Braiteoir Brú Tomhsaire vs. Braiteoirí Brú Iomlána agus Difreálacha: Treoir Theicniúil um Uathoibriú Tionscail agus Rialú Próisis

Is gléas é braiteoir brú tomhsaire (ar a dtugtar braiteoir brú coibhneasta freisin) a thomhaiseann brú i gcoibhneas le brú an atmaisféir chomhthimpeallaigh. Tá calafort tagartha aeráilte ag an braiteoir atá oscailte don atmaisféar máguaird. Tomhaiseann an eilimint braite an difríocht idir an brú próisis a chuirtear ar thaobh amháin den scairt agus an brú atmaisféarach a chuirtear ar an taobh eile. Nuair is ionann an brú próisis agus brú an atmaisféir, is é an t-aschur braiteora náid (0 psi, 0 bar, nó 0 kPa). Nuair a bhíonn an brú próiseas níos airde ná an atmaisféir (brú dearfach), tá an t-aschur dearfach. Nuair a bhíonn brú an phróisis níos ísle ná an brú atmaisféarach (folús nó brú diúltach), tá an t-aschur diúltach. Is éard atá san eilimint braite de ghnáth ná scairt micrea-mheaisínithe sileacain piezoresistive (MEMS) nó tomhas brúscannáin tanaí ar scairt miotail. De réir mar a dhífhoirmíonn brú an scairt, athraíonn friotaíocht na piezoresistors, ag táirgeadh aschur leictreach atá comhréireach leis an mbrú a chuirtear i bhfeidhm. De ghnáth déantar an comhartha aschuir a aimpliú go leibhéil chaighdeánacha tionsclaíochta: sruth lúb 4-20 mA, 0-5 VDC, 0-10 VDC, nó aschur digiteach (I2C, SPI, bus CAN). Úsáidtear braiteoirí brú tomhsaire i mílte iarratas: monatóireacht ar bhrú an chórais hiodrálacha, córais aeir comhbhrúite, líonraí dáileacháin uisce, rialú caidéil, tomhas leibhéal umar (trí bhrú hidreastatach a thomhas), agus rialuithe aeroibrithe. Le haghaidh sonraíochtaí teicniúla mionsonraithe, is féidir le gairmithe foinsithe tagairt a dhéanamh braiteoirí brú a thomhas leathanaigh táirge le haghaidh bileoga sonraí ábhartha agus tuarascálacha tástála.

Tá an difríocht bhunúsach idir braiteoirí brú tomhsaire, absalóideach agus difreálach sa bhrú tagartha a úsáidtear le haghaidh tomhais. Úsáideann braiteoirí brú tomhsaire brú an atmaisféir mar thagairt. Tá tithíocht aeráilte nó calafort tagartha oscailte don aer ag an braiteoir. Is é an t-aschur náid ag brú an atmaisféir. Tá braiteoirí tomhsaire oiriúnach don chuid is mó de na próisis thionsclaíocha toisc go bhfuil imní ar oibreoirí faoi bhrú i gcoibhneas leis an gcomhshaol (m.sh., 100 psi os cionn an atmaisféar). Úsáideann braiteoirí brú iomlána seomra tagartha bhfolús séalaithe (folús foirfe, 0 psi iomlán) mar thagairt. Ní scaoiltear an braiteoir chuig an atmaisféar. Níl aschur náid ach i bhfolús foirfe. Úsáidtear braiteoirí iomlána chun brú bariméadrach a thomhas, braite airde, agus feidhmchláir ina mbeadh tionchar ag éagsúlachtaí brú an atmaisféir ar an tomhas (m.sh. tástáil sceite ar choimeádáin séalaithe, rialú brú foirnéise folúis). Tomhaiseann braiteoirí brú difreálach an difríocht idir dhá bhrú próisis (P1 - P2). Ní scaoiltear ceachtar den dá phort chuig an atmaisféar. Úsáidtear braiteoirí difreálach chun sreabhadh a thomhas (ag baint úsáide as plátaí orifice), monatóireacht scagaire (titim brú trasna scagaire), agus tomhas leibhéal leachtach in umair dúnta (difríocht idir brú bun agus brú gaile barr). Braitheann an rogha ar an iarratas. Maidir le umar aeráilte, tá an tomhsaire ceart. I gcás umar séalaithe le brú atmaisféarach éagsúla, d'fhéadfadh go mbeadh gá le difreálach. Chun airde a thomhas, tá absalóideach ag teastáil. Tugann an tábla thíos achoimre ar na príomhdhifríochtaí.

