Датчик разряжения: как работает, где и как используется

Преобразователь давления — измерительный прибор, предназначенный для непрерывного измерения давления различных сред и последующего преобразования измеренного значения в унифицированный выходной сигнал по току или напряжению.

Преобразователи давления часто называют датчиками давления. Давление определяется как единица силы создаваемая на единицу площади поверхности. В системе СИ единицей измерения давления является Паскаль (Па).

Один Паскаль равен силе в один Ньютон, приложенной на площадь в один квадратный метр (Па = Н / м²).

В зависимости от вида измеряемого давления, преобразователи давления делятся на несколько видов.

Преобразователи избыточного давления

Рисунок 1 — Датчик давления общепромышленный PTE5000

Данные преобразователи измеряют давление, создаваемое какой-либо средой относительно атмосферного давления. Этот тип преобразователей давления является самым распространенным и применяется практически во всех отраслях промышленности: ЖКХ, энергетика, водоподготовка, водоочистка, системы отопления, кондиционирования и вентиляции, пищевая промышленность, химия и др.

Для измерения избыточного давления воды, пара, нейтральных жидкостей и газов ООО «КИП-Сервис» предлагает датчик давления общепромышленного назначения PTE5000.

Данные датчики широко применяются российскими предприятиями для измерения давления воды в системах котельной автоматики, системах водоснабжения и водоотведения, ЖКХ и других системах, где на первом плане стоит невысокая стоимость оборудования.

Преобразователи абсолютного давления

Рисунок 2 — Датчик давления общепромышленный CER-1

Данные преобразователи измеряют давление, создаваемое какой—либо средой относительно абсолютного разряжения (вакуума). Эти датчики давления не так широко распространены, и используются в основном в химической промышленности.
В ассортименте датчиков ООО «КИП-Сервис» преобразователи абсолютного давления представлены серией преобразователей давления CER-8000 и CER-2000 голландской фирмы KLAY-INSTRUMENTS BV, выполненные в корпусе из нержавеющей стали, что актуально именно для химической промышленности. Следует отметить, что данные серии датчиков давления, в зависимости от модификации, могут применяться для измерения и других видов давления.

Преобразователи вакууметрического давления (разряжения)

Рисунок 3 — Преобразователь абсолютного давления. Датчики Klay.

Эти датчики измеряют уровень разряжения (вакуума) относительно атмосферного давления. На сегодняшний день вакуумные процессы находят широкое применение в таких отраслях, как пищевая промышленность (вакуумная упаковка, вакуумный транспорт), металлургическая промышленность и производство РТИ (литье под вакуумом), автомобилестроение и др.

Преобразователи гидростатического давления (гидростатические уровнемеры)

Данные преобразователи представляют собой разновидность датчиков избыточного давления, в том случае, когда последние применяются для измерения гидростатического уровня жидкостей.

Преобразователь фактически измеряет давление столба жидкости над ним.

Для применения в водоканалах и системах водоочистки в номенклатуре ООО «КИП-Сервис» представлены погружные гидростатические датчики уровня Hydrobar производства фирмы KLAY-INSTRUMENTS BV.

Как было сказано выше, единицей измерения давления в системе СИ является «Паскаль» (Па).

На практике в промышленности широко применяются и другие единицы измерения, кроме «Па» наиболее распространенными являются «bar» (бар), «м.в.с.

» (метр водяного столба) и «кгс/см²» (килограмм-сила на сантиметр квадратный), а также производные этих единиц: «мбар» (миллибар), «кПа» (килопаскаль), «МПа» (мегапаскаль).

Таблица перевода популярных единиц измерения давления

Единицы Па кПа МПа кгс/см² мм рт.ст. мм вод.ст. бар

1 Па	1	10–3	10–6	10,197 16 х 10–6	0,007 500 62	0,101 971 6	0,000 01
1 кПа	1 000	1	10–3	0,010 197 16	7,500 62	101,971 6	0,01
1 МПа	1 000 000	1 000	1	10,197 16	7 500,62	101 971,6	10
1 кгс/м2	9,806 65	9,806 65 х 10–3	9,806 65 х 10–6	0,000 1	0,073 555 9	1	98,066 5 х 10–6
1 кгс/см2	98 066,5	98,066 5	0,098 066 5	1	735,559	10 000	0,980 665
1 мм рт.ст. (при 0 °C)	133,322 4	0,133 322 4	0,000 133 322 4	0,001 359 51	1	13,595 1	0,001 332 24
1 мм вод.ст. (при 0 °C)	9,806 65	9,807 750 х 10–3	9,806 65 х 10–6	0,000 1	0,073 555 9	1	98,066 5 х 10–6
1 бар	100 000	100	0,1	1,019 716	750,062	10 197,16	1

Конструкция преобразователей давления

Рисунок 4 — Схема конструкции преобразователей давления

На рисунке снизу приведена общая схема конструкции преобразователей давления. В зависимости от типа датчика, производителя прибора и особенностей применения, конструкция может меняться. Данная схема предназначена для ознакомления с основными элементами типового измерительного преобразователя давления.

