Меню

Настройка датчика перепада давления на фильтре

Датчик (реле) давления воздуха в системах вентиляции

Датчик давления воздуха используется для регистрации перепада давления воздуха. А вот для измерения и преобразования в аналоговый и кодовый (цифровой) электрические выходные сигналы температуры жидких, газообразных и сыпучих веществ используют преобразователь температуры, подробнее можно узнать по ссылке http://olil.ru/thermoolil/prtem .

1.Применяется в индикации в щите управления автоматикой или в системах диспетчеризации для определения загрязнения фильтра в вентиляционных системах кондиционирования воздуха.

2.Применяется для определения обрыва ремня мотора в вентиляционных системах.

Работа прибора реле перепада давления очень проста: к нему подсоединяется два шланга (в входят комплект) а другие концы шланг вставляется в штыри (тоже входят в комплект) через просверленные отверстия.

1. На реле давления, куда шланги вставляются, есть надпись +Р1 и –Р2 . Если прибор служит для определения загрязнения фильтра, то шланг +Р1 соединяется в воздуховоде со стороны улицы а –Р2 со стороны помещения(до и после фильтра). При загрязнении фильтра мотор вентиляционной системы принужденно начинает засасывать воздух через шланг –Р2. В результате этого внутри датчика давления замыкается контакт и в щите автоматики управления системой вентиляции загорается лампочка «Загрязнение фильтра». Или этот контакт дает сигнал в контроллер, что в свою очередь через программное обеспечение отображает информацию на экране монитора диспетчера.

2. Для определения обрыва ремня или наличия потока воздуха в воздуховоде перед мотором и после мотора монтируется датчик давления. Но, тут шланги подключаются наоборот –Р2 со стороны улицы, а +Р1 со стороны помещения. Мотор приточной системы когда начинает работать, создает давление после себя и по шлангу +Р1 давление поступает в датчик давления, внутри датчика давления замыкается контакт. В результате в щите автоматики управления системой вентиляции загорается лампочка «Нет потока» Или же сигнал через этот контакт подается в контроллер, который согласно программе отображает информацию на экране монитора диспетчера.

Настройка порога срабатывания производится по шкале, расположенной внутри реле.

Источник

Разновидности датчиков перепада давления

В процессе эксплуатации сложных и разветвлённых воздуховодов и трубопроводов из-за наличия многочисленных гидравлических сопротивлений и фитингов давление в различных участках сети изменяется. Чаще всего оно падает, что может вызывать технические и экологические проблемы (например, в сетях газораспределения). Своевременно проконтролировать и предупредить подобные явления призваны датчики (или реле) перепада давления.

Зачем необходим мониторинг перепада давлений

Датчик перепада давления, называемый ещё датчиком дифференциального давления, является составной частью различных приборов, которые измеряют поток, скорость и уровень жидкости или газа в промышленных или бытовых процессах. Они крупнее и надежнее, чем полупроводниковые, но концепция та же: измерение разности давлений на диафрагме с использованием тензометрической сети с тонкопленочными резисторами или датчиками дифференциальной емкости.

Измерение расхода и давления является одним из наиболее распространенных приложений для дифференциальных датчиков. Измеряя разницу в давлениях, когда жидкость или воздух транспортируются по трубе, можно рассчитать расход рабочей среды.

Информация о давлении воздуха также позволяет косвенно измерять другие переменные, такие как скорость воздушного потока. Важно отметить, что для любого оборудования, использующего сжатый воздух, существует максимальный безопасный уровень, выше которого поток становится опасным. При внезапном высвобождении воздух может причинить разрушение использующих его устройств. Поэтому датчики давления воздуха так же важны, как узлы управления и коммутации, устанавливаемые в воздухораспределительных сетях. Вот несколько примеров:

