Apakah Pelbagai Jenis Tolok Tekanan yang Digunakan dalam Industri Hari Ini?

Tolok tekanan adalah antara instrumen pengukuran yang paling banyak digunakan dalam tetapan industri, yang terdapat pada dandang, sistem hidraulik, pemampat, saluran paip dan peralatan makmal yang sama. Walaupun kesemuanya mempunyai tujuan asas yang sama untuk menunjukkan tekanan, mekanisme dalaman berbeza dengan ketara bergantung pada julat tekanan, media yang diukur, dan persekitaran yang mesti ditahan oleh tolok. Memahami perbezaan antara reka bentuk ini membantu jurutera dan juruteknik memilih peralatan yang memberikan bacaan yang tepat dan bertahan dalam keadaan operasi yang akan dihadapinya.

Tolok Tekanan Mekanikal dan Mekanisme Dalamannya

Tolok mekanikal kekal sebagai jenis yang paling biasa di seluruh industri umum kerana ia tidak memerlukan sumber kuasa luaran dan mempunyai sejarah kebolehpercayaan perkhidmatan yang panjang. Tolok ini menukar tekanan kepada pergerakan mekanikal, yang kemudiannya diterjemahkan ke dalam bacaan dail melalui sistem gear dan pautan.

Tolok Tiub Bourdon

Tolok tiub Bourdon ialah reka bentuk tolok tekanan yang paling dikenali, boleh dikenal pasti oleh tiub logam melengkung dan leper yang dililit di dalam bekas. Apabila tekanan memasuki tiub, ia cuba meluruskan, dan pesongan mekanikal yang sedikit ini dipindahkan melalui pautan untuk memutarkan penuding merentasi dail. Tolok tiub Bourdon biasanya digunakan untuk julat tekanan sederhana hingga tinggi, lazimnya dari 15 psi hingga 100,000 psi, dan didapati secara meluas dalam sistem hidraulik, saluran wap, dan aplikasi udara termampat. Had utama mereka adalah mengurangkan ketepatan pada tekanan yang sangat rendah, di mana pesongan tiub menjadi terlalu kecil untuk diukur dengan pasti.

Tolok Diafragma

Tolok diafragma menggunakan cakera nipis dan fleksibel yang berubah bentuk sebagai tindak balas kepada tekanan yang dikenakan. Ubah bentuk ini dikuatkan secara mekanikal dan ditukar kepada pergerakan penunjuk. Oleh kerana diafragma boleh dibuat daripada bahan tahan kakisan dan mengasingkan mekanisme pengukuran daripada media proses, reka bentuk ini diutamakan untuk mengukur tekanan rendah dan untuk aplikasi yang melibatkan bahan likat, seperti buburan, atau sedikit menghakis di mana tiub Bourdon yang sempit mungkin tersumbat atau terdegradasi.

Pengukur Kapsul

Tolok kapsul terdiri daripada dua diafragma beralun yang dikimpal bersama untuk membentuk kapsul tertutup. Konfigurasi ini menghasilkan sensitiviti yang lebih besar daripada satu diafragma, menjadikan tolok kapsul sangat sesuai untuk pengukuran tekanan yang sangat rendah, selalunya dalam julat beberapa inci lajur air sehingga sekitar 25 psi. Ia kerap digunakan dalam sistem pengedaran gas, saluran HVAC dan aplikasi lain di mana perubahan tekanan adalah halus tetapi masih perlu dipantau dengan tepat.

Tolok Belos

Tolok belos menggunakan ruang boleh kembang gaya akordion yang memanjang atau memampat dengan perubahan tekanan. Reka bentuk ini menyediakan kawasan permukaan yang lebih besar untuk tekanan bertindak berbanding dengan diafragma, membolehkan tolok belos mengesan perubahan tekanan yang sangat kecil dengan tepat. Ia biasanya digunakan dalam kawalan pneumatik tekanan rendah dan dalam beberapa aplikasi pengukuran tekanan mutlak di mana sensitiviti tinggi pada tahap daya rendah diperlukan.

Tolok Tekanan Digital dan Elektronik

Memandangkan proses perindustrian semakin bergantung pada pengelogan data dan pemantauan jarak jauh, tolok tekanan elektronik telah menjadi standard dalam banyak kemudahan. Daripada bergantung pada pesongan mekanikal sahaja, tolok ini menggunakan elemen penderiaan yang menukar tekanan kepada isyarat elektrik, yang kemudiannya dipaparkan secara digital atau dihantar ke sistem kawalan.

Transduser Tolok Terikan

Penderia tekanan berasaskan tolok terikan menggunakan unsur logam atau kerajang nipis yang diikat pada diafragma. Apabila diafragma melentur di bawah tekanan, rintangan elektrik tolok terikan berubah secara berkadar, dan perubahan ini diukur dan ditukar kepada bacaan tekanan yang ditentukur. Penderia ini menawarkan ketepatan yang baik merentasi pelbagai tekanan dan lazimnya disepadukan ke dalam sistem kawalan proses di mana isyarat keluaran 4-20mA diperlukan untuk pemantauan berterusan.

