Apakah instrumen tekanan dan mengapa mereka penting dalam aplikasi perindustrian dan saintifik?

Dalam industri moden, pembuatan, penyelidikan saintifik, rawatan perubatan, tenaga dan bidang lain, instrumen tekanan memainkan peranan penting. Mereka bukan sahaja jaminan operasi peralatan yang selamat, tetapi juga alat teras untuk merealisasikan kawalan automatik dan pengoptimuman proses. Dengan kemajuan Industri 4.0 dan pembuatan pintar, jenis, ketepatan dan senario aplikasi instrumen tekanan juga berkembang. Jadi, apakah instrumen tekanan? Apakah jenis dan prinsip kerja mereka? Dan mengapa mereka sangat diperlukan dalam semua lapisan masyarakat?

1. Apakah instrumen tekanan?
Instrumen tekanan adalah peranti yang digunakan untuk mengukur, memaparkan, menghantar dan mengawal gas atau tekanan cecair. Mereka boleh membaca nilai tekanan secara langsung atau menukar isyarat tekanan ke dalam isyarat elektrik untuk pengumpulan data berikutnya, pemantauan jauh dan kawalan automatik. Bergantung pada senario penggunaan dan keperluan ketepatan, instrumen tekanan mempunyai pelbagai manifestasi dari struktur mekanikal ke teknologi penderiaan elektronik.

2. Apakah jenis instrumen tekanan utama?
1. Tolok tekanan mekanikal
Yang paling biasa ialah tolok tekanan tiub Bourdon, yang memaparkan tekanan melalui ubah bentuk elemen elastik logam. Kelebihannya adalah struktur mudah, tiada bekalan kuasa, harga yang rendah, dan digunakan secara meluas dalam dandang, pam air, pemampat dan peralatan lain.

2. Tolok tekanan perbezaan
Ia digunakan untuk mengukur perbezaan tekanan antara dua titik, dan sering digunakan dalam sistem penapisan, pengukuran aliran dan pemantauan persekitaran bilik bersih.

3. Sensor tekanan elektronik
Ia menukarkan isyarat tekanan ke dalam isyarat elektrik dan output isyarat standard seperti 420mA dan 05V, yang mudah untuk sistem PLC dan DCS untuk mengumpul data. Ia sesuai untuk pembuatan pintar dan sistem kawalan jauh.

4. Tolok tekanan digital
Ia mempunyai fungsi paparan digital LCD/LED, bacaan intuitif, dan ada yang mempunyai rakaman data dan fungsi penggera, yang sesuai untuk makmal dan senario pembuatan ketepatan.

5. Tekanan Tekanan
Selepas menetapkan ambang, apabila tekanan mencapai titik set tertentu, isyarat suis dicetuskan untuk mengawal permulaan pam dan berhenti, penggera atau potongan automatik.

3. Apakah prinsip asas instrumen tekanan?
Jenis instrumen tekanan yang berbeza mempunyai prinsip pengukuran yang berbeza, tetapi mereka boleh dibahagikan kepada kategori berikut:

Prinsip ubah bentuk elemen elastik: seperti tiub bourdon, diafragma, belos, dan lain -lain, struktur elastik didorong oleh tekanan untuk menghasilkan anjakan, dan kemudian dibaca oleh penunjuk atau sensor mekanikal.

Prinsip ketegangan rintangan: Tekanan menyebabkan rintangan pada tolok terikan berubah, dengan itu mengubah isyarat elektrik output.

Prinsip Perubahan Kapasitans: Tekanan mengubah jarak antara plat kapasitor, dengan itu mengubah nilai kapasitans dan mengeluarkan isyarat yang berkadar dengan tekanan.

Prinsip kesan piezoelektrik: Memohon tekanan pada bahan-bahan tertentu akan menjana cas elektrik, yang digunakan untuk pengukuran tekanan tinggi atau dinamik.

4. Mengapa instrumen tekanan begitu kritikal dalam aplikasi perindustrian?

1. Pastikan keselamatan peralatan dan kakitangan
Dalam keadaan tekanan tinggi atau letupan, seperti dandang, reaktor, tangki gas cecair, dan lain-lain, instrumen tekanan boleh memantau status tekanan dalam masa nyata untuk mencegah kemalangan yang disebabkan oleh tekanan yang tidak normal.

2. Pastikan kestabilan proses pengeluaran
Perubahan tekanan secara langsung mempengaruhi parameter proses seperti aliran, suhu, dan pengedap. Kawalan tekanan yang tepat dapat meningkatkan kualiti produk, mengurangkan kerugian dan downtime.

3. Menyedari pemantauan pintar dan kawalan jauh
Dengan bantuan sensor tekanan digital dan teknologi IoT, data boleh dimuat naik ke platform awan secara real time untuk membantu perusahaan dalam mencapai penyelenggaraan ramalan status peralatan dan pengoptimuman pengeluaran.

