Odašiljači su važna komponenta sustava automatskog upravljanja. Transmiteri tlaka se uglavnom koriste za mjerenje i kontrolu parametara tlaka u industrijskim procesima, a njihova je primjena široko rasprostranjena u naftnoj, kemijskoj i energetskoj industriji. Postoje mnoge vrste transmitera tlaka, klasificiranih na različite načine prema principima rada i namjeni. Transmiteri tlaka se uglavnom koriste za daljinski prikaz i kontrolu tlaka. Često rade u okruženjima s visokom temperaturom, niskim tlakom, korozijom i vibracijama, što rezultira većom vjerojatnošću kvara. Stoga je istraživanje čimbenika utjecaja i uobičajenih kvarova transmitera tlaka vrlo značajno.
1. Uobičajene vrste transmitera tlaka
Transmiter tlaka je instrument koji može pretvoriti varijable tlaka u standardni izlazni signal. Postoji određeni funkcionalni odnos između varijable tlaka i izlaznog signala. Prema različitim principima rada, transmiteri tlaka mogu se podijeliti u sljedeće vrste:
(1) Piezorezistivni odašiljači. Piezorezistivni transmiteri vrše pritisak na prednju površinu dijafragme, uzrokujući deformaciju. Otpornik s debelim-slojem otisnut je na poleđini dijafragme-osjetnika tlaka, tvoreći Wheatstoneov most. Pod piezootpornim učinkom, most stvara naponski signal koji je izravno proporcionalan pobudnom naponu.
(2) Piezoelektrični odašiljači. Piezoelektrični transmiteri koriste pozitivan piezoelektrični učinak. Ovaj učinak uključuje primjenu vanjske sile na elektrolit, uzrokujući deformaciju. Polarizacija se događa unutar elektrolita, što rezultira pozitivnim i negativnim nabojem na njegove dvije površine. Kada se vanjska sila ukloni, elektrolit se vraća u nenabijeno stanje. Polaritet naboja mijenja se sa smjerom primijenjene sile. Primjena električnog polja u smjeru polariteta elektrolita također uzrokuje deformaciju; ova deformacija nestaje nakon uklanjanja. Ovo je inverzni piezoelektrični učinak.
(3) Transmiteri mjerača naprezanja. Posebna ljepila koriste se za spajanje mjerača naprezanja, čime se stvaraju mehanička naprezanja. Kada se sila na stroju promijeni, mjerači otpora će se također deformirati do određene mjere, utječući tako na vrijednost otpora i mijenjajući napon na otporniku. Međutim, promjena vrijednosti otpora je u ovom slučaju relativno mala. Obično tvore most naprezanja, koji se pojačava instrumentacijskim pojačalom i konačno prenosi u krug obrade za prikaz ili izvođenje.
(4) Kapacitivni odašiljač. Kapacitivni transmiteri se dijele na električne i pneumatske. Standardizirani ulazni signal prvog je istosmjerni signal, a izlazni signal drugog je tlak plina. Dva tlaka mjerenog medija unose se u visokotlačne i niskotlačne komore, djelujući na izolacijske dijafragme s obje strane osjetljivog elementa. Mjerna dijafragma i elektrode na izolacijskim pločama s obje strane čine kondenzator. Kada je tlak na obje strane različit, modul će biti pomaknut, a struja na obje strane bit će različita. Pod djelovanjem osciliranja i podešavanja nastaju strujni, naponski ili digitalni izlazni signali.
2. Princip rada transmitera tlaka
Transmiter tlaka sastoji se od sklopa modula, glave zaslona, senzora senzora tlaka i kućišta. Razlika tlaka iz dviju cijevi za vođenje tlaka djeluje na dijafragmu koju mjeri senzor transmitera. Mjerni element pretvara primljeni signal tlaka u standardni signal struje i napona i šalje signal alarmu, snimaču i regulatoru za sekundarno mjerenje.