Penderia Piezoresistif dan Kapasitif

Penderia piezoresistif menggunakan bahan semikonduktor yang rintangannya berubah di bawah tekanan mekanikal, menawarkan masa tindak balas yang cepat dan kepekaan yang tinggi, yang menjadikannya berguna dalam aplikasi dengan tekanan turun naik yang cepat, seperti ujian enjin atau pengukuran kejutan hidraulik. Penderia kapasitif, sebaliknya, mengukur perubahan dalam kapasiti antara dua plat apabila diafragma bergerak di bawah tekanan, dan dinilai untuk kestabilan dan ketepatannya dalam aplikasi tekanan rendah dan vakum, termasuk pembuatan semikonduktor dan instrumentasi saintifik.

Mengelaskan Tolok mengikut Rujukan Pengukuran

Di luar mekanisme penderiaan dalaman, tolok tekanan juga dikategorikan mengikut titik rujukan yang digunakan untuk mengukur. Pengelasan ini menentukan cara bacaan harus ditafsirkan dan aplikasi yang mana tolok itu sesuai untuknya.

Tolok tekanan pembezaan patut diberi perhatian khusus kerana ia digunakan untuk membuat kesimpulan maklumat secara tidak langsung. Dengan mengukur penurunan tekanan merentasi penapis, plat orifis atau sekatan lain, juruteknik boleh menentukan sama ada penapis memerlukan penggantian atau mengira kadar aliran bendalir tanpa memerlukan meter aliran khusus. Ini menjadikan tolok pembezaan alat diagnostik kos efektif dalam sistem HVAC, loji rawatan air dan persediaan penapisan industri.

Tolok Khas untuk Keadaan Perindustrian yang Menuntut

Tolok mekanikal dan digital standard berfungsi dengan baik dalam keadaan biasa, tetapi beberapa varian khusus wujud untuk menangani keperluan media proses yang keras, getaran atau kebersihan.

Tolok Pengedap Diafragma untuk Media Mengakis atau Likat

Apabila cecair proses menghakis, melelas, atau terdedah kepada menghablur di dalam tiub sempit, pengedap diafragma dipasang di antara proses dan tolok. Pengedap mengasingkan mekanisme dalaman tolok daripada sentuhan langsung dengan media sambil menghantar tekanan melalui cecair isi lengai. Persediaan ini adalah perkara biasa dalam pemprosesan kimia, rawatan air sisa dan pengeluaran makanan di mana pendedahan langsung akan merosakkan tolok atau mencemarkan produk.

Tolok Diisi Gliserin untuk Rintangan Getaran

Dalam persekitaran yang mempunyai getaran yang ketara, seperti berhampiran pam, pemampat atau enjin, tolok kering standard boleh mengalami kekibaran penunjuk dan kehausan pramatang. Tolok berisi cecair, biasanya menggunakan gliserin atau minyak silikon, melembapkan getaran ini dan melindungi komponen dalaman daripada haus pantas, memanjangkan hayat perkhidmatan dan meningkatkan kestabilan bacaan dalam persekitaran yang aktif secara mekanikal.

Tolok Sanitari untuk Makanan, Minuman dan Penggunaan Farmaseutikal

Tolok tekanan sanitari dibina dengan permukaan basah yang licin, bebas celah dan menggunakan penyambung tri-clamp atau flush diafragma yang membolehkan pembersihan dan pensterilan menyeluruh. Tolok ini direka bentuk untuk memenuhi piawaian kebersihan yang diperlukan dalam pemprosesan makanan, pengeluaran tenusu dan pembuatan farmaseutikal, di mana sebarang pembentukan sisa boleh menjejaskan keselamatan produk atau melanggar keperluan kawal selia.

Memilih Tolok yang Tepat untuk Aplikasi Tertentu

Memilih tolok tekanan yang sesuai bermula dengan mengenal pasti tiga faktor utama: julat tekanan yang dijangkakan, sifat media proses dan keadaan persekitaran di sekeliling titik pemasangan. Tolok yang dipilih untuk julat tekanan terlalu jauh melebihi tekanan operasi sebenar akan menghasilkan bacaan yang tidak tepat, kerana kebanyakan tolok adalah paling tepat dalam sepertiga tengah skalanya. Begitu juga, memilih tolok kering standard untuk saluran pelepasan pam bergetar tinggi berkemungkinan akan mengakibatkan penentukuran semula yang kerap atau kegagalan pramatang.

• Untuk sistem udara termampat, hidraulik atau stim am dengan keadaan yang stabil, tolok tiub Bourdon standard biasanya mencukupi dan menjimatkan kos.
• Untuk bahan kimia yang menghakis atau cecair likat, tolok kedap diafragma menghalang media proses daripada merosakkan komponen dalaman.
• Untuk pemantauan pengagihan HVAC atau gas tekanan sangat rendah, tolok kapsul atau belos menawarkan kepekaan yang diperlukan untuk perubahan tekanan kecil.
• Untuk sistem yang memerlukan pengelogan data berterusan atau penggera jauh, tolok elektronik dengan isyarat keluaran boleh dihantar berintegrasi terus ke dalam sistem kawalan sedia ada.
• Untuk pemprosesan makanan, minuman atau farmaseutikal, tolok kebersihan dengan reka bentuk yang boleh dibersihkan dan dipasang pada flush memenuhi keperluan kebersihan dan peraturan.

Akhirnya, tolok tekanan yang betul adalah yang dipadankan dengan tepat dengan persekitaran operasinya dan bukannya pilihan paling canggih atau mahal yang ada. Mengambil masa untuk menilai julat tekanan, keserasian media dan tekanan persekitaran sebelum membeli menghalang masa henti yang mahal, bacaan yang tidak tepat dan penggantian peralatan yang tidak diperlukan.