Úsáideann braiteoirí brú tomhsaire nua-aimseartha teicneolaíocht MEMS (Córais Leictrea-Mheicniúil), a chomhtháthaíonn struchtúir mheicniúla micreascópacha le ciorcaid leictreonacha ar aon sliseanna sileacain amháin. Is scairt sileacain micromachined é croílár braiteoir brú MEMS, de ghnáth idir 5 agus 50 micriméadar ar tiús, déanta ag baint úsáide as próisis fhótaliteagrafaíocht agus eitseála. Déantar piezoresistors (réigiúin sileacain dópáilte a athraíonn friotaíocht nuair a chuirtear strus orthu) a idirleathadh isteach sa scairt ag láithreacha ard-strus (imill agus lár). Nuair a chuirtear brú i bhfeidhm, sraonann an scairt, rud a chuireann brú ar na piezoresistors. Tá an t-athrú friotaíochta comhréireach leis an mbrú a chuirtear i bhfeidhm. Tá na ceithre piezoresistor ceangailte i gcumraíocht droichead Wheatstone, a athraíonn athruithe friotaíochta isteach i comhartha difreálach voltais. Déantar an comhartha voltais a aimpliú, a líneáil, a chúiteamh le teocht, agus a thiontú go dtí an fhormáid aschuir atá ag teastáil (4-20 mA, voltas, nó digiteach) ag ciorcad ASIC (Ciorcad Comhtháite Iarratas-Sainiúil) nó comhartha aeroiriúnaithe. Tá an sliseanna MEMS suite ar fhoshraith (ceirmeach, PCB, nó miotail), sreang-nasctha, agus cosanta le sciath glóthach nó scairt leithlisithe cruach dhosmálta le haghaidh comhoiriúnacht meán. Baintear amach an tagairt tomhais trí thaobh chúl an tslis MEMS (nó taobh chúl an scairt leithlisithe) a aeráil chuig an atmaisféar trí pholl vent sa tithíocht braiteora. Tá roinnt buntáistí ag baint le teicneolaíocht MEMS: méid an-bheag (sliseanna chomh beag le 1mm x 1mm), íogaireacht ard (microvolt in aghaidh an raon pascal), tomhaltas ísealchumhachta (milliwatts), atrialltacht den scoth, agus costas íseal i líon ard. I gcás timpeallachtaí crua tionsclaíocha (sreabhán creimneach, teocht ard), féadfar an sliseanna MEMS a leithlisiú ó na meáin le scairt cruach dhosmálta agus é a líonadh le ola silicone (braiteoir brú tomhsaire líonta ola).