1. Кабельный ввод: Эта часть преобразователя давления используется для герметичного ввода электрического кабеля в датчик. Как правило, используется сальниковый ввод типа PG9, но встречаются и другие варианты подсоединения (например PG16, M20x1,5).
2. Клеммы: Клеммы необходимы для физического подключения электрических проводов к датчику. На сегодняшний день подавляющее большинство преобразователей давления используют 2-проводную схему подключения с выходным сигналом 4…20 мА.
3. Плата питания / искорзащиты: Данная плата осуществляет распределение электрической энергии между электронными компонентами датчика. У преобразователей во взрывобезопасном исполнении на данной плате реализуется функция искрозащиты. У недорогих датчиков давления (например, PTE5000), как правило, плата питания и преобразовательная плата совмещены.
4. Корпус электроники: Часть датчика давления, в которой расположены плата питания и преобразовательная плата. У преобразователей низкой ценовой категории (WIKA, BD Sensors) корпус электроники и корпус собственно датчика представляют одно целое. Наличие отдельного корпуса для электроники характерно только для высококачественных преобразователей давления (например KLAY-INSTRUMETNS, EMERSON, VALCOM, YOKOGAWA).
5. Преобразовательная плата: Это одна из самых важных частей преобразователей давления. Данная плата осуществляет преобразование сигнала от первичного сенсора в унифицированный электрический сигнал по току или по напряжению.
6. Корпус датчика: Основная механическая часть, представляющая собой собственно тело преобразователя.
7. Провода и атмосферная трубка: Провода, как правило, представляют собой кабельный шлейф, соединяющий выводы сенсора и преобразовательную плату. Атмосферная трубка используется в датчиках избыточного и вакууметрического давления для осуществления связи чувствительного элемента (сенсора давления) с атмосферным давлением.
8. Технологическое соединение: Эта часть преобразователей давления используется для физического подключения датчика к процессу (к трубопроводу, емкости, аппарату). Наиболее распространенным соединением является резьбовое манометрическое подсоединение G1/2″ по стандарту DIN 16288 и резьба М20х1,5. Также широко встречаются соединения G1/4″, G1″, фланцевые соединения. В пищевой промышленности распространены специальные санитарные соединения, например молочная гайка DIN 11851, DRD-фланец, хомуты Tri-clamp. В ассортименте ООО «КИП-Сервис» есть специальные преобразователи давления для применения в пищевой (молочной, пивоваренной) промышленности. Это приборы производства KLAY-INSTRUMENTS BV — датчики давления серии 8000-SAN и интеллектуальные датчики давления серии 2000-SAN, которые полностью удовлетворяют всем требованиям пищевой промышленности по гигиене, точности измерений и температурным режимам. Рисунок 5 — Технологические соединения
9. Сенсор давления (первичный преобразователь): Сенсор давления — один из ключевых элементов любого преобразователя давления. Данный элемент непосредственно осуществляет преобразование действующего на него давления в электрический сигнал, который потом унифицируется на преобразовательной плате. На сегодняшний день существует несколько способов преобразования давления в электрический сигнал. В промышленности применяются индуктивный, емкостной и тензорезистивный методы преобразования. Самым распространенным является тензорезистивный. Данный метод основан на явлении тензоэффекта в металлах и полупроводниках. Тензорезисторы соединенные в мостовую схему (мост Уитстона) под действием давления изменяют свое сопротивление, что приводит к разбалансу моста. Разбаланс прямо пропорционально зависит от степени деформации резисторов и, следовательно, от приложенного давления. Рисунок 6 — Мост Уитстона

На рынке существует 4 основных типа сенсоров, основанных на тензорезистивном методе преобразования, которые используют все существующие производители преобразователей давления. Рассмотрим каждый тип отдельно.

Типы сенсоров

1. Толстопленочные сенсоры на металлической/керамической мембране

Толстопленочный сенсор на металлической/керамической мембране

Данный тип тензорезистивных сенсоров является самых дешевым, и, как следствие, широко используется для производства недорогих преобразователей давления неагрессивных сред (вода, воздух, пар).

