie membranie ceramicznej, z funkcją wykrywania uszkodzenia membrany. Szybka konfiguracja przez swobodne ustawienie zakresu pomiarowego, bez konieczności zadawania ciśnienia wzorcowego, ułatwia uruchomienie i zapewnia oszczędność czasu i kosztów.

Autor artykułu: Ferguson

Komentarz eksperta

Od Redakcji iAutomatyka.pl: Wysłaliśmy artykuł do firmy Endress+Hauser, dzięki czemu udało nam się pozyskać komentarz od ich eksperta z działu Ciśnienia i Temperatury.

Komentarz eksperta:
Przetworniki ciśnienia i różnicy ciśnień mają wiele zastosowań. Oprócz tych wymienionych w artykule wykorzystać je można również do pomiaru przepływu, za pomocą zwężek pomiarowych, lub do pomiaru gęstości cieczy w zbiornikach.

Pomiar przepływu z użyciem zwężek pomiarowych wykorzystuje równania Bernouliego, gdzie przepływ jest proporcjonalny do pierwiastka z różnicy ciśnień (Q=pierwiastek z delta P). Wzór ten jest uproszczony i może posłużyć do zgrubnych pomiarów. Dokładny algorytm kompensacyjny opisany jest w normie ISO5167.

Gęstość z kolei można zmierzyć umieszczając dwa przetworniki ciśnienia w znanej odległości. Korzystając z wzoru r=p/g*h gdzie h to odległość między czujnikami, p to różnica ciśnień dwóch czujników, g to przyspieszenie ziemskie, a r to gęstość mierzona.

 

Andrzej Brodowicz

Product Manager: Ciśnienie i Temperatura

ORAZ! Dodatkowo autor został nagrodzony przez firmę Endress+Hauser zestawem gadżetów.

Artykuł został również nagrodzony w Konkursie iAutomatyka w edycji Październik 2018
Nagrodę Kurtka softshell 4F od firmy Finder + gadżety firmowe. dostarcza firma FINDERWięcej o konkursie: https://iautomatyka.pl/konkurs-iautomatyka/
31 października 2018 / Kategoria: , ,

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

Certyfikat DNV-GL dla systemu XN300 We/Wy – Eaton poszerza swoją ofertę rozwiązań automatyki w przemyśle morskim

Certyfikat DNV-GL dla systemu XN300 We/Wy – Eaton poszerza swoją ofertę rozwiązań automatyki w przemyśle morskim

>KLIKNIJ<

Mały ale WARIAT – nadchodzi nowy sterownik easyE4 od EATON

Mały ale WARIAT – nadchodzi nowy sterownik easyE4 od EATON

>KLIKNIJ<

ROBOT KROKI – Kończymy projekt elektroniki cz.7

ROBOT KROKI – Kończymy projekt elektroniki cz.7

>KLIKNIJ<

LOGO!wanie danych do Excela

LOGO!wanie danych do Excela

>KLIKNIJ<

Amatorski projekt ramienia robota na serwach modelarskich

Amatorski projekt ramienia robota na serwach modelarskich

>KLIKNIJ<

Konkurs iAutomatyka Grudzień 2018

Konkurs iAutomatyka Grudzień 2018

>KLIKNIJ<

Nowości w ofercie Weinteka: moduły analogowe serii iR

Nowości w ofercie Weinteka: moduły analogowe serii iR

>KLIKNIJ<

Zaprogramowaliśmy linie montażowe silników i skrzyń biegów – Sii

Zaprogramowaliśmy linie montażowe silników i skrzyń biegów – Sii

>KLIKNIJ<

Postępowanie w problemach z siecią PROFIBUS z punktu widzenia praktyka

Postępowanie w problemach z siecią PROFIBUS z punktu widzenia praktyka

>KLIKNIJ<

Role systemów bezpieczeństwa w automatyce przemysłowej.

Role systemów bezpieczeństwa w automatyce przemysłowej.

>KLIKNIJ<

Jak produkowana jest woda mineralna? – Fabryki w Polsce

Jak produkowana jest woda mineralna? – Fabryki w Polsce

>KLIKNIJ<

10 porad projektowania schematów elektrycznych

10 porad projektowania schematów elektrycznych

>KLIKNIJ<

Softstarty – działanie i dobór

Softstarty – działanie i dobór

>KLIKNIJ<

Komunikacja pomiędzy PLC i Serwo z wykorzystaniem CANopen

Komunikacja pomiędzy PLC i Serwo z wykorzystaniem CANopen

>KLIKNIJ<

ROBOTY cz.2 – Przykłady wykorzystania

ROBOTY cz.2 – Przykłady wykorzystania

>KLIKNIJ<

Dlaczego od pewnego czasu używam przy uruchomieniach kamery termowizyjnej

Dlaczego od pewnego czasu używam przy uruchomieniach kamery termowizyjnej

>KLIKNIJ<

B&R buduje przyszłość jednolitego standardu komunikacji przemysłowej OPC UA over TSN

B&R buduje przyszłość jednolitego standardu komunikacji przemysłowej OPC UA over TSN

>KLIKNIJ<

Przetworniki ciśnienia. Co i jak?

Przetworniki ciśnienia. Co i jak?

>KLIKNIJ<

Za nami jedno z najważniejszych w Polsce spotkań sektora energetycznego – XI Targi Energetyczne ENERGETICS.

Za nami jedno z najważniejszych w Polsce spotkań sektora energetycznego – XI Targi Energetyczne ENERGETICS.

>KLIKNIJ<

Nowości LAPP na targach SPS IDC Drives 2018

Nowości LAPP na targach SPS IDC Drives 2018





MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ




KATEGORIE POSTÓW
POLECANE ARTYKUŁY
KOMUNIKATY
Dołącz do nas!
Wydarzenia
Bądź na bieżąco!
POLECANE FIRMY I PRODUKTY

Wszystko stanie się prostsze po zalogowaniu :)

Przypomnij hasło

Nie masz konta? Zarejestruj się

Forgot your password?

Enter your account data and we will send you a link to reset your password.

Your password reset link appears to be invalid or expired.

Close
z

Przetwarzamy pliki... jeszcze chwilka…