1. Вступ Тиск необхідно враховувати при проектуванні багатьох хімічних процесів. Тиск визначається...
2. процес
3. Довкілля
4. діапазон тисків
5. чутливість
6. Методи вимірювання тиску
7. Висота рідини в колоні
8. пружна деформація
9. електричні методи
10. типи датчиків
11. пружні датчики
12. трубки Бурдона
13. Сильфони
14. Мембрани (діафрагми)
15. електричні датчики
16. ємнісні датчики
17. Індуктивний датчик тиску
18. Датчики тиску, засновані на принципі магнетосопротивления
19. п'єзоелектричні датчики
20. потенціометричні датчики
21. Тензометрический датчик
22. віброелементамі
23. Датчики диференціального тиску
24. вакуумні датчики
25. теплові вакуумметри
26. прилади іонізації
27. Висновки:
28. Завдання і приклади на підбір датчика певного типу
29. Фактори, які слід враховувати:
30. точка відключення
31. Тип датчика:
32. приклад 2

Вступ

Тиск необхідно враховувати при проектуванні багатьох хімічних процесів. Тиск визначається як сила діюча на одиницю площі і вимірюється в англійських одиницях - пси або в СІ одиницях - Па.
Існують три типи вимірюваного тиску:

1. абсолютна тиск - атмосферний тиск плюс надлишковий тиск;
2. Надмірний тиск - абсолютний тиск мінус атмосферний тиск;
3. Диференціальне тиск - різниця тисків між двома точками.

Існують різні типи датчиків тиску, які сьогодні доступні на ринку для використання в промисловості. Кожен з них має переваги в певних ситуаціях.

Критерії відбору датчика

Для того щоб контрольована тиском система працювала правильно і ефективно, важливо, щоб використовуваний датчик тиску міг давати точні свідчення в міру необхідності і протягом тривалого періоду часу без необхідності ремонту або заміни в умовах роботи системи. Існує кілька факторів, що впливають на придатність конкретного датчика тиску для конкретного процесу. Основні це:

• характеристики використовуваних речовин в середовищі яких буде використовуватися пристрій;
• умови навколишнього середовища;
• діапазон тисків;
• рівень точності і чутливості, необхідні в процесі вимірювання.

процес

Чутливий елемент (пружний елемент) буде піддаватися впливу речовин, що використовуються в процесі, тому матеріали датчика, які можуть реагувати з цими речовинами або зазнавати впливу агресивних середовищ - непридатні для використання. Мембрани (діафрагми) є оптимальними навіть для дуже суворих умов використання.

Довкілля

Навколишнє середовище (в технологічному процесі - це середовище створювана речовиною, вібрація, температура і т.д.), в якій проводиться технологічний процес, також повинна бути врахована при виборі датчика тиску. В агресивних середовищах, при сильних вібраціях в трубопроводі, або при екстремальних температурах, датчики повинні мати додатковий рівень захисту. Герметичні, міцні корпусу з заповненням матеріалом, що містить гліцерин або силікон - часто використовуються, для того, щоб захистити внутрішні компоненти датчика (крім чутливого елемента) від дуже жорстких, агресивних середовищ і коливань.

діапазон тисків

Більшість процесів працюють в певному діапазоні тисків. Оскільки певні датчики тиску працюють оптимально в певних діапазонах тиску, існує необхідність вибрати пристрої, здатні функціонувати в діапазоні, встановленому процесом.

чутливість

Різні процеси вимагають різних рівнів точності. Загалом, чим точніше датчик, тим він дорожчий, таким чином, буде економічно вигідно вибрати датчики, які здатні максимально задовольнити необхідну точність. Існує також компроміс між точністю і здатністю швидко виявляти зміни тиску. Отже, в процесах, в яких тиск сильно варіюється протягом коротких періодів часу - недоцільно використовувати датчики, яким потрібно більше часу, щоб дати точні свідчення тиску, хоча вони і могли б дати більш точні значення.

Методи вимірювання тиску

Існує кілька найбільш часто використовуваних методів вимірювання тиску. Ці методи включають в себе візуальний завмер висоти рідини в колоні, метод пружною деформації і електричні методи.

