Os ydych chi wedi treulio unrhyw amser o gwmpas offeryniaeth ddiwydiannol, rydych chi bron yn sicr wedi clywed pobl yn cyfnewid "trosglwyddydd" a "trosglwyddydd" yn ôl ac ymlaen. Mae technegwyr newydd yn eu cymysgu, mae timau caffael yn gofyn am un pan fyddant yn golygu'r llall, ac mae hyd yn oed rhai catalogau cynnyrch yn defnyddio'r termau yn gyfnewidiol. Mae'r dryswch hwn yn achosi problemau gwirioneddol ar y safle - Rwyf wedi gweld oedi ar brosiectau a llwythi dychwelyd yn digwydd yn syml oherwydd nad oedd neb wedi stopio i egluro'n union beth mae pob dyfais yn ei wneud, a sut maen nhw'n gweithio gyda'i gilydd.
Y gwir yw, nid ydynt yr un peth. Mae trawsddygiadur a throsglwyddydd yn gweithio fel pâr, apob trosglwyddydd pwysauyn dibynnu ar y ddwy ran i gymryd darlleniad pwysau corfforol a'i anfon ar draws y planhigyn i system reoli.
Mae'r canllaw hwn yn dadansoddi'r gwahaniaeth craidd rhwng y ddau, yn cerdded gam wrth gam trwy sut mae trosglwyddydd pwysau nodweddiadol yn gweithio, yn esbonio'r tri math mwyaf cyffredin o fesur pwysau, ac yn cwmpasu signalau allbwn safonol a welwch ym mhob ffatri broses. Erbyn y diwedd, byddwch chi'n gallu dweud y ddau ar wahân, deall beth sy'n digwydd y tu mewn i dai'r trosglwyddydd, a gwneud gwell penderfyniadau maint ar gyfer eich ceisiadau eich hun.
Trosglwyddydd vs. Trosglwyddydd: Beth yw'r Gwahaniaeth Gwirioneddol?
Y ffordd hawsaf i'w cadw'n syth yw hyn: mae'r trawsddygiadur yn synhwyro'r pwysau, ac mae'r trosglwyddydd yn anfon y signal. Maen nhw'n ddwy swyddogaeth ar wahân sy'n aml yn cael eu pecynnu gyda'i gilydd o fewn un ddyfais - a dyna pam mae cymaint o bobl yn cymysgu'r termau.
Beth mae transducer yn ei wneud
Dyfais sy'n trosi un math o egni i ffurf arall yw trawsddygiadur. Wrth fesur pwysau, mae'n cymryd grym mecanyddol corfforol o bwysau hylif neu nwy ac yn ei droi'n signal trydanol bach, gwan.
Mae'r allbwn trydanol crai hwnnw'n fach iawn - fel arfer milifolt - ac nid yw wedi'i safoni. Mae'n amrywio o un dyluniad synhwyrydd i'r nesaf, ac mae'n rhy wan i deithio mwy na phellter byr heb godi sŵn a cholli cywirdeb. Ar ei ben ei hun, nid yw signal transducer amrwd yn ddefnyddiol ar gyfer anfon at PLC neu DCS ar ochr arall y cyfleuster.
Mae trawsddygiaduron yn dod mewn llawer o dechnolegau synhwyro: mesurydd straen, capacitive, piezoelectrig, potensiometrig a mwy. Mae pa un a ddefnyddir yn dibynnu ar ystod pwysau, math canolig, tymheredd a gofynion cywirdeb y cais.
Beth mae trosglwyddydd yn ei wneud
Mae trosglwyddydd yn cymryd y signal trydanol gwan, ansafonol o'r trawsddygiadur a'r amodau, yn chwyddo ac yn ei drawsnewid yn signal allbwn diwydiant safonol sy'n gallu teithio pellteroedd hir yn ddibynadwy.
Gwaith y trosglwyddydd yw troi signal newidiol bach yn ystod gyson a gydnabyddir yn gyffredinol - 4-20 mA fel arfer ar gyfer dolenni cerrynt, neu 1–5 V ar gyfer allbynnau foltedd - lle mae gwaelod yr amrediad yn hafal i 0% o'r gwasgedd mesuredig, a'r brig yn hafal i 100%. Gall y signal safonedig hwn redeg cannoedd o fetrau trwy wifrau peiriannau heb golli cywirdeb, ac mae pob system reoli yn y byd yn gwybod sut i'w ddehongli.