Tá braiteoirí brú tomhsaire ar fáil i raon leathan raonta brú a oireann d'fheidhmeanna tionsclaíocha éagsúla. Úsáidtear raonta ísealbhrú (0-1 psi go 0-15 psi, 0-0.07 bar go 0-1 bar) le haghaidh monatóireachta brú aeir HVAC, brú difreálach seomra glan, agus córais aeroibrithe ísealbhrú. Úsáidtear raonta meánbhrú (0-50 psi go 0-500 psi, 0-3.5 bar go 0-35 bar) le haghaidh hiodrálaic thionsclaíoch ginearálta, dáileadh uisce, brú urscaoilte caidéil, agus rialú próisis. Úsáidtear raonta ardbhrú (0-1000 psi go 0-10,000 psi, 0-70 bar go 0-700 bar) le haghaidh hiodrálaigh trealaimh throma, meaisíní múnlaithe insteallta, brúiteáin hiodrálacha, agus gearradh scaird uisce ardbhrú. Déanann raonta folúis nó cumaisc (-14.7 psi go 0 psi, -1 bar go 0 bar) brú diúltach (folús) a thomhas le haghaidh monatóireachta súchán, pacáistiú i bhfolús, agus iarratais saotharlainne. Tomhaiseann raonta cumaisc (-14.7 go 30 psi, -1 go 2 bar) brú bhfolús agus brú dearfach araon. Tá comharthaí aschuir caighdeánaithe le haghaidh comhoiriúnacht thionsclaíoch. Aschuir analógacha: sruth lúb 4-20 mA (is coitianta le haghaidh rialú tionsclaíoch, ritheann cábla fada, díolúine torainn), 0-5 VDC, 0-10 VDC (coitianta do PLCanna agus fáil sonraí), agus 1-5 VDC. Aschuir dhigiteacha: I2C agus SPI (do chórais leabaithe agus feistí IoT), RS-485 Modbus (do líonraí tionsclaíocha), agus bus CAN (do threalamh feithicleach agus trom). Is gnách go mbíonn an voltas excitation 5 VDC nó 9-30 VDC (do bhraiteoirí lúb-chumhachta 4-20 mA).

Is é cruinneas an tsonraíocht is tábhachtaí maidir le braiteoir brú tomhsaire. Sloinntear é go hiondúil mar chéatadán den scála iomlán (%FS). Baineann braiteoirí brú tomhais tionsclaíochta amach cruinneas ±0.5% FS, ±0.25% FS, nó ±0.1% FS. Baineann braiteoirí ardchruinneas le haghaidh feidhmeanna saotharlainne nó calabraithe amach ±0.05% FS nó níos fearr. Áirítear le cruinneas roinnt foinsí earráide: líneacht (diall an aschuir ó líne dhíreach trasna an raon brú), hysteresis (difríocht san aschur nuair a mhéadaítear brú vs. brú a laghdú), atrialltacht (cumas an t-aschur céanna a tháirgeadh don bhrú céanna faoi choinníollacha comhionanna), agus éifeachtaí teochta (athrú nialasach agus athrú réise le teocht). Maidir le braiteoir ±0.5% FS, tá an banna earráide iomlán (lena n-áirítear líneacht, hysteresis, atrialltacht, agus éifeachtaí teochta thar an raon teochta cúitithe) laistigh de ± 0.5% den léamh scála iomlán. Mar shampla, tá earráid uasta ±0.5 psi ag braiteoir 0-100 psi le cruinneas ±0.5% FS ag aon phointe. Tá cúiteamh teochta riachtanach chun tomhas cruinn a dhéanamh thar theocht oibriúcháin éagsúla. Déantar an braiteoir a chalabrú ag teochtaí iolracha (go hiondúil -20 ° C, 25 ° C, agus 85 ° C), agus déantar na comhéifeachtaí cúitimh a stóráil in ASIC nó microcontroller an braiteora. Le linn na hoibríochta, tomhaiseann an braiteoir teocht agus cuireann sé na fachtóirí ceartúcháin i bhfeidhm ar an léamh brú. Is gnách go bhfuil an raon teochta cúitithe -20 ° C go 85 ° C le haghaidh braiteoirí tionsclaíocha, nó -40 ° C go 125 ° C le haghaidh braiteoirí feithicleach agus raon leathnaithe. Lasmuigh den raon cúitimh, díghrádaítear cruinneas ag ráta sonraithe (m.sh., ±0.03% FS in aghaidh an °C).

