การวิเคราะห์ทางเทคนิคของการตรวจวัดความแตกต่างของแรงดันสำหรับการควบคุมและตรวจสอบกระบวนการ
การวัดความดันแตกต่างเป็นกระบวนการพื้นฐานในการวัดค่าทางอุตสาหกรรม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการวัดปริมาณความแตกต่างของแรงดันระหว่างสองจุดที่แตกต่างกันในระบบ เทคนิคนี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการวัดที่สำคัญ รวมถึงอัตราการไหล ระดับของเหลว ความหนาแน่น และสภาพของตัวกรองในภาคส่วนต่างๆ เช่น น้ำมันและก๊าซ การแปรรูปสารเคมี การบำบัดน้ำ และการผลิตเภสัชกรรม ด้วยการใช้เซ็นเซอร์และเครื่องส่งสัญญาณพิเศษ การวัดความดันแตกต่างจะแปลงความผันแปรของแรงดันทางกายภาพให้เป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 4–20 mA หรือโปรโตคอลดิจิทัล เช่น HART) เพื่อบูรณาการกับระบบควบคุม ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของการวัดเหล่านี้ส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของกระบวนการ ความปลอดภัย และการป้องกันอุปกรณ์ในการดำเนินงานทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่
การวัดความดันแตกต่างทำงานบนหลักการทางกายภาพที่ว่าความแตกต่างของแรงดัน (ΔP) สัมพันธ์โดยตรงกับอัตราการไหลเมื่อวัดผ่านข้อจำกัด หรือกับระดับของเหลวเมื่อวัดความแตกต่างของแรงดันไฮโดรสแตติก เทคโนโลยีการวัดหลัก ได้แก่ หลักการ piezoresistive, capacitive และ resonant wire เซ็นเซอร์ Piezoresistive ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่เกิดจากความเครียดในวัสดุกึ่งตัวนำเมื่อมีการใช้แรงดัน ในขณะที่เซ็นเซอร์ capacitive วัดการเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้าภายใต้ความแตกต่างของแรงดัน เครื่องส่งสัญญาณความดันแตกต่างขั้นสูงประกอบด้วยไดอะแฟรมแยกคู่และระบบเติมของเหลวเพื่อป้องกันองค์ประกอบการตรวจจับจากสื่อกระบวนการที่รุนแรง โดยมีความแม่นยำโดยทั่วไปตั้งแต่ ±0.04% ถึง ±0.5% ของช่วงที่ปรับเทียบแล้ว เครื่องมือเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีการซีลพิเศษและอัลกอริธึมการชดเชยอุณหภูมิเพื่อรักษาความแม่นยำในสภาวะการทำงานตั้งแต่ -40°C ถึง 315°C โดยมีพิกัดแรงดันสูงถึง 40 MPa สำหรับการใช้งานแรงดันสูง
การวัดการไหล: เมื่อรวมกับองค์ประกอบหลัก เช่น แผ่นออริฟิส ท่อเวนทูรี หรือท่อ Pitot เครื่องส่งสัญญาณความดันแตกต่างจะคำนวณอัตราการไหลตามหลักการของ Bernoulli ซึ่งรากที่สองของความแตกต่างของแรงดันสัมพันธ์กับความเร็วในการไหล วิธีการนี้คิดเป็นประมาณ 40% ของการวัดการไหลทางอุตสาหกรรมทั้งหมดเนื่องจากความน่าเชื่อถือและการได้มาตรฐาน
การตรวจสอบระดับของเหลว: ในถังและภาชนะ การวัดความดันแตกต่างจะกำหนดระดับโดยการเปรียบเทียบแรงดันที่ด้านล่าง (แรงดันไฮโดรสแตติก) กับแรงดันอ้างอิง ทำให้สามารถติดตามระดับได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว การใช้งานนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการดำเนินงานการถ่ายโอนการดูแล ซึ่งจำเป็นต้องมีความแม่นยำ ±0.1% สำหรับการจัดการสินค้าคงคลัง
การตรวจสอบตัวกรองและการป้องกันอุปกรณ์: เซ็นเซอร์ความดันแตกต่างจะตรวจสอบสภาพของตัวกรองโดยการวัดแรงดันตกคร่อมระบบการกรอง ซึ่งจะทริกเกอร์การแจ้งเตือนการบำรุงรักษาเมื่อเกินเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ในระบบคอมเพรสเซอร์และปั๊ม พวกเขาให้การป้องกันที่สำคัญจากสภาวะคลื่นซัดโดยการตรวจจับความแตกต่างของแรงดันที่ผิดปกติ
การวัดความหนาแน่นและอินเทอร์เฟซ: ด้วยการรวมการวัดความดันแตกต่างกับการวัดระดับที่ทราบ เครื่องมือเหล่านี้สามารถคำนวณความหนาแน่นของของเหลวหรือตรวจจับอินเทอร์เฟซระหว่างของเหลวที่ไม่สามารถผสมกันได้ในกระบวนการแยก
การใช้งานที่ประสบความสำเร็จต้องให้ความสนใจอย่างรอบคอบกับรายละเอียดการติดตั้ง รวมถึงการวางแนวท่ออิมพัลส์ การระบายอากาศ และผลกระทบจากอุณหภูมิ สำหรับบริการไอน้ำ การใช้หม้อควบแน่นและท่อกาลักน้ำอย่างเหมาะสมจะช่วยป้องกันความเสียหายของเซ็นเซอร์จากอุณหภูมิสูง ในขณะที่มาตรการป้องกันในช่วงฤดูหนาวจะช่วยป้องกันการแข็งตัวในสภาพอากาศหนาวเย็น ขั้นตอนการสอบเทียบต้องคำนึงถึงการดริฟต์เป็นศูนย์และการปรับช่วง โดยที่เครื่องส่งสัญญาณอัจฉริยะมีความสามารถในการกำหนดค่าระยะไกลผ่านโปรโตคอล เช่น HART, BRAIN หรือ FOUNDATION Fieldbus การบำรุงรักษาตามปกติควรรวมถึงการตรวจสอบการอุดตันของท่ออิมพัลส์ ความสมบูรณ์ของไดอะแฟรม และความสมบูรณ์ของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือในการวัด เทคโนโลยีใหม่ๆ ได้รวมฟังก์ชันการวินิจฉัยที่ตรวจจับท่อที่อุดตันหรือการเสื่อมสภาพของเซ็นเซอร์ ทำให้สามารถใช้กลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ที่ช่วยลดเวลาหยุดทำงานที่ไม่คาดคิด
การวัดความดันแตกต่างยังคงเป็นรากฐานสำคัญของการวัดค่าทางอุตสาหกรรมเนื่องจากความสามารถรอบด้าน ความน่าเชื่อถือ และหลักการที่เป็นที่เข้าใจกันดี ในขณะที่อุตสาหกรรมก้าวไปสู่รูปแบบการผลิตที่ชาญฉลาดขึ้น การบูรณาการกับโปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัลและแพลตฟอร์มการวิเคราะห์บนคลาวด์จะช่วยเพิ่มมูลค่าของข้อมูลความดันแตกต่างสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพและการสนับสนุนการตัดสินใจ เทคโนโลยียังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องด้วยการปรับปรุงวิทยาศาสตร์วัสดุ การประมวลผลสัญญาณ และความสามารถในการวินิจฉัย ทำให้มั่นใจได้ถึงความเกี่ยวข้องอย่างต่อเนื่องในภูมิทัศน์อุตสาหกรรมที่ใช้ระบบอัตโนมัติมากขึ้น
ผู้ติดต่อ: Ms. Caroline Chan
โทร: 13271919169