Висота рідини в колоні

Тиск можна виразити як висоту рідини з відомою щільністю в трубці. Використовуючи рівняння P = ρ GH, можна легко обчислити значення тиску. Дані типи вимірювальних приладів зазвичай називають манометрами. Для вимірювання висоти рідини в колоні, може бути використана шкала з одиницями вимірювання відстані, також як і відкалібрована шкала тиску. Зазвичай в якості рідини в цих колонах використовується вода або ртуть. Вода використовується, коли ви хочете досягти більш високої чутливості (щільність води значно менше, ніж щільність рідкої ртуті, так що висота стовпа води буде більш сильно змінюватися при зміні тиску). Ртуть же використовується, коли ви хочете вимірювати більш високі значення тиску, але з меншою чутливістю.

пружна деформація

Цей метод вимірювання тиску заснований на принципі, який говорить, що ступінь деформації пружного матеріалу прямо пропорційна прикладати тиску. Для даного методу, в основному, використовуються три типи датчиків: трубки Бурдона, діафрагми і сильфони. (Див. Розділ "Типи датчиків")

електричні методи

Електричні методи, використовувані для вимірювання тиску засновані на принципі, що засновується на тому, що зміна розміру впливає на електричний опір провідника. Пристрої, що використовують для вимірювання тиску зміна опору називають тензодатчиками. Також існують і інші електричні датчики, наприклад ємнісні, індуктивні, магнетосопротивления (Холла), потенціометричні, пьезометрические і п'єзорезистивного перетворювачі. (Див. Розділ "Типи датчиків")

типи датчиків

Існує безліч різних датчиків тиску є найбільш підходящими для конкретного процесу, але їх зазвичай можна розділити на кілька категорій, а саме: пружні датчики, перетворювачі, датчики диференціального тиску і датчики тиску вакууму. Нижче представлені категорії, кожна з яких містить унікальні внутрішні компоненти більш підходять під використання в конкретній ситуації.

пружні датчики

Більшість датчиків тиску рідини мають пружну структуру, де рідина укладена в невеликий відсік щонайменше з однієї пружною стінкою. При використанні даного методу, показання тиску визначаються шляхом вимірювання відхилення цієї еластичною стінки, представляючи результат безпосереднім відліком через відповідні зв'язки, або через трансдуцірованние електричні сигнали. Пружні датчики тиску дуже чутливі, вони досить крихкі і схильні до вібрації. Крім того, вони, як правило, значно дорожче, ніж манометри, і тому в основному використовуються для передачі даних вимірювань і вимірювання різниці тисків. Теоретично можна використовувати досить широкий спектр пружних елементів для пружних датчиків тиску. Однак більшість пристроїв використовують ту чи іншу форму трубки Бурдона або діафрагми.

трубки Бурдона

Принцип, на якому засновані різного виду трубки Бурдона: Тиск, що подається всередину трубки, викликає пружну деформацію еліптичного або овального перетину трубки в сторону кола, яка викликає появу напруг в поздовжньому напрямку, які змушують трубку розгинатися, а вільний кінець трубки переміщатися. Система важелів і передач перетворює цей рух і повертає стрілку, яка показує тиск щодо круглої шкали. Діапазон вимірювання такого манометра становить - від 10 Па до 1000 МПа. Трубні матеріали можуть бути змінені відповідним чином відповідно до необхідного умовою процесу. Також, трубки Бурдона - портативні і вимагають мінімального технічного обслуговування, однак, вони можуть бути використані тільки для статичних вимірювань і мають низьку точність.

Матеріалом для трубчастих пружин може служити сталь, бронза, латунь. Залежно від конструктивного виконання трубчасті пружини можуть бути одно- і багатовиткові (гвинтові і спіральні), S-образні і т.п. Поширені одновиткового трубчасті пружини, що використовуються в манометрах, які призначені для вимірювання тиску рідин і газів, а також в таких типах манометрів як глибиномір. Датчики С-типу можуть бути використані в діапазонах тисків наближаються до 700 МПа; вони мають мінімальний рекомендований діапазон тиску - 30 кПа (тобто вони не досить чутливі для вимірювання різниці тисків менше ніж 30 кПа).