  1. Способность сжатого воздуха для передачи высоких уровней энергии является решающей для управления транспортными средствами. Ключевой проблемой при использовании такого рода энергии является безопасность при эксплуатации. Например, для поездов и транспортных средств большой грузоподъемности часто используются пневматические тормоза высокой эффективности и надёжности. Для поддержания их безотказной работы необходимо контролировать уровни давления.
  2. Концентрированные, контролируемые, точные уровни мощности необходимы для таких устройств, как пневматические инструменты, которые используются в современной промышленности.
  3. В медицине системы, обеспечивающие помощь дыханию пациентов, зараженных короновирусом, требуют точных стабильных во времени значений воздушных потоков. То же требование касается пневматических устройств, используемых в стоматологии.
  4. Рекомендуемые значения скоростей воздушного потока существуют для систем вентиляции и кондиционирования, которые устанавливаются в общественных зданиях и на промышленных предприятиях. Если давление и, следовательно, поток упадут ниже идеального, датчики давления воздуха зарегистрируют это изменение, после чего могут быть выполнены корректировки, устраняющие причины неисправности.

Схемы изменения перепада давления воздуха

Основным способом измерения данного параметра считается оценка разности давлений между двумя точками (например, до и после фильтра) в системе подачи или кондиционирования воздуха. С этой целью эффект от перемещающегося по воздуховоду воздуха должен быть преобразован в соответствующий электрический сигнал. Используются следующие разновидности датчиков:

  1. Тензометрические (или резистивные).
  2. Ёмкостные.
  3. Индуктивные.

Тензометрический тип устройства

Принцип действия резистивного датчика основан на следующем. Диафрагма, контактирующая с воздухом, давление которого измеряется, деформируется при увеличении давления. При этом датчики, прикрепленные к бесконтактной поверхности диафрагмы, также деформируются. Пьезорезистивный эффект, при котором сопротивление материала тензодатчика при деформации изменяется, преобразуется в электрический сигнал.

Одна сторона диафрагмы соединена с портом низкого давления, а другая сторона диафрагмы — с портом высокого давления. Диафрагма изгибается и воспринимается преобразователем как электрический сигнал, который пропорционален разности соответствующих показателей потока.

Читайте также:  Стойка амортизатора двухтрубный давление газа

Датчик перепада давления воздуха помещается в корпус, изготовленный из нержавеющей стали или других материалов, имеющих повышенную коррозионную стойкость. Для систем вентиляции это обуславливается необходимостью работы с воздухом, имеющем повышенные показатели относительной влажности. Получаемый электрический сигнал пропускается через встроенный микропроцессор, который выдаёт аналоговый сигнал высокого разрешения (от 4 до 20 миллиампер), либо цифровой сигнал. Конструктивной особенностью такого типа устройств является наличие двух резьбовых портов, предназначенных для «высокого» и «низкого» технологических подключений. При этом верхнее резьбовое отверстие для электрического подключения обычно составляет 24 В постоянного тока.

Аналоговые и цифровые выходные сигналы передаются на управляющую панель, которая снабжается несколькими десятками (или даже сотнями) разъёмов, благодаря чему возможен компьютерный мониторинг текущего состояния прокачки воздуха в различных точках вентиляционной системы.

Ёмкостной тип устройства

Ёмкостной датчик функционирует так. Две ёмкостных контактных пластины отделены друг от друга небольшим зазором. Одна из них неподвижна, а другая, находящаяся в контакте с воздухом, действует подобно гибкой диафрагме. Повышение давления воздуха деформирует диафрагму, что сужает зазор и уменьшает ёмкость. Изменение ёмкости преобразуется в электрический сигнал.

Поскольку датчики емкостного типа некоторое время сравнивают показания текущего давления воздуха относительно предварительно заданных его значений, они работают медленнее резистивных.

Индуктивный тип устройства

В индуктивных датчиках, оценивающих перепад давления, деформация диафрагмы преобразуется в линейное движение ферромагнитного сердечника с использованием принципа индуктивности. Движение сердечника вызывает изменение индуцированного тока, который генерируется катушкой с питанием от переменного тока на другой вторичной измерительной катушке. Это изменение, в свою очередь, преобразуется в электрический сигнал. Работа такого устройства ясна из рисунка.