Pam mae'r termau'n cael eu cymysgu mor aml
Mae bron pob trosglwyddydd pwysau modern a werthir heddiw yn pecynnu'r elfen synhwyro trawsddygiadur a'r gylched trosglwyddydd y tu mewn i un cwt. Ar gyfer y rhan fwyaf o offerynnau maes, nid ydych yn eu prynu ar wahân - rydych yn prynu cydosodiad cyflawn.
Dros amser, dechreuodd y diwydiant alw'r uned gyfan wrth y naill enw neu'r llall. Mae rhai gwerthwyr yn ei alw'n drawsddygiadur pwysau, mae eraill yn ei alw'n drosglwyddydd pwysau, ac ar gyfer y rhan fwyaf o'r unedau maes silff, mae'r ddau enw yn cyfeirio at yr un cynnyrch cyflawn. Dim ond pan fyddwch chi'n atgyweirio cydrannau mewnol, yn mesur synwyryddion amrwd ar gyfer gosodiadau personol neu'n cymharu rhannau lefel cydran y mae'r gwahaniaeth yn bwysig.
Sut mae Trosglwyddydd Pwysedd yn Gweithio Mewn Gwirionedd (Cam wrth Gam)
Y tu mewn i bob trosglwyddydd pwysau diwydiannol, mae tri cham craidd: y diaffram ynysu, y trawsddygiadur synhwyro, a'r gylched signal trosglwyddydd. Dyma beth sy'n digwydd ar bob cam pan fyddwch chi'n cymhwyso pwysau proses.
Cam 1: Y diaffram mesur sy'n dod i gysylltiad cyntaf
Nid yw hylif neu nwy proses byth yn cyffwrdd â'r elfen synhwyro cain yn uniongyrchol. Yn gyntaf mae'n pwyso yn erbyn diaffram mesur tenau, cadarn wedi'i weldio neu ei glampio i wyneb cysylltiad proses y trosglwyddydd.
Mae'r diaffram hwn wedi'i wneud o ddur di-staen, Hastelloy, neu ddeunydd arall sy'n gwrthsefyll cyrydiad sy'n cyfateb i gyfrwng y broses. Mae'n ystwytho ychydig iawn o dan bwysau, ac yn trosglwyddo'r grym hwnnw trwy hylif llenwi (olew silicon fel arfer neu hylif anadweithiol arall) i'r elfen synhwyrydd gwirioneddol ar yr ochr arall.
Mae dau ddiben hollbwysig i’r gwahaniad hwn:
- Mae'n amddiffyn y deunydd synhwyro bregus rhag cyfryngau proses cyrydol, sgraffiniol neu fudr
- Mae'n caniatáu i'r synhwyrydd gael ei galibro a'i selio yn y ffatri, felly mae'n aros yn gywir am flynyddoedd mewn amodau maes llym
Cam 2: Mae'r trawsddygiadur yn trosi grym yn signal trydanol
Y tu ôl i'r hylif llenwi mae'r trawsddygiadur - y synhwyrydd pwysau gwirioneddol. Mae tair technoleg yn fwyaf cyffredin mewn cymwysiadau prosesau diwydiannol:
Synwyryddion medrydd straenyw'r rhai a ddefnyddir fwyaf. Mae patrwm o wrthyddion sy'n sensitif i straen wedi'u bondio â diaffram anhyblyg. Pan fydd pwysau'n gwyro'r diaffram, mae'r gwrthyddion yn ymestyn neu'n cywasgu, gan newid eu gwrthiant trydanol. Mae'r newid hwn yn fach iawn ac yn cael ei fesur trwy gylched pont Wheatstone, gan gynhyrchu allbwn lefel milivolt sy'n gymesur â gwasgedd.
Synwyryddion capacitivedefnyddio dau blât metel cyfochrog, un sefydlog ac un ynghlwm wrth diaffram hyblyg. Wrth i bwysau symud y diaffram, mae'r bwlch rhwng y platiau yn newid, sy'n newid cynhwysedd trydanol. Mae'r dyluniad hwn yn sefydlog iawn ar ystodau pwysedd isel iawn ac yn perfformio'n dda o dan siglenni tymheredd eang.