Cinneann na hábhair a úsáidtear i dtógáil braiteoir brú tomhsaireachta comhoiriúnacht cheimiceach, friotaíocht teochta, agus cobhsaíocht fhadtéarmach. Ábhar calafoirt brú: is é cruach dhosmálta (304, 316, nó 316L) an ceann is coitianta le haghaidh braiteoirí tionsclaíocha, ag soláthar friotaíocht creimeadh den scoth d'uisce, ola, aer, agus ceimiceáin éadrom. I gcás meáin an-chreimneach (aigéid, caustics, sáile), tá calafoirt Hastelloy C-276, Inconel, nó tíotáiniam ar fáil. Maidir le hiarratais bia agus cógaisíochta, tá gá le cruach dhosmálta 316L le naisc sláintíochta Tri-Clamp. Ábhar scairt: le haghaidh braiteoirí ginearálta, soláthraíonn scairt cruach dhosmálta 316L (tiús 0.05-0.2 mm) íogaireacht agus marthanacht maith. I gcás braiteoirí ísealbhrú (faoi 5 psi), cuireann scairt ceirmeach nó sileacain (teagmháil dhíreach leis na meáin) íogaireacht níos airde. I gcás feidhmeanna ultra-ard-íonachta (leathsheoltóra, cógaisíochta), féadfar an scairt a dhéanamh de alúmana ceirmeach nó sileacain gan aon chodanna fliuchta miotail. Ábhar tithíochta braiteora: Tá imfháluithe rátáil IP65/IP67/IP68 ag teastáil le haghaidh feidhmeanna níocháin, lasmuigh nó intumtha. I measc na roghanna tithíochta tá cruach dhosmálta (do thimpeallachtaí creimneach), alúmanam (do thionscal ginearálta), agus polacarbónáit (do dhleacht éadrom laistigh). Ábhair séalaithe: Úsáidtear fáinní O (Viton, EPDM, NBR) nó gaiscéid chun an calafort brú agus an tithíocht a shéaladh. Caithfidh an t-ábhar róin a bheith ag luí leis an sreabhach próiseas. Tá Viton (FKM) oiriúnach don chuid is mó d'olaí, breoslaí agus ceimiceáin; Tá EPDM oiriúnach le haghaidh uisce, gal, agus sreabhán coscáin; Tá NBR oiriúnach le haghaidh olaí mianraí agus breoslaí. I gcás feidhmeanna ardteochta (os cionn 125 ° C / 260 ° F), d'fhéadfadh go mbeadh rónta miotail nó séalaithe gloine go miotail ag teastáil.

Úsáidtear braiteoirí brú tomhsaire trasna tionscail iolracha, agus athraíonn sonraíochtaí de réir iarratais. Maidir le córais hiodrálacha (preascáin thionsclaíocha, meaisíní múnlaithe insteallta, trealamh tógála, forklifts), tá braiteoir brú tomhais 0-5000 psi go 0-10,000 psi le haschur 4-20 mA agus rátáil IP67 caighdeánach. Caithfidh an braiteoir spící brú (brú rátáil 2-3x) a sheasamh agus cumas róbhrú ard a bheith aige. I gcás córais aeroibrithe (monatóireacht aeir comhbhrúite, uirlisí aeir, actuators aeroibrithe), úsáidtear braiteoir tomhais 0-150 psi nó 0-300 psi le haschur 0-10 VDC agus am freagartha mear (faoi 1 ms). Le haghaidh leibhéal leachtach a thomhas in umair oscailte (túir uisce, sumaí, umair cheimiceacha, báisíní fuíolluisce), tomhaiseann braiteoir brú intumtha brú hidreastatach ag bun an umair. Tá an brú comhréireach le airde leachtach: 1 psi ≈ 2.31 troigh (0.7 méadar) uisce. Chun leibhéal cruinn a thomhas, ní mór an braiteoir a aeráil tríd an gcábla (dearadh tomhsaire aeráilte) ionas go gcuirfear athruithe brú an atmaisféir ar ceal. Le haghaidh monatóireachta i bhfolús (pacáistiú folúis, cupáin shúchán, súchán leighis, seomraí folúis saotharlainne), tá gá le braiteoir brú cumaisc (-14.7 go 0 psi, -1 go 0 bar) chun brú diúltach a thomhas i gcoibhneas leis an atmaisféar. Ba cheart go mbeadh ard-réiteach ag an braiteoir ag brú íseal (0.1% FS nó níos fearr). Le haghaidh rialú caidéil agus monatóireacht tobair (toibreacha uisce, caidéil uisciúcháin, caidéil teanndáileog), úsáidtear braiteoir tomhsaire 0-200 psi le haschur 4-20 mA agus tithíocht gharbh cruach dhosmálta chun monatóireacht a dhéanamh ar bhrú urscaoilte caidéil agus chun cosaint a dhéanamh i gcoinne coinníollacha reatha tirim. Meaitseálann an tábla thíos feidhmchláir leis na sonraíochtaí molta.