Индуктивные датчики срабатывают быстрее ёмкостных, но конструктивно сложнее, и нуждаются во внешнем дополнительном питании.

Конструктивные элементы устройства

Независимо от способа преобразования и передачи управляющего сигнала, в дифференциальных датчиках можно выделить следующие части:

  • Первичный элемент, посредством которого создаётся разность давлений. При этом расход воздуха в единицу времени изменяется. Наиболее распространёнными типами первичных элементов являются диафрагма, трубка Вентури, сопло или трубка Пито;
  • Вторичный элемент — собственно датчик, при помощи которого максимально точно фиксируется перепад давлений, создаваемый первичным элементом. В частности, важно, чтобы на измерение такого показателя не влияли изменения свойств воздуха, его температуры или другие параметры, например, температура окружающей среды;
  • Корпус, главное назначение которого — обеспечить максимальную защиту устройства от вредного влияния внешних факторов, в том числе, и длительно действующих (например, влажности воздуха).

Часто сюда относят также комплект передающе-коммутационных проводов, по которым сигнал передаётся на панель управления.

Внешний вид устройства, предназначенного для установки в систему вентиляции, представлен на рисунке:

Как выбрать типоразмер устройства

Исходными данными для выбора служат следующие факторы:

  1. Желаемая точность в показаниях прибора.
  2. Минимальные габаритные размеры пространства, в котором предполагается установка.
  3. Внешние условия функционирования.
  4. Необходимое быстродействие.
  5. Требования к комплектации.
  6. Трудоёмкость регламентного обслуживания.

Общая схема системы вентиляции общественного или промышленного здания довольно сложна, и включает в себя использование приборов разного назначения.

Для них требуется широкий диапазон предельных значений давления, как правило, от 2500 Па до 250 Па, при периодически возникающих запросах до 25 Па. Традиционные сенсорные изделия для поддержания необходимой производительности сенсора поддерживают только один калиброванный полный диапазон шкалы, что требует использования 3–5 или даже более отдельных систем для покрытия требуемого диапазона контролируемых величин.

Поэтому на практике преимущество получают предложения, которые позволяют при помощи одной системы перекрывать весь требуемый диапазон, поддерживая при этом оптимизированные калиброванные характеристики изменений свойств воздуха. С помощью таких устройств многообразие датчиков может быть оптимизировано при сохранении самого высокого в отрасли уровня производительности. Такие устройства, хотя и являются специфичными для определённых целей, позволяют потребителям сокращать количество самостоятельных узлов в вентиляционной системе в 3…5 раз или более, существенно экономя на стоимости материалов и энергоресурсов. Упрощается также установка и обслуживание.

Таким образом, для решения поставленных задач рассматриваемые устройства должны обеспечивать работоспособность в диапазоне давлений воздуха от 25 до 2500 Па, подключаться не менее чем к 3…5 калибрующим устройствам, обеспечивать возможность дистанционного обслуживания.

Важно использовать по месту несколько систем, оснащённых рассматриваемыми датчиками, что позволяет пользователю изменять диапазоны измерений по мере необходимости. Это обеспечивает баланс воздушных потоков в помещениях и оптимизирует производительность для каждой отдельной системы воздуховодов здания.

Видео по теме

Источник

Контроль перепада давлений на газовых фильтрах — необходимое условие надежной работы газораспределительных систем

Природный газ по пути от газовых месторождений до потребителя подвергается неоднократной сепарации и фильтрации. Первоначально – это очистка его от основной части механических включений (прежде всего – песка) и воды, поступающих вместе с полезным продуктом из газовых скважин. А затем, дополнительная очистка газа как от оставшейся (неотфильтрованной на первом этапе) части механических включений, так и от механических включений, появляющихся в газе в процессе его транспортировки: продуктов коррозии газопроводов, по которым перекачивается газ, механических частиц, оставшихся в газопроводах после монтажа (например, «сварочного града»), продуктов износа и смазки запорно-регулирующей арматуры, используемой при эксплуатации газоперекачивающего оборудования.