Сильфони

Сильфони мають циліндричну форму і містять багато складок. Вони можуть деформуватися в осьовому напрямку при зміні тиску (стиснення або розширення). Тиск, який має бути виміряна прикладається до однієї сторони сильфона (всередині або зовні), тоді як на протилежну сторону діє атмосферний тиск. Абсолютний тиск може бути виміряна шляхом відкачування повітря з зовнішнього або внутрішнього простору сильфона, а потім вимірюванням тиску на протилежному боці. Сильфон може бути підключений тільки до включає / вимикає перемикачів або до потенціометра і використовується при низькому тиску, <200 Па з чутливістю 1,2 Па.

Мембрани (діафрагми)

Мембрани виготовлені з круглих металевих дисків або гнучких елементів, таких як гума, пластик або шкіра. Матеріал, з якого виготовлена ​​мембрана залежить від того чи використовується властивості пружності цього матеріалу або йому повинен протистояти інший елемент (наприклад - пружина). Мембрани виготовлені з металевих дисків використовують пружні характеристики, а тим, яким протистоять інші пружні елементи, виготовлені з гнучких елементів. Мембрани дуже чутливі до різких змін тиску. Мембраною виготовленої з металу можна виміряти максимальний тиск рівне приблизно 7 МПа, а мембраною використовує пружний тип матеріалу можна вимірювати надзвичайно низькі тиску (0,1 кПа - 2,2 МПа) при підключенні до ємнісним перетворювачів або до датчиків перепаду тиску. Діафрагми бувають плоскі, гофровані і капсульного типу. Як зазначалося раніше, мембрани дуже чутливі (0,01 МПа). Вони можуть вимірювати дробові різниці тиску на дуже маленькому діапазоні (скажімо, тиску декількох дюймів води) (еластичний тип) або великі перепади тиску (наближаючись до максимального діапазону в 207 кПа) (металевий тип).

Мембрани дуже універсальні - вони зазвичай використовуються в дуже агресивних середовищах або в ситуаціях з екстремальними надлишковими тисками.

Приклади пружних елементів датчиків тиску показані нижче:

електричні датчики

Сьогодні датчики не тільки обов'язково підключаються до стрілочних покажчиків, для відображення тиску, але також можуть служити для перетворення тиску в електричний або пневматичний сигнал, який може бути переданий в диспетчерську в якій проводиться зчитування і визначення тиску. Електричні датчики приймають дані отримані механічний вплив від пружного датчика і включають в себе електричний компонент, таким чином, посилюючи чутливість і збільшуючи сфери застосування датчиків. Існують такі типи датчиків тиску: ємнісний, індуктивний, датчик магнетосопротивления (датчик Холла), п'єзоелектричний, тензодатчик, віброелементамі, і потенциометрический тип датчика.

ємнісні датчики

Ємнісний датчик складається з паралельних пластин - конденсаторів, з'єднаних з діафрагмою, яка зазвичай металева і піддається тиску сил беруть участь в процесі з одного боку і опорним тиском на іншій стороні. Електроди прикріплені до мембрани і отримують живлення від генератора високої частоти. Електроди відчувають будь-яке переміщення діафрагми і це впливає на зміну ємності пластин-конденсаторів. Зміна ємності виявляється приєднаною електричним колом, яка виводить напругу відповідно до зміни тиску. Даний тип датчика може працювати в діапазоні від 2,5 Па - 70 МПа з чутливістю 0,07 МПа.

Приклад ємнісного датчика тиску:

Індуктивний датчик тиску

Індуктивні датчики тиску в поєднанні з діафрагмою або трубкою Бурдона. Феромагнітний сердечник прикріплений до пружного елементу і має первинну і дві вторинні обмотки. Струм подається на первинну обмотку. Коли сердечник по центру то той же напруга буде індукувати до двох вторинними обмотками. Коли сердечник переміщається під впливом тиску, відношення напруги між двома вторинними обмотками змінюється. Різниця напруг пропорційна зміні тиску.