4. memenuhi keperluan pengawalseliaan dan standard
Dalam bidang permintaan tinggi seperti perubatan, makanan, farmaseutikal, dan penerbangan, parameter tekanan mesti ditentukur dan direkodkan secara teratur untuk memenuhi piawaian pengawalseliaan seperti ISO, FDA, dan GMP.

5. Aplikasi tipikal instrumen tekanan dalam pelbagai industri
1. Petrokimia
Dalam telaga minyak, kilang penapis, dan tumbuhan kimia, pemantauan tekanan berjalan melalui keseluruhan proses dari pemprosesan bahan mentah ke pengangkutan terminal.

2. Rawatan Air dan Bekalan Air dan Sistem Saliran
Instrumen tekanan digunakan untuk memantau tekanan saluran paip, memastikan operasi stesen pam, dan mencegah kebocoran dan beban.

3. Farmaseutikal dan pemprosesan makanan
Keperluan yang tinggi untuk tahap kebersihan memerlukan penggunaan sensor tekanan diafragma anti-karat, mati-mati, dan mudah dibersihkan.

4. Sistem Pemanasan dan Pengudaraan HVAC
Pantau tekanan sistem air panas dan sejuk, sistem stim, dan sistem udara termampat untuk mengoptimumkan penggunaan tenaga dan kecekapan operasi.

5. Industri Automobil dan Penerbangan
Sensor tekanan ketepatan tinggi dan tinggi diperlukan dalam enjin, sistem hidraulik, dan sistem bahan api untuk memastikan operasi yang selamat.

6. Bagaimana memilih alat tekanan yang sesuai?
Dalam proses pemilihan, faktor -faktor berikut perlu dipertimbangkan secara komprehensif:

Julat Pengukuran: Batasan tekanan atas dan bawah harus sederhana untuk mengelakkan instrumen yang bekerja dalam keadaan had untuk masa yang lama.

Tahap Ketepatan: Untuk majlis kawalan ketepatan tinggi, adalah disyorkan untuk memilih instrumen dengan ≤0.5%FS.

Jenis Sederhana: Gas, cecair, menghakis atau medium suhu tinggi akan menjejaskan pemilihan bahan.

Kaedah pemasangan: Pilih kaedah sambungan, flange atau pengapit yang sesuai.

Isyarat Output dan Kaedah Bekalan Kuasa: Sama ada output isyarat elektrik diperlukan, pemadanan voltan bekalan kuasa, dll.

Keadaan alam sekitar: Letupan-bukti, anti-karat, tahap kalis air dan julat suhu operasi.

7. Trend Pembangunan Masa Depan Instrumen Tekanan

1. Digitalisasi dan kecerdasan
Generasi baru instrumen tekanan akan mengintegrasikan mikropemproses, modul komunikasi (seperti Modbus, IO-Link, Hart Protocol) dan fungsi diagnosis diri untuk merealisasikan hubungan data dan pengkomputeran kelebihan dalam senario pembuatan pintar.

2. Reka bentuk tanpa wayar dan kuasa rendah
Sensor tekanan wayarles sesuai untuk pemantauan tekanan di kawasan terpencil atau berbahaya. Digabungkan dengan kuasa bateri atau teknologi pemulihan tenaga, mereka dapat mencapai kerja bebas jangka panjang.

3. Peningkatan Bahan dan Miniaturisasi
Penggunaan aloi berprestasi tinggi, seramik, dan teknologi MEMS membolehkan instrumen tekanan untuk mengekalkan prestasi tinggi di bawah rintangan kakisan, suhu tinggi, dan ruang kecil.

4. Integrasi AI dan Big Data
Pada masa akan datang, data tekanan tidak lagi menjadi parameter tunggal, tetapi "lombong data" untuk penyelenggaraan ramalan, analisis kesalahan, dan pengoptimuman proses.

8. Kesimpulan: Mengapa instrumen tekanan selalu menjadi bahagian penting dalam sistem saraf perindustrian?
Walaupun tekanan tidak dapat dilihat dan tidak ketara, ia adalah pemboleh ubah teras yang tidak boleh diabaikan dalam hampir semua sistem fizikal. Dari usia stim ke kilang -kilang pintar, instrumen tekanan selalu memainkan peranan "ujung saraf" dan menghantar "isyarat kesihatan" operasi sistem secara real time.

Dalam menghadapi transformasi perindustrian dan peningkatan, memilih instrumen tekanan yang sesuai, stabil, dan boleh dipercayai bukan sahaja berkaitan dengan keselamatan peralatan, tetapi juga mempengaruhi kapasiti pengeluaran, kualiti, dan operasi keseluruhan. Sama ada anda seorang jurutera pembelian, penyepadu sistem, pengurus teknikal, atau kakitangan penyelenggaraan peralatan, menguasai prinsip dan logik pemilihan instrumen tekanan akan memberikan jaminan teknikal yang lebih kukuh untuk projek anda.