Maidir le déantóirí atá ag onnmhairiú braiteoirí brú tomhsaire, tá deimhniú cáilíochta agus comhlíonta doiciméadaithe riachtanach. I measc na gcaighdeán agus na ndeimhnithe is mó a iarrtar tá: marcáil CE (Comhréireacht Eorpach) faoi Threoir EMC (2014/30/AE) agus Treoir RoHS (2011/65/AE), ISO 9001 (córas bainistíochta cáilíochta), agus le haghaidh feidhmeanna limistéir ghuaiseacha, deimhniú ATEX (Eorpach) nó IECEx (idirnáisiúnta) le haghaidh sábháilteachta intreach (Ex iclora) nó sábháilteacht intreach. Áirítear le tástálacha feidhmíochta sonracha: tástáil chruinneas (tomhas ag 5-10 bpointe calabrúcháin trasna an raon brú, suas agus síos, chun líneacht, hysteresis, agus in-atrialltacht a fhíorú), tástáil cúitimh teochta (tomhas ag -20 ° C, 25 ° C, agus 85 ° C nó raon sonraithe chun athrú náid agus athrú réise a fhíorú), tástáil cobhsaíochta fadtéarmach ag athrú ar ráta aschuir ag ráta 500-100 °C (500-100 ° C nach n-athraíonn tástáil brú aschuir ag ráta aschuir 500-100 ° C a fhíorú ag athrú réise). níos mó ná céatadán sonraithe in aghaidh na bliana), tástáil róbhrú (feidhm brú rátáil 1.5x go 3x gan damáiste), tástáil brú pléasctha (tástáil millteach chun corrlach sábháilteachta a fhíorú), tástáil sábháilteachta leictreach (friotaíocht inslithe, neart tréleictreach), agus tástáil EMC (astaíochtaí radaithe agus seolta in aghaidh an CISPR 11, díolúine in aghaidh an IEC 61000-4-2 go -6). Maidir le braiteoirí brú a úsáidtear i bhfeistí leighis, tá deimhniú ISO 13485 ag teastáil. Le haghaidh feidhmchlár feithicleach, tá gá le deimhniú IATF 16949. D’fhéadfadh go mbeadh deimhniú NSF/ANSI 61 ag teastáil le haghaidh feidhmeanna uisce óil le haghaidh ábhar atá i dteagmháil le huisce óil. Bíonn iniúchtaí monarchan ag teastáil ó go leor ceannaitheoirí tionsclaíocha móra freisin a chlúdaíonn ISO 9001 agus inrianaitheacht calabraithe doiciméadaithe go caighdeáin idirnáisiúnta (NIST, PTB, nó institiúidí méadreolaíochta náisiúnta eile). Faigheann monaróirí a bhfuil deimhnithe reatha agus taifid cháilíochta thrédhearcacha acu buntáiste iomaíoch maidir le foinsiú idirnáisiúnta.