Synwyryddion piezoelectrigcynhyrchu foltedd bach yn uniongyrchol pan roddir deunydd crisialog o dan straen mecanyddol. Maent yn rhagori ar fesur pigau pwysau cyflym a newidiadau pwysau deinamig, ond maent yn llai cyffredin ar gyfer mesur pwysedd proses cyflwr cyson.
Ym mhob achos, mae'r canlyniad terfynol yr un peth: signal trydanol bach iawn sy'n newid wrth i bwysau newid. Ar ei ben ei hun, mae'r signal hwn yn rhy wan ac yn rhy hawdd ei ystumio i'w anfon ar draws planhigyn.
Cam 3: Mae cylched y trosglwyddydd yn cynhyrchu allbwn safonol
Mae'r signal transducer amrwd yn bwydo i mewn i fwrdd cylched electronig y trosglwyddydd. Mae’r bwrdd hwn yn gwneud tri pheth allweddol:
1.Signal cyflyru: Mae'n hidlo sŵn trydanol allan, yn gwneud iawn am drifft tymheredd, ac yn llinellu'r allbwn fel bod y signal yn cyfateb pwysau'n gyfartal ar draws yr ystod lawn.
2.Amplification: Mae'n rhoi hwb i'r signal milivolt bach hyd at lefel gref y gellir ei defnyddio.
3.Standardization: Mae'n trosi'r signal i ystod allbwn a gydnabyddir yn gyffredinol - bron bob amser 4–20 mA ar gyfer dau-osodiadau diwydiannol gwifren, neu 1–5 V ar gyfer defnydd cabinet pellter byrrach.
Mae'r signal safonedig terfynol yn rhedeg allan trwy'r terfynellau trosglwyddydd i'r system reoli, lle mae'r PLC neu'r DCS yn darllen y gwerth cerrynt neu foltedd ac yn ei fapio'n ôl i ddarlleniad pwysau gwirioneddol.
3 Math o Fesur Pwysau Cyffredin
Nid yw trosglwyddyddion pwysau i gyd yn mesur pwysau yr un ffordd. Mae'r hyn y maent yn cyfeirio ato fel eu "pwynt sero" yn newid sut y dylid dehongli'r darlleniad. Mae yna dri phrif fath, ac mae dewis yr un anghywir yn gamgymeriad maint cyffredin iawn.
Pwysau mesur
Pwysedd mesurydd yw'r math mwyaf cyffredin a ddefnyddir mewn gweithfeydd prosesu. Mae'n mesur pwysau o'i gymharu â gwasgedd atmosfferig cyfredol.
Pan fydd trosglwyddydd pwysedd mesurydd yn darllen 0, mae hynny'n golygu bod y pwysedd y tu mewn yn hafal i'r pwysedd aer amgylchynol y tu allan. Mae darlleniadau fel arfer yn cael eu labelu ag ôl-ddodiad (g), fel psi(g) neu bar(g).
Defnyddir pwysedd mesurydd ar gyfer y rhan fwyaf o bwysau tanc cyffredinol, pwysedd llinell a mesuriadau gollwng pwmp. Os nad oes gennych reswm penodol dros fesur pwysau absoliwt neu wahaniaethol, mae bron yn sicr bod angen pwysau mesur arnoch.
Pwysau absoliwt
Mae gwasgedd absoliwt yn cael ei fesur mewn perthynas â gwactod perffaith - 0 psi(a)=gwactod cyfanswm. Mae'n cynnwys gwasgedd atmosfferig fel rhan o'r darlleniad.
Ar lefel y môr, mae gwasgedd atmosfferig arferol tua 14.7 psi(a). Mae hynny'n golygu y bydd tanc sy'n agored i atmosffer yn darllen 14.7 psi(a) ar drosglwyddydd pwysedd absoliwt, a 0 psi(g) ar drosglwyddydd pwysedd mesurydd.
Defnyddir pwysedd absoliwt ar gyfer prosesau gwactod, systemau nwy wedi'u selio, mesuriadau pwysedd anwedd ac unrhyw gymhwysiad lle mae angen darlleniad arnoch yn annibynnol ar newidiadau mewn gwasgedd atmosfferig lleol.
Pwysau gwahaniaethol
Mae trosglwyddyddion pwysau gwahaniaethol (DP) yn mesur y gwahaniaeth mewn pwysau rhwng dau borthladd mewnbwn ar wahân. Nid ydynt yn dweud wrthych beth yw'r pwysau ar y naill bwynt na'r llall - dim ond faint yn uwch yw un ochr na'r llall.