Читайте также:  Воздух под давлением в баллоне для чистки компьютера

По своему функциональному назначению газовые фильтры условно можно разделить на:

  • Фильтры предварительной очистки;
  • Фильтры грубой очистки;
  • Фильтры средней очистки;
  • Фильтры тонкой очистки;
  • Фильтры ультратонкой очистки.

Фильтры предварительной очистки используются, в основном, непосредственно на газовых месторождениях. Они состоят, как правило, из сепаратора, в котором механические включения отсеиваются под действием центробежных сил, а также последовательно установленных за ним фильтров грубой и, иногда, средней очистки.
Фильтры грубой очистки (со степенью очистки 300- 500 мкм), устанавливаются, обычно, на входе в газоперекачивающие станции и в газораспределительные пункты (ГРП), фильтры средней очистки (150-300 мкм) – на входе в ГРП непосредственно за, а в значительной части случаев вместо фильтров грубой очистки.
Фильтры тонкой очистки (со степенью очистки 50-80 мкм) стали применяться в российском газовом хозяйстве только в последнее десятилетие. Их появление было обусловлено появлением на российском рынке современного, высокоэффективного газового оборудования (регуляторов давления газа, счетчиков газа, газовой автоматики, газовых горелок и т.п.), длительная надежная работа которого возможна только на природном газе, имеющем необходимую степень очистки.
При этом следует отметить, что в развитых странах Европы и Америки широко применяются и газовые фильтры со степенью очистки газа до 5 мкм. В настоящей статье мы классифицируем их как фильтры ультратонкой очистки , хотя такая классификация, подчеркнем еще раз, весьма условна. Из российских предприятий первым освоило выпуск таких газовых фильтров ООО «Эльстер Газэлектроника».

От правильного выбора и эксплуатации газовых фильтров в определяющей степени зависит надежность и безопасность работы всего газового оборудования от газовых месторождений до конечных потребителей газа. В настоящей статье мы остановимся на вопросах правильного выбора газовых фильтров для защиты газораспределительных сетей (ГРС) и газопотребляющего оборудования (ГРО) и обеспечения их эффективной эксплуатации.
Для того, чтобы правильно выбрать газовый фильтр (газовые фильтры), надо ответить на следующие вопросы:

  1. Какую чистоту фильтрации требуется обеспечить?
  2. Какой должна быть пропускная способность фильтра?
  3. Какой может быть максимальная потеря давления (перепад давлений) на фильтре?
  4. Какая требуется периодичность обслуживания фильтра?

Чтобы правильно ответить на эти вопросы, в общем случае, необходимо знать:

  1. Степень загрязненности газа в месте установки фильтра (фильтров).
  2. Требуемую пропускную способность ГРП или соответствующие технические характеристики ГРО.
  3. Требования по очистке газа, подаваемого на вход ГРП или ГРО.
  4. Исходные расходно-перепадные характеристики устанавливаемых фильтров (с чистым фильтрующим элементом).