Нижче показаний приклад індуктивного датчика тиску з використанням діафрагми. Для цього виду датчика тиску, приймаючи камеру 1 в якості еталонної камери з опорним тиском Р 1 подається і котушку заряджається еталонним струмом. коли тиск в інших камерах змінюється, діафрагма рухається і індукує струм в інший котушці, який вимірюється і висловлює виміряне значення струму в одиницях тиску.

Такі датчики можуть бути використані з будь-яким пружним елементом (хоча, як правило, використовуються в поєднанні з діафрагмою або трубкою Бурдона). Читання значення створюваного тиску, буде визначатися калібруванням напруги. Таким чином, діапазон тиску, в якому може бути використаний цей датчик визначається щодо пружного елемента, але лежить в діапазоні від 250 Па - 70 МПа.

Датчики тиску, засновані на принципі магнетосопротивления

датчики тиску , Засновані на принципі магнетосопротивления, також мають феромагнітний сердечник. При зміні тиску, гнучкий елемент переміщує феромагнітну пластину, що призводить до зміни магнітного потоку ланцюга, яке може бути виміряна. Ситуації, в яких можна було б використовувати електричний елемент це ситуація, в якій індуктивний датчик не генерує досить точне вимірювання. Діапазон тиску для даного методу складає від 250 Па до 70 МПа з чутливістю 0,35 МПа.

Приклад датчика тиску на основі вимірювання магнетосопротивления можна побачити нижче:

п'єзоелектричні датчики

П'єзоелектричні датчики використовують датчик - кристал. Коли тиск прикладається до кристалу, він деформується і створюється невеликий електричний заряд. Вимірювання електричного заряду пропорційно зміні тиску. Цей тип датчика має дуже швидкий час відгуку на постійні зміни тиску. Подібно датчику тиску заснованого на принципі вимірювання магнетосопротивления, п'єзоелектричний елемент дуже чутливий, але реагує набагато швидше. Таким чином, якщо час має суттєве значення, п'єзоелектричний датчик буде пріоритетний до використання. Діапазон тиску датчиків такого типу становить 0,021 - 100 МПа з чутливістю 0,1 МПа.

Нижче показаний приклад п'єзоелектричного датчика тиску:

потенціометричні датчики

Потенціометричні датчики мають важіль, механічно прикріплений до пружного датчику тиску. При зміні тиску, деформується пружний елемент, в результаті чого змушує важіль рухатися вперед або назад по потенціометра і таким чином знімаються показання опору. Ці чутливі елементи належать оптимальному робочому діапазону, але обмежені багатьма факторами. Таким чином, вони є датчиками нижнього рівня, які не використовуються занадто часто. При низькій чутливості і робочому діапазоні, вони можуть найкраще підійти в якості дешевого детектора даючи грубу оцінку. Діапазон тиску 0,035 - 70 МПа з чутливістю 0,07 -0,35 МПа.

Приклад потенциометрического датчика тиску показаний нижче:

Тензометрический датчик

Тензометрический датчик виявляє зміни тиску шляхом вимірювання зміни опору мостової схеми Уитстона. Загалом, ця схема використовується для визначення невідомого електричного опору, врівноважуючи дві секції мостової схеми, так що б ставлення опорів в одній секції ( ) Було таким же, як і в іншій секції ( ), Повертаючи нуль, в гальванометрі в центральній гілки. Одна із секцій містить невідомий компонент, опір якого має бути визначено, тоді як інша секція містить резистор з відомим опором, яке можна регулювати. Схема моста Уитстона показана нижче:

Тензодатчик поміщає чутліві елементи на кожному з резісторів и вімірює зміна опору шкірного резистора під дією Зміни тиску. Опір візначається рівнянням , Де ρ = Пітом Опір провідника, L = довжина провідника, и A = площа поперечного перерізу провідника. Зміна тиску буде або подовжуваті, або стіскаті провідник, отже, датчик стисненого та патенти на одному резісторі, а датчик подовжений на ІНШОМУ. Щоб контролюваті Вплив температури (дріт буде такоже або подовжуватіся, або стіскатіся через Зміни температури), вільний датчик нужно розмістіті на других двох резисторах. ЦІ датчики часто є одним з тіпів напівпровідніка (N-тип або р-тип). Таким чином, чутливість таких датчиків значно більше, ніж чутливість їх металевих аналогів, проте з більшою чутливістю приходить більш вузький функціональний діапазон: температура повинна залишатися незмінною, щоб отримати дійсне значення. Ці датчики сильно залежать від змін температури (на відміну від інших типів електричних компонентів). Діапазон тиску 0 - 1400 МПа з чутливістю 1,4 - 3.5 МПа.