Толстопленочные сенсоры обладают следующими особенностями:

• Самое недорогое решение;
• Низкая точность — 0,5% или 1%;
• Измерение только высокого давления — от 1 бар и выше;
• Низкий запас по перегрузке, не более 2-кратной;
• Отсутствие термокомпенсации.

2. Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране

Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране

Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране были разработаны специально для применения в составе преобразователей высокого (более 100 бар) давления. Они обеспечивают хорошую линейность и повторяемость при работе с высокими значениями давления.

Особенности тонкопленочных сенсоров:

• Применяются только для высоких давлений — от 6 бар;
• Точность — не более 0,25%;
• Низкий запас по перегрузке, не более 2-х, иногда 4-кратной;
• Отсутствие термокомпенсации.

3. Керамические тензорезистивные сенсоры

Керамические тензорезистивные сенсоры

Данный вид сенсоров используется для высокоточного измерения давления сред, не агрессивных к материалу керамики (как правило Al2O3), кроме пищевых продуктов (т. к. необходимо использование уплотнителя сенсора) и вязких сред. Данный тип сенсоров используют практически все ведущие производители преобразователей давления.

Особенности:

• Применяются для измерения как низкого так и высокого давления;
• Высокая точность — до 0,1%;
• Средняя устойчивость к перегрузкам;
• Шероховатая поверхность (нежелателен контакт с пищевыми средами).

4. Кремниевые тензорезистивные сенсоры

Кремниевые тензорезистивные сенсоры

Кремниевые тензорезистивные сенсоры широко применяются всеми ведущими производителями преобразователей давления в сочетании с защитной разделительной мембраной из нержавеющей стали (или других химически стойких сплавов) для высокоточного измерения давления различных сред.
Использование сварной разделительной мембраны из нерж. стали позволяет применять данный тип сенсоров в пищевой промышленности и для вязких сред.

Особенности:

• Применяются для измерения как низкого, так и высокого давления;
• Высокая точность — до 0,1%;
• Высокая устойчивость к перегрузкам.

Руководитель отдела маркетинга ООО «КИП-Сервис»Стариков И.И.

• Датчики давления. Правила выбора

Диагностика пьезо датчиком разряжения disco ( motor-master.ru ) — DRIVE2

• У вакуумного пьезодатчика и обычного вакуумного разный принцип измерения.Вакуумный измеряет вакуум,
• а пьезодатчик измеряет скорость изменения вакуума.

Проблема адекватности использования вакуумного пьезо датчика под вопросом…

«Работа на ХХ. Видно, что быстродействия у датчика разряжения вполне хватает, просто он лишнего не показывает, того, чего нет.

А показывает то, что есть на самом деле.»

Работа на ХХ. Видно, что быстродействия у датчика разряжения вполне хватает, просто он лишнего не показывает, того, чего нет. А показывает то, что есть на самом деле.

И еще для примера (от Владимир ВВ)

Гнат сделал вывод о лучшем быстродействии, сравнивая сигналы пьезодатчика и вакуумного и видя, что вершинки (впадины) пьезо находятся чуть раньше вершинок (впадинок) вакуумного датчика. Но это ложный вывод. На самом деле быстродействие нисколько не лучше. Потому что пьезодатчик совсем не то измеряет. Наибольшая скорость изменения вакуума — в точке А — вот тут и оказалась впадина сигнала пьезо, а на самом деле максимальный вакуум в точке Б, но пьезодатчик величину вакуума не определяет. А в точке Б скорость изменения вакуума просто меньше, чем в точке Б, вот и получаем расхождение в пиках между вакуумным и пьезодатчиком. На картинке красным — показания вакуумного датчика, зелёным — пьезо. Здесь я делал колебания вакуума ртом. Одна клетка — 100мс.

.Будем пользоваться пьезо… то, что есть… от Мотор-Мастера !…

Итак, Осциллограф DiSco2 (DiSco 3.2 Pro)

Таким я уже пробовал пользоваться:

— Вариант диагностирования системы зажигания представлен ранее…

— Попытка проверить форсунки… ..