Mae hwn yn fath mesur hynod amlbwrpas. Defnyddir trosglwyddyddion pwysau gwahaniaethol ar gyfer:
- Mesur llif ar draws platiau orifice, tiwbiau Venturi a nozzles llif
- Mesur lefel mewn tanciau dan bwysau trwy gymharu pwysedd pen â phwysau blanced nwy
- Canfod clocsiau hidlo a hidlydd trwy fesur gostyngiad pwysau
- Monitro pwysau gwahaniaethol pwmp
Mae'r synhwyrydd y tu mewn yn gweithio yr un ffordd sylfaenol, ond mae'n agored i bwysau ar ddwy ochr y diaffram synhwyro yn lle un yn unig.
Arwyddion Allbwn Safonol: 4–20mA yn erbyn. 1–5V
Fe welwch ddwy safon allbwn yn cael eu defnyddio ar draws bron pob trosglwyddydd pwysau diwydiannol. Mae gan bob un ei achos defnydd gorau ei hun.
Dolen gyfredol 4-20 mA (mwyaf cyffredin)
Y signal 4-20 mA yw ceffyl gwaith rheoli prosesau diwydiannol. 4 mA yn cyfateb i 0% o'r amrediad pwysau, ac mae 20 mA yn cyfateb i 100%.
Mantais fwyaf signal cyfredol yw nad yw'n diraddio dros rediadau gwifren hir, ac mae'n gallu gwrthsefyll sŵn trydanol moduron, VFDs ac offer peiriannau eraill yn fawr. Mae hefyd yn cefnogi gweithrediad dwy wifren, lle mae'r un pâr o wifrau yn cyflenwi pŵer i'r trosglwyddydd ac yn cario'r signal mesur.
Mae'r "sero byw" 4 mA yn fwriadol: os yw'r signal yn disgyn i 0 mA, mae'r system reoli yn ei gydnabod ar unwaith fel gwifren wedi torri neu drosglwyddydd methu, nid fel darlleniad pwysedd sero. Mae hon yn nodwedd diogelwch a diagnostig hollbwysig.
Allbwn foltedd 1–5 V
Mae allbynnau foltedd yn llai cyffredin mewn gosodiadau maes ond fe'u defnyddir yn eang mewn cypyrddau rheoli, meinciau prawf a chymwysiadau pellter byrrach. 1 V=0 ystod %, ystod 5 V=100 %.
Mae signalau foltedd yn symlach ac yn rhatach ar gyfer rhediadau byr, ond maent yn colli cywirdeb dros bellteroedd hir oherwydd ymwrthedd gwifrau, ac maent yn codi ymyrraeth drydanol yn llawer haws. Mae angen gwifrau pŵer ar wahân arnynt hefyd. Ar gyfer unrhyw beth y tu allan i amgylchedd cabinet rheoledig, 4-20 mA yw'r dewis gorau bron bob amser.
Awgrymiadau Dewis Cyflym a Chamdybiaethau Cyffredin
Ar ôl gweithio gyda'r offerynnau hyn ar draws gweithfeydd prosesu, mae yna ychydig o gamgymeriadau rwy'n eu gweld yn cael eu hailadrodd yn fwy nag eraill.
1.Peidiwch â phrynu pwysau absoliwt ar ddamwain. Os byddwch chi'n archebu trosglwyddydd absoliwt ar gyfer cymhwysiad pwysedd mesur safonol, bydd eich holl ddarlleniadau i ffwrdd tua 14.7 psi. Bob amser -gwiriwch y math o gyfeirnod cyn gosod archeb.
Nid yw 2.4-20 mA wedi darfod. Hyd yn oed gyda'r holl brotocolau bws maes digidol sydd ar gael heddiw, 4-20 mA plaen yw'r safon signal fwyaf dibynadwy o hyd, sy'n cael ei chefnogi fwyaf, yr hawsaf i'w datrys a'r mwyaf dibynadwy ar gyfer mesur pwysau sylfaenol.
3.Accuracy yn dibynnu ar fwy na'r synhwyrydd. Bydd trawsddygiadur manylder uchel yn dal i roi darlleniadau gwael os yw wedi'i osod yn anghywir, yn agored i eithafion tymheredd y tu allan i'w sgôr, neu'n cyfateb i'r deunydd diaffram anghywir ar gyfer cyfrwng y broses.