Приклад незв'язаного тензодатчика показаний нижче. Даний тип датчиків використовує чутливі до натягнення дроту, один кінець якого закріплений на нерухомій рамі, а інший кінець прикріплений до рухомого елементу, який рухається зі зміною тиску.

Приклад пов'язаного тензодатчика можна побачити нижче. Даний тип розміщується у верхній частині діафрагми, яка деформуючись при зміні тиску, натягує проводи, прикріплені до діафрагми.

віброелементамі

Вібраційні датчики тиску функціонують за допомогою вимірювання зміни резонансної частоти вібруючих елементів. Струм проходить через дроти, індукуючи електрорушійну силу в проводі. Потім зусилля збільшується, що викликає коливання дроту. Тиск впливає на цей механізм, за допомогою впливу на сам провід: підвищення тиску зменшує напругу в дроті і, таким чином знижує кутову частоту коливань дроти. При вимірюванні абсолютного тиску, датчик розміщений в циліндрі під вакуумом. Ці датчики вимірювання абсолютного тиску є дуже ефективними: вони виробляють повторювані результати і слабо схильні до впливу температури. Їм не вистачає чутливості в процесі вимірювання, проте, таким чином, вони не дуже підходять для процесу, в якому необхідно відстежувати короткочасні зміни тиску. Діапазон тиску: 0,0035 - 0,3 МПа з чутливістю 1E-5 МПа.

Нижче показаний вібраційний датчик тиску:

Вібраційний датчик тиску в циліндрі (для абсолютного тиску), показаний нижче:

Датчики диференціального тиску

Датчики диференціального тиску використовуються з різними видами датчиків, в яких вимірювання тиску є результатом різниці тисків, зокрема таких датчиків як діафрагми, сопла подачі або Вентурі-метрів. Датчик перепаду тиску перетворює різницю тисків в переданий сигнал. Де розміщення датчика перепаду тиску (DP) залежить від характеру потоку текучого середовища, яка вимірюється. Типовий датчик диференціального тиску мінімально інвазивний (зовнішній компонент приєднаний через пункти вимірювання); він зазвичай використовується з ємнісним елементом в парі з діафрагмою, яка дозволяє ємкісному тілу рухатися разом або окремо, генеруючи сигнал (через зміну ємності), який може бути інтерпретований до падіння тиску. Вони часто використовуються для виявлення невеликих відмінностей у великих перепадах тиску. Його розміщення схоже на приєднання вольтметра паралельно з резистором, щоб виміряти "падіння" його напруги (аналогічно падіння тиску).

Діапазон вимірюваного тиску і чутливість датчика диференціального тиску залежить від електричних і пружних компонентів, що використовуються в самому датчику. Це відмінний датчик, який використовується при вимірюванні перепаду тиску, однак, для всіх інших додатків, він досить марний.

вакуумні датчики

Такі датчики можуть вимірювати надзвичайно низькі тиску або вакуум, посилаючись на тиску нижче атмосферного. Крім діафрагми і електричних датчиків, призначених для вимірювання низьких тисків, є також теплові датчики провідності і датчики іонізації.

теплові вакуумметри

Принцип використовуваний в даному типі датчиків полягає в зміні газової теплопровідності під дією тиску. Однак через відхилення від ідеальної поведінки газу, в якому зв'язок між цими двома властивостями лінійна, датчики такого роду, які також називаються датчиками Пірані, можуть бути використані тільки при низькому тиску, в діапазоні (0.4E-3 до 1.3E-3) МПа. Це надзвичайно чутливі елементи. Вони можуть виявляти зміни тиску в 6E-13 МПа.

У цих датчиках спіральна нитка проводить струм нагріває котушку. Зміна тиску змінює швидкість теплопередачі від нитки розжарення, тим самим змушуючи варіюватися її температуру. Ці зміни в температурі можуть бути виявлені за допомогою термопар, які також підключені до ниток напруження - частинам мостової схеми Уитстона.