1. Интересно попробовать бы (может кто использовал?): Датчик разряжения
2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Ссылки для ознакомления:

ФОРУМ мотор мастерhttp ://club.motor-master.ru/viewtopic.php?f=158&t=8919

От Диамага… … И форум.Интересный момент, сравнение пьезо датчика со штатным датчиком разряжения!Диагностика двигателя по пульсациям разрежения во впускном коллекторе (injectorservice.com.ua)

Методика проведения оценки состояния клапанного механизма по пульсациям разрежения во впускном коллекторе работающего двигателя. (Гнат)

Теория Гната (в картинках)http ://club.motor-master.ru/viewtopic.php?t=144

Теория Гната (в картинках)

Теория Гната (в картинках)

Теория Гната (в картинках)

• …Материал…, то же самое
• Что позволяет вычислить:— взаимное положение коленчатого и распределительных валов,— состояние уплотнений цилиндро-поршневой группы,— по градусной шкале определить некоторые фазы работы ГРМ,— соответствие взаимному положению задающего зубчатого диска и датчика положения коленчатого вала,
• — методика диагностики по датчику разрежения позволяет измерять и сравнивать моменты начала открытия впускных клапанов и моменты конца закрытия выпускных клапанов двигателя, определять продолжительность фазы перекрытия клапанов для каждого цилиндра двигателя.
• Куда его возможно подключить к за дроссельному пространству:

1. К вводу вентиляции картера.2. К вводу вентиляции адсорбера3. К вводу EGR (теоретически)

4. К вводу усилителя тормозов.

5. К дополнительно установленному вводу (требуется переделки)

…Надо изучать и познавать… Продолжение следует……На форуме Мотор-Мастер:

Полный размер

Один из реальных вариантов измерений датчиком разряжения. Suzuki Liana.

…первая моя попытка, пока приблизительно, почему то сильные колебания, … как выяснилось, надо регулировать запорную иглу на датчике и размещать его как можно ближе к коллектору.

Примеры для двигателей 107 и 106 л. с. :

Так же размышления о тесте Шульгина…

Работа с датчиком разряжения DIAMAG 1

Назначение

Датчик разрежения предназначен для получения осциллограммы, отражающей изменение разрежения во впускном коллекторе бензинового двигателя, по характерным точкам и участкам которой, определяется ряд параметров:

• взаимное положение коленчатого и распределительных валов,
• состояние уплотнений цилиндро-поршневой группы,
• по градусной шкале определить некоторые фазы работы ГРМ,
• соответствие взаимному положению задающего зубчатого диска и датчика положения коленчатого вала,
• методика диагностики по датчику разрежения позволяет измерять и сравнивать моменты начала открытия впускных клапанов и моменты конца закрытия выпускных клапанов двигателя, определять продолжительность фазы перекрытия клапанов для каждого цилиндра двигателя.

• Порядок работы
• Для проведения диагностики состояния механики двигателя по графику пульсаций разрежения во впускном коллекторе, необходимо:
• — подключить датчик разрежения к впускному коллектору бензинового двигателя, прогретогои работающего в режиме холостого хода без нагрузки,
• — подключить сигнальный кабель к входу осциллографа,

— Форма сигнала с датчика зависит от длины трубки которой он подключен в прускному коллектору. Чем длинне трубка тем сигнал более сглаженный и наоборот.

применение более короткого соединительного вакуумного патрубка приводит к повышению «детальности» получаемого графика. Это происходит потому, что короткий патрубок оказывает меньший эффект подавления высокочастотных колебаний газов, нежели длинный.

Замена соединительного патрубка на более длинный, приводит не только к изменению формы графика пульсаций разрежения во впускном коллекторе, но может привести ещё и к смещению положения на графике точек пересечения передних фронтов графика с нулевой линией графика.

Из-за этого, погрешность совпадения этих точек с моментами, когда поршни двигателя находятся в положении ВМТ 360°, увеличивается. В некоторых случаях может так же наблюдаться смещение характерных точек, указывающих на начало и конец фазы перекрытия клапанов.

» Ориентировочная длина трубки 2 см. На разных авто длина может отличатся.

Суть методики диагностики, по пульсациям разрежения во впускном коллекторе, заключается в следующем:

Выпуск отработавших газов из цилиндра четырёхтактного двигателя осуществляется через канал открытого выпускного клапана, соединяющего внутренний объёмом цилиндра с выпускным коллектором двигателя.  Поршень, движущийся вверх (к головке блокацилиндров) выталкивает отработанные газы из цилиндра в выпускной коллектор двигателя.

Поступление новой порции топливовоздушной смеси в цилиндр четырёхтактного двигателяосуществляется через канал  открытого впускного клапана, соединяющего внутренний объём впускного коллектора двигателя с внутренним объёмом цилиндра.

Перетекание топливовоздушной смеси из впускного коллектора в цилиндр происходит за счёт разрежения создаваемого движущимся вниз (от головки блока цилиндров) поршнем.  

Для многих двигателей, фаза впуска топливовоздушной смеси начинается ещё до того, какзакончится фаза выпуска отработавших газов. То есть, кратковременно, оба клапана одного итого же цилиндра – выпускной и впускной  находятся в приоткрытом состоянии.