Os ydych chi'n mesur trosglwyddyddion pwysau ar gyfer eich proses ac nad ydych chi'n siŵr pa fath o bwysau, signal allbwn neu ddeunydd diaffram sy'n cyd-fynd â'ch cais, mae bob amser yn werth cadarnhau gydag arbenigwr offerynnau yn gyntaf. Mae cael y fanyleb yn gywir ar y pen blaen yn osgoi wythnosau o oedi amser arweiniol ac yn dychwelyd yn ddiweddarach.
Cwestiynau Cyffredin
A yw trawsddygiadur pwysau yr un peth â throsglwyddydd?
Ddim yn union. Mae trawsddygiadur yn trosi pwysau yn signal trydanol amrwd. Mae trosglwyddydd yn cymryd y signal crai hwnnw ac yn ei droi'n allbwn safonol, ystod hir. Mae'r rhan fwyaf o drosglwyddyddion pwysau maes a werthir heddiw yn cynnwys y ddwy ran mewn un tai, felly mae'r termau yn aml yn cael eu defnyddio'n gyfnewidiol.
Pam mae 4–20mA yn cael ei ddefnyddio yn lle 0–20mA?
Mae dau ddiben i'r sero byw 4 mA: mae'n pweru'r trosglwyddydd ar ddolen ddwy wifren, ac mae'n gadael i'r system reoli ddweud y gwahaniaeth rhwng gwir ddarlleniad pwysedd sero a gwifren wedi torri neu drosglwyddydd wedi methu. Os yw'r signal yn gostwng i 0 mA, caiff ei gydnabod ar unwaith fel nam.
Beth yw'r tri math o fesur pwysau?
Y tri math sylfaenol yw pwysedd mesur (cyfeirir at atmosffer), pwysedd absoliwt (cyfeirir at wactod) a phwysau gwahaniaethol (mesur y gwahaniaeth rhwng dau bwynt).
A all trawsddygiadur weithio heb drosglwyddydd?
Bydd trawsddygiadur amrwd yn cynhyrchu signal trydanol, ond bydd yn wan iawn, yn ansafonol ac yn anaddas ar gyfer trawsyrru pellter hir. Ar gyfer defnydd rheoli prosesau cyffredinol, mae angen trosglwyddydd i gyflyru a safoni'r signal.
Syniadau Terfynol
Trosglwyddyddion pwysau yw un o'r offerynnau mwyaf cyffredin mewn unrhyw waith prosesu, ond mae'n hawdd eu trin fel blwch du. Bydd deall y gwahaniaeth rhwng trawsddygiadur a throsglwyddydd, sut mae'r elfen synhwyro'n gweithio, a beth mae'r gwahanol fathau o bwysau a signal yn ei olygu yn eich helpu i'w nodi'n gywir, eu datrys yn gyflymach, ac osgoi'r camgymeriadau maint mwyaf cyffredin.
Ar ddiwedd y dydd, nid y trosglwyddydd pwysau gorau yw'r un sydd â'r manylebau mwyaf ffansi -, dyma'r un sy'n cyfateb yn gywir i'ch cyfrwng proses, amrediad pwysau, tymheredd ac amgylchedd gosod.
Os oes angen help arnoch i ddewis y trosglwyddydd pwysau cywir ar gyfer eich cais, neu os oes gennych gwestiynau am signalau allbwn, deunyddiau diaffram neu fathau o bwysau, gall ein tîm technegol adolygu paramedrau eich proses ac argymell cyfluniad o'r maint cywir.
Cyfeiriadau
- Cymdeithas Ryngwladol Awtomatiaeth (ISA). (2022).Mesur Pwysau: Egwyddorion, Gosod a Graddnodi. Parc Triongl Ymchwil, CC: ISA.
- Rosemount Inc. (2024).Hanfodion Trosglwyddydd Pwysau: Canllaw Technoleg a Chymhwyso. Atebion Emerson Automation.
- WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG. (2023).Trosglwyddyddion Pwysau vs. Trosglwyddyddion: Eglurhad Technegol. Offeryniaeth Ddiwydiannol WIKA.
- Sefydliad Cenedlaethol Safonau a Thechnoleg (NIST). (2021).Graddnodi Offerynnau Mesur Pwysau. Llawlyfr NIST 150 .
- ABB Mesur a Dadansoddeg. (2024).Trosglwyddyddion Pwysedd Diwydiannol: Canllaw Dewis Technoleg.