3. Uobičajene greške transmitera tlaka
Transmiteri tlaka neizbježno se suočavaju s raznim greškama tijekom uporabe. Mnogi čimbenici mogu utjecati na njih, kao što je curenje tekućine za punjenje između unutarnje pregrade i senzorskog elementa, odstupanja nulte-točke i raspona te nestabilan izlaz, što sve može dovesti do smanjene točnosti ili čak oštećenja. Vremenski uvjeti također utječu na odašiljač; na primjer, udari groma mogu oštetiti strujni krug dijafragme, uzrokujući prekid komunikacije. Vlažna okolina može oštetiti ožičenje. Neodgovarajući odabir raspona može uzrokovati nepovratnu deformaciju senzorskog elementa. U nastavku je opisano nekoliko uobičajenih vrsta grešaka:
(1) Greške strujnog kruga Kada dođe do greške na liniji, računalo prikazuje abnormalne vrijednosti. Otvorite razvodnu kutiju odašiljača i provjerite ima li labavih spojeva, kratkih spojeva ili otvorenih krugova. Rješavanje problema pomoću metoda kao što su mjerenje napajanja, izolacije i otpora.
(2) Smetnje pretvorbe frekvencije. Tijekom ožičenja, različiti signalni vodovi ometaju jedni druge, posebno kada su strujni vodovi i signalni vodovi spojeni u isti vod. Ova smetnja je ozbiljnija i može uzrokovati nemogućnost komunikacije odašiljača ili čak kvar. To se može izbjeći povećanjem udaljenosti između kabela instrumenta i nosača kabela za napajanje.
(3) Greška slavine za tlak. Kvarovi tlačne slavine obično uključuju tri vrste: začepljenje, propuštanje zraka i nakupljanje tekućine. Začepljenje je obično uzrokovano nepravodobnim ispuštanjem ili prljavim/ljepljivim medijem. Propuštanje zraka uzrokuju brojni priključci predajnika,-zaporni ventili i drugi dodaci, povećavajući broj točaka propuštanja. Akumulacija tekućine obično je uzrokovana nepravilnim mjerenjem tlaka plina ili neispravnom ugradnjom slavine za tlak, što utječe na točnost mjerenja.
Greška u prijenosu električnog signala. Nepravilna uporaba ili održavanje transmitera tlaka može lako dovesti do kvarova u prijenosu električnog signala. Na primjer, postavljanje odašiljača blizu uređaja koji se testira radi uštede vremena može uzrokovati preveliku udaljenost prijenosa signala, što može dovesti do smetnji ili slabljenja signala. U takvim slučajevima, površina poprečnog-presjeka kabela trebala bi se povećati prema potrebi.
4. Rješavanje problema s transmiterom tlaka
4.1 Nulti izlazni signal
Kada transmiter tlaka prikazuje nulti tlak, mogu se poduzeti sljedeći koraci: Prvo provjerite postoji li tlak u cjevovodu i je li instrument normalno napajan. Zatim provjerite je li polaritet napajanja obrnut. Na kraju provjerite elektroničku ploču, senzor tlaka i napon napajanja odašiljača.
4.2 Nema reakcije kada se primijeni pritisak
Ako nema reakcije pri primjeni tlaka, provjerite rade li ventili na cijevi za odvod tlaka ispravno, radi li premosni prekidač funkcije zaštite transmitera ispravno, je li cijev za odvod tlaka blokirana, provjerite nultu točku i raspon transmitera i zamijenite senzor tlaka.
4.3 Odstupanje očitanja varijable tlaka
Kada transmiter tlaka prikaže očitanje tlaka koje je znatno više ili niže od normalnog, prvo provjerite postoji li curenje u cijevi za slavinu tlaka. Zatim provjerite ventile na tlačnoj cijevi i fino-podesite senzor. Ako se problem nastavi, zamijenite osjetnik tlaka.
4.4 Nestabilna očitanja varijable tlaka
Ovaj se problem može riješiti izoliranjem vanjskih izvora smetnji, provjerom curenja u-cijevi koja vodi tlak, provjerom krhotina u cjevovodu, pregledom dijafragme na znakove istrošenosti ili deformacije i provjerom glave membrane-osjetnika tlaka.
5. Zaključak
Senzori tlaka imaju široku primjenu. Bilo domaći ili uvezeni, tijekom uporabe mogu se pojaviti različiti kvarovi zbog radnog okruženja, nepravilnog rada ili inherentnih razloga. Stoga, ne samo da moramo raditi u skladu sa standardnim specifikacijama u priručniku s uputama, već i savladati ispravnu dijagnostiku kvarova, održavanje i popravak znanja kako bismo osigurali vijek trajanja i točnost mjerenja senzora tlaka.