Временной промежуток между моментом открытия впускного клапана и моментом закрытия выпускного клапана называется фазой перекрытия клапанов. Начало и конец  перекрытия клапанов отражаются на графике пульсаций разрежения во впускном коллекторе в виде характерных точек и участков графика.

Данная методика основана на их обнаружении и измеренииих взаимного положения.

Ограничения   

Методика оценки состояния клапанного механизма двигателя по пульсациям разрежения во впускном коллекторе работающего двигателя предполагает, что впускной клапан диагностируемого двигателя открывается раньше, чем закрывается выпускной клапан. Так же предполагается, что диагностируемый двигатель не оснащён турбонаддувом или компрессором.

   Датчик не должен касаться частей двигателя, в противном случае возможно появление «микрофонного эффекта» проявляющегося «шумами» на осциллограмме.  Данная методика в основном предназначана для 4х цилиндровых двигателей. На шести и более цилиндрах анализ затруднен.

Хотя есть 6-цилиндровые двигатели с которых получалось снять нормальную осциллограму датчиком разряжения, как правило у них был короткий и «прямой».  впускной коллектор.

ПО для работы с датчиком разряжения (описание для DIAMAG 1 для DIAMAG 2 все аналогично)

ПО представляет собой Рамку,  накладываемую на осциллограмму, полученную с Датчика разрежения подключенного к впускному коллектору ДВС и синхронизированную импульсом зажигания первого цилиндра. Включается нажатием кнопки «Рамка/Линейка датчика разряжения» на панели управления Самописцем.

1. Следует обратить внимание, что осциллограмма Датчика разрежения противоположна порядку работы цилиндров. Например на указанной осциллограмме:- Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2- По Датчику разрежения он: 4-2-1-3
2. Зона перекрытия клапанов
3. Ширина этих двух полос в градусах и есть, так называемая, Зона перекрытия клапанов.  

Информацию о Зоне перекрытия клапанов можно получить и при использовании Датчика давления в цилиндре, но методика с использованием Датчика разрежения даёт более точную информацию о начале открытия впускного клапана и закрытии выпускного. Кроме этого осциллограмма снятая с качественного датчика давления даёт и много дополнительной информации о состоянии механизма газораспределения, которую нельзя получить другими методами.- Голубая полоса символизирует зону опережения открытия впускного клапана до ВМТ — Розовая полоса символизирует зону запаздывания закрытия выпускного клапана после ВМТ  Щелкаем правой кнопкой мыши на шапке Рамки и в выпадающем меню выбираем интересующую нас настройку. Щелкнув по настройке получаем визуальное отображение зоны перекрытия клапанов по которой и судим о правильности установки фаз газораспределения, клапанных зазорах и т.д.

Если коленчатый вал двигателя вращается не равномерно, то скорее всего точки пересечения графика с нулевой линией не совпадут с соответствующими линиями рамки. Для этого случая в ПО начиная с версии 4.9.2 реализована дополнительная настройка рамки — теперь можно вручную двигать её оси, подстраивая её.

Внимание!Рамка датчка разряжения реализована в ПО начиная с версии 4.6.

Датчики разряжения в автомобильных двигателях

Датчик разрежения используются для того чтобы производить замеры вакуума и его давления. Замеры можно производить как в агрессивных средах, жидких и газообразных. Вакууметрическое давление непрерывно преобразовывается в электрические сигналы, преобразование происходит при температуре от −54°C до + 350°C.

На мембрану датчика воздействуют преобразователи, измеряется именно разность давлений. В данных устройствах задействуется курант датчика разряжения, который проводит преобразование давления.

Преобразование давления контролируемой среды происходит относительно атмосферного давления.

Для того чтобы производить преобразование существует специальный вход в виде штуцера, либо отверстия, которое позволяет связывать контролируемую среду с атмосферным давлением.

На каких ДВС используется

Поскольку каждый двигатель имеет свои индивидуальные особенности, начиная от разного содержания вакуума во впускных коллекторах и заканчивая расхождением в объемах, а также количество цилиндров, с помощью встроенного краника можно произвести настройку датчика на работу с каждым типом двигателя.

Одним из главных преимуществ такого прибора является его увеличенный диапазон работы, а также наибольшая чувствительность. Для того чтобы воздух смог пульсировать во впускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания, был применен пьезоэлемент. Таким образом, согласующие и усиливающие электронные компоненты, могли уже не использоваться.

Причем пьезолемент отличается тем, что может с высокой скоростью отслеживать процессы.