Исходные расходно-перепадные характеристики фильтров должны в обязательном порядке указываться предприятиями-изготовителями в эксплуатационной документации. При установке фильтров необходимо учитывать, что потеря давления (перепад давлений) на фильтре ∆P = 8*ζ*ρ*Q2/π 2 *D 4 (1) где ζ — коэффициент гидравлического сопротивления фильтра с чистым фильтрующим элементом, ρ — плотность газа (зависит от его состава, прямо пропорциональна абсолютному давлению и обратно пропорциональна абсолютной температуре газа), Q — объемный расход газа при рабочих условиях (давлении и температуре), D — диаметр условного прохода фильтра (как правило, определяется по диаметру его проходного сечения).
Максимальная величина допустимого перепада давлений на газовом фильтре определяется его конструкцией, исходя из недопущения возможности разрушения указанным перепадом давлений фильтрующего элемента. В соответствии с Правилами ПР 50.2.019 – 2006 «МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПОМОЩИ ТУРБИННЫХ, РОТАЦИОННЫХ И ВИХРЕВЫХ СЧЕТЧИКОВ» [1], п. 11.5, «…с целью обеспечения достаточной степени очистки газа без уноса частиц и фильтрующего материала… перепад давлений на сетчатых фильтрах не должен превышать 5 кПа, а на волосяных фильтрах и с синтетическим фильтрующим материалом – 10 кПа».
Однако данные значения перепада необходимо рассматривать как предельно допустимые для фильтра с максимально загрязненным фильтрующим элементом. Начальные значения перепада давлений на чистом фильтре должны быть меньше, как минимум, в разы, а в некоторых случаях – на порядок. Так, например, если газовый фильтр устанавливается на входе горелки котла, к которому подводится низкое давление порядка 400-500 мм вод. ст. (4-5 кПа), то перепад давлений в этом случае на новом фильтре не должен превышать 5-10% от указанной величины и, соответственно, составлять не более 0,2..0,5 кПа.
В то же время, если газовый фильтр устанавливается на входе ГРП, в котором осуществляется редуцирование давление газа с высокого до среднего или со среднего до низкого, то начальный перепад давлений на фильтре может быть установлен большим. Соответственно, можно выбрать меньший типоразмер фильтра, и таким образом уменьшить габариты устройства и снизить затраты на его приобретение. Например, уже упоминавшееся ООО «Эльстер Газэлектроника» рекомендует для своих фильтров ФГ 16 и ФГ 16-В (рис. 1), тонкой и ультратонкой очистки, соответственно, максимальное значение начального перепада давлений 4 кПа [2]. Аналогичным образом к данному вопросу подходят в своих рекомендациях и другие производители.
Максимальная величина срока службы фильтра от момента установки до замены или очистки фильтрующего элемента определяется периодом времени, в течение которого перепад давлений на фильтре (по мере загрязнения фильтрующего элемента) достигнет максимально допустимого значения. При этом следует учитывать, что перепад давлений на фильтре, в первую очередь, зависит (см. формулу (1) от расхода газа через фильтр. Поэтому рекомендуем производить плановую ревизию газовых фильтров перед началом зимнего отопительного сезона, когда резко увеличивается газопотребление.
Из изложенного выше, очевидна необходимость регулярного контроля за перепадом давлений на газовых фильтрах. Указанное требование законодательно закреплено Правилами [1], п. 11.5, которыми предписано использовать для этих целей дифманометры любого типа (именно дифманометры, а не манометры на входе и выходе фильтров, как это делают до настоящего времени некоторые производители газового оборудования и что совершенно недопустимо, т.к., особенно при высоком статическом давлении, использование для этих целей манометров не позволяет определить указанный перепад с необходимой погрешностью (не более 5-10% от измеренного значения). Однако, в отличии от счетчиков газа, перепад давлений на газовых фильтрах допускается измерять дифманометрами индикаторного типа, т.е. класса точности 4 и даже ниже и не подвергавшимися в обязательном порядке государственной поверке.
Естественно, для этих целей можно применять и дифманометры, являющиеся средствами измерения и применяемые, в соответствии с требованиями упомянутых Правил [1] для контроля перепада давлений на счетчиках газа, например, дифманометры ДСП-80В-РАСКО [3] в комплекте с вентильными блоками, получившие в последнее время самое широкое распространение вследствие компактной и удобной для эксплуатации конструкции и оптимального соотношения «цена/качество».
Однако имеется возможность применить для этих целей и другие устройства индикаторного типа, которые могут быть существенно дешевле и компактнее, т.к., кроме отсутствия нормативного требования по обязательной государственной поверке, дифманометры для контроля перепада давлений на газовых фильтрах могут применяться без вентильного блока, т.к. срок их эксплуатации не ограничивается межповерочным интервалом, который, как правило, меньше, чем у счетчиков газа, перепад давлений на которых они контролируют. Кроме того, при контроле перепада давлений на газовом фильтре практически исключена возможность резкого увеличения перепада давлений на фильтре, как это может быть, например, при «заклинивании» роторов ротационного счетчика газа в случае попадания в его рабочую полость крупных механических частиц.
Такие индикаторы перепада давлений выпускаются рядом зарубежных фирм, специализирующихся на производстве газового оборудования, например, Tartarini, Pietro Fiorentini (Италия) (рис. 2) и др., а также производителями приборов для измерения давления, например, фирмой WIKA (Германия). Однако применение их в России серьезно сдерживается высокими ценами, которые, например, выше, чем у дифманометров ДСП-80В-РАСКО с вентильным блоком (рис. 3), являющихся средствами измерения.
В связи с этим ряд российских и белорусских производителей газовых фильтров наладил производство указанных индикаторов перепада давлений, которые, как правило, поставляются только в комплекте с фильтрами. Наибольший опыт эксплуатации и положительные характеристики имеет датчик перепада давлений ДПД производства ООО «Эльстер Газэлектроника», который выпускается на перепады давлений 5 кПа и 10 кПа и применяется для комплектации уже упоминавшихся газовых фильтров ФГ 16 и ФГ 16-В.
К недостаткам данного изделия следует отнести:

  1. Отсутствие оцифрованной шкалы, которую заменяют сектора зеленого и красного цвета.
  2. Отсутствие полной документации на ДПД, как на самостоятельное изделие, что не позволяет применять его в качестве полноценного функционального изделия для комплектации произвольных газовых фильтров.
  3. Ограниченный 2-мя указанными выше исполнениями типоразмерный ряд.
Читайте также:  Повышение глазного давления при физических нагрузках

Поэтому российский рынок ждет конкурентоспособных по цене, качеству и удобству эксплуатации предложений по дифманометрам индикаторного типа для контроля перепада давлений на газовых фильтрах. Наиболее интересными в настоящий момент являются дифманометры ДСП-80-РАСКО индикаторного типа (рис. 4). В данной комплектации приборы поставляются класса точности 4, без вентильного блока и государственной поверки. Это позволило предложить потребителям компактные и высоконадежные изделия для контроля перепада давлений на газовых фильтрах, работающих при давлении газа в газовой магистрали до 1,6 МПа, имеющие:

  1. Полный типоразмерный ряд: пределы измерения -1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25 кПа
  2. Оцифрованную шкалу.
  3. Возможность дооснащения в дальнейшем устройством дистанционной передачи информации о достижении перепадом давлений установленных пороговых значений.

При этом дифманометр ДСП-80-РАСКО существенно дешевле импортных и не дороже российских аналогов.

Выводы:

  1. Контроль состояния газовых фильтров (перепада давлений на них) является необходимым условием надежной и безопасной работы любого газового оборудования.
  2. Наиболее рациональным является применение для этих целей специализированных дифманометров индикаторного типа.
  3. Из указанных приборов оптимальным решением в настоящее время является дифманометр ДСП-80-РАСКО индикаторного исполнения в комплектации без вентильного блока.
  4. Целесообразны разработка и освоение производства российским предприятием более компактных специализированных индикаторов перепада давления класса точности 2,5…5%, аналогичных по конструкции приборам производства таких фирм,как WIKA, Tartarini, Pietro Fiorentini, но по существенно более низким ценам.

Литература:

  1. Правила метрологии ПР 50.2.019 – 2006 «МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПОМОЩИ ТУРБИННЫХ, РОТАЦИОННЫХ И ВИХРЕВЫХ СЧЕТЧИКОВ». –М: Стандартинформ, 2006.
  2. Фильтры газа ФГ16-50, ФГ16-50-В, ФГ16-80, ФГ16-80-В, ФГ16-100, ФГ16-100-В. – Каталог продукции, ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника», 2007 г., стр.23.
  3. Апарин Е.Л., Золотаревский С.А. Новые дифманометры ДСП-80-РАСКО для контроля состояния приборов учета газа и газовых фильтров. — «Энергоанализ и энергоэффективность», №2 (30), 2008 г.

Источник

Adblock
detector