прилади іонізації

Існує дві категорії для цих типів датчиків: З гарячим катодом і з холодним катодом. Для датчиків з гарячим катодом, електрони випускаються нагрітими нитками, в той час як для датчиків з холодним катодом електрони звільняються від катода в результаті зіткнення іонів. Електрони вдаряють молекули газу, що надходить в датчик, формуючи позитивні іони, які збираються і викликають протягом іонного струму. Кількість утворень катіона пов'язано з щільністю газу і, отже, пропорційно вимірюваному тиску, а також, так як використовується постійний струм електронів, отже, іонний струм є мірою тиску газу. Обидва типи датчиків є високочутливими пристроями і найбільш підходить для вимірювання дрібних часток тиску. Датчики з гарячим катодом ще більш чутливі, ніж датчики з холодним катодом і здатні вимірювати тиск близько 10 -8 Па. Їх діапазон чутливості коливається від 1E-16 до 1E-13 МПа

Висновки:

Трубка Бурдона 0,1 ... 700 МПа 0,03 МПа Портативність;
Низькі експлуатаційні витрати. Статичні вимірювання;
Низька точність. Сильфони <0,2 МПа 0,0012 МПа Може бути використаний на низькому тиску. Може бути приєднаний тільки до двохпозиційного перемикача або до потенціометра. Діафрагми 0,1 ... 2,2 МПа 0,01 МПа Швидкий час відгуку;
Висока точність;
Хороша лінійність;
Може бути використаний в корозійних середовищах. Дуже дорогий. Ємнісні 2,5 Па - 70 МПа 0,07 МПа Використовуються для вимірювання низьких тисків і вакууму;
Міцна конструкція. Повністю електронний;
Ємнісні пластини можуть злипатися в процесі експлуатації. Індуктивні 250 Па - 70 МПа 0,35 МПа Висока чутливість. Обмежені пружними елементами;
Більш грубі в порівнянні з датчиками магнетосопротивления. Магнетосопротивления 250 Па - 70 МПа 0,35 МПа Висока чутливість. Вимагають наявності зовнішнього джерела змінного струму. П'єзоелектричні 0,021 ... 100 МПа 0,1 МПа Дуже швидкий час відгуку. Підпадає під вплив високих температур і статичних сил. Потенцоіметріческіе 0,03 ... 70 МПа 0,07 - 0,35 МПа Можуть мати дуже маленькі розміри. Маленька чутливість і робочий діапазон. Вимірювання натягу 0 ... 14000 МПа 1,4 - 3,5 МПа Дуже висока чутливість;
Можуть бути використані на мобільних частинах. Надзвичайно повільне час відгуку;
Слабкий вихідний сигнал. Диференціальні Залежить від інших елементів пристрою Залежить від інших елементів пристрою Використовуються для вимірювання перепаду тиску. Вимірюються тільки для вимірювання перепаду тиску. Теплопровідності 0,4Е-3 ... 1,3Е-3 МПа 6Е-13 МПа Чи здатні вимірювати вакуум. Вимірювання лінійних тільки на низькому тиску. Іонізації 1,3Е-13 ... 1,3Е-8 МПа 1Е-13 ... 1Е-16 МПа Висока чутливість;
Можуть вимірювати глибокий і сверхглубокий вакуум. Обмежені фотоелектричним ефектом. Вібрації 0,0035 ... 0,3 МПа 1Е-5 МПа Дуже точні;
Чи не схильні до змін температури. Не можуть бути використані на високому тиску.

Завдання і приклади на підбір датчика певного типу

Проблема полуперіодіческого реактора

Припустимо, що є напівбезперервний реактор ємністю 1000 л з 50 кг цинку всередині під тиском 1 атм. і температурою рівною 25 ° С. 6М хлористоводневої кислоти тече в реактор зі швидкістю 1 л / хв і вступаючи в реакцію з цинком виробляє хлорид цинку для використання в іншому процесі.

А) Які фактори слід враховувати?

Б) Скажіть, якщо клапан вийде з ладу при робочому тиску 4 атм. (Тобто він не закриється і реактор буде залитий HCl) На яке Тиск ви можете безпечно встановити точку зупину?