Обычные датчики не способны на такие функции, поскольку пьезоэлемент не искажает сигнал, а с обычными устройствами возникает проблема с тем, что они очень долго восстанавливают нулевую фазу. Из-за того, что простые приборы не успевают восстановить свое исходное положение, то данные о впускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания отображаются неверно на осциллограмме.

Главные задачи датчика

Конечно же одной из ключевых задач устройства является отображение данных состояния газораспределительного механизма, но это не все его функциональные особенности.

Помимо того, что он производит замеры пульсаций во впускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания, он также замеряет пульсации выхлопных и картерных газов. Благодаря этому отображается полный анализ данных о том, в каком состоянии на данный момент находится цилиндропоршневая группа.

Поэтому такие проблемы, как пропуски воспламенения в цилиндрах становятся не страшны, поскольку, благодаря полученным данным неисправности можно легко определить.

На данный момент на российском рынке датчик разряжения с пьезоэлементом является уникальным и не имеет даже аналогов, которые смогли бы реализовать настолько точную диагностику. Диагностика строится в виде диаграмм, где отображается положение верхней и нижней точки цилиндров.

Преимущества использования датчика разрежения

Одними из самых главных достоинств использования данного устройства по сравнению с предыдущими аналогами являются:

• наивысшее реагирование на изменения показателей разряжения во впускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания;
• при необходимости всегда можно отрегулировать его чувствительность;
• датчик можно подключить, не задействуя напряжение питания, а также без электричества;
• благодаря удобной конструкции и использованию пьезоэлемента, стоимость существенно сокращается.

Преимущество использования датчика разрежения в том, что для его использования нет необходимости использовать конкретную модель осциллографа, поскольку он универсальный, то подойдет любая. В комплект к устройству предоставляется кабель питания и экранированный кабель разъема BNC, с разъемным корпусом датчика.

Для чего необходимо использовать прибор

Использование данного устройства заключается в проведении диагностики двигателя по графику пульсации.

Перед пользователем предоставляется осциллограмма, где указаны конкретные точки, с помощью которых определяется состояние цилиндропоршневой группы, где на данный момент находится распредвал и коленвал, определение фаз газораспределительного механизма, правильно ли установлено положение зубчатого диска и ДП коленвала. Причем диагностику для открытия и закрытия впускных клапанов есть возможно производить отдельно на каждый цилиндр.

Как проводить диагностику

Для того чтобы выполнить диагностику двигателя внутреннего сгорания, датчик разряжения подсоединяется к впускному коллектору, когда двигатель внутреннего сгорания работает без нагрузки в холостую и находится в нормальном температурном режиме. После этого устройство подсоединяем к осциллографу, настраиваем его чувствительность, используя специальный регулировочный винт.

Таким образом, датчик показывает наглядно на рисунке работу поршня, когда он двигается вверх, то отработанные газы выталкиваются.

Видео по теме

Датчики разряжения и их использование на производстве

Современная промышленность требует измерений и контроля. Без таких измерений невозможно поддерживать работоспособность оборудования и контролировать его износ.

Датчики давления или по другому датчики разряжения, как раз относятся к таким приборам.

Датчики давления переносят в цифровую среду физические показатели или по другому — показатели окружающей среды. Датчики давления позволяют измерять показатели окружающей среды, а значит теперь за ней (за средой) можно наблюдать, её можно сравнивать. Именно поэтому датчики нашли свое применение в производстве.

Датчики разряжения на производстве

Очень сложно найти производство, в котором не были бы применены датчики. Например, очень часто их используют в пищевой, машиностроительной, энергетической и химической промышленности.

Все датчики можно поделить на две большие группы:

• датчики абсолютного давления;
• датчики относительного давления;
• датчики дифференциального давления;

В датчиках абсолютного давления за базовый ноль берется вакуум. Вакуум представляет для датчика нулевое давление. Такие приборы часто можно встретить на пищевых фабриках, химических производствах и в фармацевтике. Именно в этих областях чаще всего нужно измерять давление отталкиваясь от абсолютного давления. Обычно такое давление редко переваливает за 60 бар.

Если же брать датчики относительного давления, то основная сфера применения — водоснабжение. В емкостях и трубах измерят показатели в относительном давлении.

И третий вид данных приборов — датчики дифференциального давления. Они обладают двумя входами и при измерении идет сравнение давления между двумя входами. Эта разница давлений формирует положительное или отрицательное число.

Есть датчики проще, которые измеряют давление только в одном определенном направлении. Основное направление их применения — следить за загрязненностью фильтров. Фильтры обычно очищают газы или жидкость.