С) Який тип датчика повинен бути використаний?

Рішення:

Фактори, які слід враховувати:

1. процес
   1. Соляна кислота дуже і дуже їдка (особливо з такою високою молярна), і, таким чином будь-який датчик, який би ви не вибрали, повинен бути в змозі витримати корозійну природу процесу.
2. діапазон тиску
   1. Спочатку реактор знаходиться під тиском в 1 атм. З огляду на реакцію 2 HCl (рі.) + Zn (метал.) -> H 2 (газ) + ZnCl 2 (рі), ви робите один моль газоподібного водню на додаток до існуючого тиску повітря в ємності. У міру протікання реакції, Тиск всередині судини буде істотно збільшуватися. Моделювання тиску H 2 (газ) в ідеальних умовах одно, Р = НЗТ / V
   2. 
   3. Приблизно через 1 годину, тиск H 2 (газ) збільшиться до 4,38 атм, створивши загальний тиск в посудині на 5,38 атм.
3. Довкілля
   1. Тут немає небезпеки від високих температур і сильної вібрації через високі затрати і швидкості реакції.
4. чутливість
   1. Так як це помірно небезпечний процес, ми повинні мати вихід датчика підключається до комп'ютера. Так, інженер може безпечно спостерігати за процесом. Ми припускаємо, що датчик буде сигналізувати клапан HCl, щоб закрити його після того, як робочий Тиск стане рівним 3 атм., проте пристрої іноді дають помилку. Ми також повинні мати високу чутливість, тому кращими будуть електричні компоненти (тобто ми не хочемо, щоб процес відхилявся від нормального режиму, хоча це потенційно можливо, якби датчик був не дуже чутливий до поступових змін).

точка відключення

Беручи до уваги швидке збільшення тиску, як оцінено в пункті (2), і відмова клапана при 4 атм., Точка виключення повинно бути приблизно дорівнює 3 атм.

Тип датчика:

1. З огляду на типи датчиків, які ми обговорювали, ми можемо відразу відкинути вакуумні датчики, так як вони працюють при дуже низьких тисках (майже вакуумі, звідси і назва). Ми можемо також відкинути диференціальні датчики тиску, оскільки ми не шукаємо перепаду тиску на резервуарі.
2. Оскільки ми хочемо добитися високої чутливості, ми повинні використовувати електричні компоненти. З огляду на діапазон тисків (3 атм .; макс ~ 0,3 МПа) оптимальним буде ємнісний елемент, тому що він міцний і добре працює в системі низького тиску.
3. Беручи до уваги корозійну активність в системі з вмістом HCl, як пружний елемент може бути використана мембрана. Мембрани також досить міцні і забезпечують швидкий час відгуку.
4. Ця комбінація, ймовірно, буде укладена в міцному, заповненому, гліцерином / силіконом корпусі, щоб захистити датчик від деградації.

Так, в результаті, ми вибираємо датчик, який буде використовувати діафрагму як пружний елемент, ємнісний елемент якості електричного компонента і антикорозійний корпус.

приклад 2

Ваш керівник сказав вам додати датчик тиску в дуже дорогий і важливої ​​частини обладнання. Ви знаєте, що частина обладнання працює на 1 МПа і при дуже високій температурі. Який датчик ви б обрали?

Рішення

Оскільки частина обладнання, яке ви маєте справу дуже дороге, вам потрібен датчик, який має високу чутливість. Електричний датчик був би гідною кандидатурою, бо ви могли б підключити його до комп'ютера для швидкого і простого зчитування показань. Крім того, ви повинні вибрати датчик, який буде працювати на 1 МПа і зможе витримувати високі температури. З інформації представленої в цій статті ви знаєте, що є багато датчиків, які будуть працювати при тиску 1 МПа, так що ви повинні вирішити, щодо інших факторів, що впливають. Одним з найбільш чутливих електричних датчиків є датчик ємнісного типу. Він має чутливість 0.07 МПа. Ємнісний датчик зазвичай має діафрагму в якості пружного елементу. Мембрани мають швидкий час відгуку, дуже точні і працюють на 1 МПа.