Датчики также могут измерять уровень жидкости.

Продажа датчиков разряжения в России

На Российском рынке представлено много таких устройств, но среди них есть отличные экземпляры. Например устройства от НПП «ПРОМА». Датчики данного производителя отличаются:

• улучшенные технические и метрологические характеристики;
• большим функционалом;
• удобное подключение прибора через штуцер. С помощью него можно напрямую подсоединиться к трубопроводу;
• красивое внешнее исполнение прибора;

Как и было написано выше, без датчиков давления редко обходится какое либо производство. Главное, нужно помнить, что датчик давления должен быть качественный! Тогда он прослужит вам долгую службу.

Не нужно гнаться за ценой, дабы сэкономить копейки, но потерять больше при его неправильной работе или поломке. Почитайте отзывы, спросите у опытных инженеров на производстве.

А мы вам советуем, заглянуть на сайт магазина автоматики.

Удачного выбора!

Дата: 2018-11-26 перейти в раздел статей

Виды датчиков для контроля давления и область их использования

Такие приборы представляют собой измерительные устройства с чувствительными элементами, изменяющими физические параметры в зависимости от давления окружающей среды.

В отличие от манометров, которые только измеряют давление и демонстрируют показания на шкале, датчики еще и преобразуют полученную величину в унифицированный сигнал или цифровой код, который передается по сети технической системы и используется для регулирования всего процесса.

Таким образом, в датчиках обязательно предусматривают не только приемник давления (чувствительный элемент), а и устройства вывода информационного сигнала. И все места стыков и соединений защищаются герметичными соединениями.

Классификация

Датчики давления классифицируют по нескольким признакам. Первый из них — измеряемая характеристика:

• Абсолютное давление — показатель в измеряемой среде относительно абсолютного нуля (вакуума).
• Избыточное давление — уровень увеличения давления в среде относительно барометрического (в земной атмосфере).
• Разрежения — степень уменьшения давления относительно барометрического.
• Давления/разрежения: можно измерять как увеличение, так и уменьшение относительно показателей атмосферного давления.
• Разности давлений (дифференциальные): замеряют, насколько различаются показатели в двух разных средах или в 2 удаленных точках процесса.
• Гидростатического: измеряют разность между полным и динамическим давлением, используются для трубопроводов.

Еще одна классификация — по методу измерения давления:

• Высота жидкости в колонне. По такому принципу работают манометры с откалиброванной шкалой, заполненные водой или ртутью. Водные считаются более чувствительными и точными.
• Упругая деформация. Метод основан на таком соответствии: степень деформации упругого материала прямо пропорциональна прикладываемому усилию (давлению).
• Электрические методы. По такому принципу работают тензодатчики: изменение размера сказывается на электрическом сопротивлении проводника.

В зависимости от всех этих характеристик выделяют следующие типы датчиков:

1. Упругие датчики зачастую используются для измерения давления жидкости. Представляют собой прибор с жидкостью в отсеке с одной упругой стенкой. эта эластичная “мембрана” отклоняется при изменении показаний, и на основании этих отклонений высчитывается величина. Такие приборы чувствительные и хрупкие, сбиваются при воздействии вибраций.
2. Трубки Бурдона: внутрь трубки подается давление, что вызывает ее упругую деформацию (эллипс или овал в сечении стремится принять форму круга, а свободный конец трубки перемещается). Чаще всего по такому принципу работают манометры со стрелочным циферблатом. Это — портативные модели, нетребовательные в обслуживании, но работающие с низкой точностью и подходящие только для статических измерений.
3. Сильфоны: устройства цилиндрической формы со складками, деформируются при сжатии и расширении. Такие приборы подключаются к переключателям и могут использоваться только при давлениях ниже 200 Па.
4. Мембраны и диафрагмы представляют собой резиновые, металлические, пластиковые или кожаные диски. Отличаются чувствительностью к резким изменениям давления, а также подходят для измерения низких величин, менее 2-7Па. Также могут применяться в агрессивных средах.
5. Электрические датчики устанавливаются наравне с упругими, увеличивая точность измерения и обеспечивая передачу электрического сигнала на контрольный пункт.
6. Емкостные, состоящие из параллельных пластин-конденсаторов, соединенных с металлической диафрагмой. также в конструкции есть электроды, запитанные от высокочастотного генератора. Подходят для измерения в пределах 2,5-70 МПа.
7. Индуктивные, с ферромагнитным сердечником, обмотками и упругим элементом. Сердечник перемещается при изменении давления, и напряжение между обмотками тоже меняется. В зависимости от степени калибровки напряжения и типа упругого элемента диапазон измеряемых значений может колебаться в пределах 250Па — 70 МПа.
8. С магнетосопротивлением. Представляют собой конструкцию с ферромагнитным сердечником, пластиной и гибким элементов. При их перемещении изменяется магнитный поток цепи. Чувствительность измерений в этом случае составляет 0,35 МПа.
9. Пьезоэлектрические с датчиком-кристаллом, который формирует электрический заряд в тот момент, когда воспринимает давление. Есть прямая зависимость между изменением этих величин, поэтому устройство получается чувствительное, с быстрым срабатыванием (низким временем отклика). Чувствительность в этом случае тоже на уровне, в пределах 0,1МПа, а верхний предел измерений — 100 МПа.
10. Потенциометрические оснащаются рычагом, прикрепленным к упругому датчику. Когда упругий элемент деформируется, рычаг перемещается по потенциометру, и тем самым обеспечивается измерение сопротивления. Такие датчики работают с низкой чувствительностью и не подходят для постоянного использования в ответственных процессах.
11. Тензометрический: изменения давления определяются путем расчета колебаний сопротивления мостовой схемы Уитстона. Чувствительность датчиков остается высокой только в случае стабильной температуры процессов. Диапазон измерений — до 1400 МПа с чувствительностью 1,4-3.5 МПа.
12. Вибрационные (с виброэлементом). В этом случае измеряются изменения резонансной частоты вибрирующих элементов, а сам датчик расположен в изолированном цилиндре под вакуумом. Такие устройства подходят для измерения стабильных величин без резких скачков и практически не подвержены воздействию температур. Допустимый диапазон измерений — до 0,3 МПа.
13. Дифференциального давления: измеряется разность давления, и эта величина преобразуется в передаваемый сигнал. Используется в паре с емкостным элементом или с диафрагмой, считается минимально инвазивным. Чувствительность измерений и их диапазон зависит от того, какие именно электрические и упругие элементы используются в конструкции. Чаще всего такие устройства используются для измерения перепадов величин.
14. Вакуумные или вакуумметры работают при давлении ниже атмосферного, в вакууме или при чрезвычайно низких величинах.
15. Тепловые, работают по принципу вакуумметров, когда газовая теплопроводность изменяется из-за давления. Принцип используемый в данном типе датчиков заключается в изменении газовой теплопроводности под действием давления. Такие чувствительные элементы работают только при низких давлениях.
16. Приборы ионизации могут быть с горячим либо с холодным катодом (отличаются по принципу испускания электронов). Такие устройства считаются очень чувствительными и подходят для измерения дробных долей.

Также выпускаются приборы с разной степенью чувствительности. Некоторые работают с минимальной погрешностью, но требуют больше времени для проведения измерений. Их целесообразно использовать там, где показатели давления в системе стабильны. Если же эта величина сильно изменяется за короткий промежуток времени, то решают “пожертвовать” точностью в пользу скорости проведения измерений.

Области применения

Датчики давления как устройства, преобразующие измеряемую величину в унифицированный цифровой сигнал, могут использоваться в сфере ЖКХ, на производстве (химическом, пищевом, нефтехимическом, в машиностроении, металлургии, судостроении, энергетике) и для проведения лабораторных экспериментов.

В жилищно-коммунальных хозяйствах и в быту такие устройства монтируются в системы теплового учета и автоматического контроля инженерных сетей. Большинство моделей универсальны и рассчитаны на использование в жидких, газообразных и химически агрессивных средах.

В системах контроля за технологическими процессами (в фильтрах, насосах, открытых и закрытых емкостях) часто используются датчики дифференциального давления, а приборы, измеряющие разность давления, широко применяются на предприятиях энергетической отрасли.

Критерии выбора

При подборе подходящего устройства обязательно учитывают:

• место установки, тип технологического процесса и оборудования;
• диапазон измерений;
• тип и температура транспортируемой среды;
• тип унифицированного выходного сигнала;
• необходимая точность проведения измерений (чем ответственнее технологический процесс, тем выше нужна точность).

Компания «Измеркон» предлагает наиболее востребованные датчики, задатчики, регистраторы, сенсоры и преобразователи давления с высокой точностью. Также здесь можно приобрести цифровые манометры.

Все это — продукция швейцарской компании KELLER. Такое оборудование высокой точностью, стабильностью, надежностью электрических разъемов и технологических присоединений. Для подбора подходящего измерительного устройства в соответствии с требованиями технологического процесса и оборудования достаточно оставить онлайн-заявку или заказать обратный звонок.