Làm thế nào để chọn một áp kế loại phù hợp?

Như tên gọi cho thấy, đồng hồ đo áp suất được sử dụng để... đo áp suất của nhiều loại chất lỏng và khí khác nhau. Đồng hồ đo áp suất có nhiều ứng dụng khác nhau, ví dụ như trong lĩnh vực khí nén và thủy lực, các thiết bị như bơm và máy nén y tế, các tiện ích như giám sát khí và điều khiển làm lạnh, v.v.

Công nghệ cốt lõi được ứng dụng trong các đồng hồ đo áp suất công nghiệp đã có hơn một trăm năm tuổi và chúng vẫn là những thiết bị đo áp suất được sử dụng phổ biến nhất trong thời hiện đại. Hiện nay, có nhiều loại hơn nữa. Các loại áp kế được phát triển, chẳng hạn như Đồng hồ đo áp suất màng ngăn hoặc đồng hồ đo áp suất hóa chất, đồng hồ đo áp suất thấp, v.v.

Hầu hết các đồng hồ đo áp suất đều có ống Bourdon, một cụm ổ cắm và bánh răng, cùng với kim chỉ và mặt số để đo áp suất. Một số máy móc hiện đại còn có màn hình hiển thị trực quan cho thấy kết quả đo áp suất dưới dạng tín hiệu điện và có thể theo dõi thêm các thông số khác như nhiệt độ của chất lỏng.

Lựa chọn đồng hồ đo áp suất chuyên dụng

Có một vài yếu tố thiết yếu cần được xem xét khi lựa chọn áp kế. Một trong những điểm quan trọng nhất là thiết kế kỹ thuật và hệ thống của thiết bị. Điều này có tác động đáng kể đến giá cả, độ an toàn và độ chính xác của thiết bị. Thông thường, đồng hồ đo áp suất có nhiều mức độ chính xác khác nhau như (+/-)0,25%, (+/-)0,5%, (+/-)1%, v.v., đến 2-2,5%. Ngoài ra, còn có các tùy chọn thang đo kép và thang đo đơn. Các hệ thống được thiết kế mới có thể có mức độ chính xác khác với các bộ phận thay thế.

Các yếu tố khác nhau đã được giải thích chi tiết bên dưới.

Kỹ thuật và Thiết kế

Các khía cạnh thiết kế trong kỹ thuật cũng liên quan đến độ chính xác của thiết bị. Ví dụ, độ chính xác của phép đo càng cao thì kích thước mặt số hiển thị các giá trị áp suất tăng dần nhỏ nhất càng lớn. Điều này, đến lượt nó, có thể làm cho thiết bị chiếm nhiều không gian hơn.

Khả năng đọc từ xa của người vận hành cũng sẽ quyết định kích thước mặt số cần thiết cho ứng dụng. Đồng hồ đo áp suất lý tưởng sẽ tối ưu hóa cả các phép đo trên thang đo mong muốn và khoảng cách quan sát cần thiết để đọc thang đo.

Một yếu tố khác cần xem xét là liệu có khả năng xảy ra áp suất động kèm theo các xung và dao động trong hệ thống hay không. Trong trường hợp đó, cần chọn đồng hồ đo áp suất có phạm vi hoạt động từ 50% đến 75% trên thang đo để có đủ khoảng trống cho sự dao động áp suất trong quá trình đo.

Vấn đề kỹ thuật tiếp theo cần xem xét là sự mất độ chính xác có thể xảy ra do điều kiện áp suất quá cao. Thông thường, vật liệu trong quá trình (chất lỏng hoặc khí) đi qua các đường ống dưới áp suất cao và các đồng hồ đo hoặc cảm biến được gắn trên đường ống sẽ đo áp suất. Các hoạt động như bật hoặc tắt bơm, mở hoặc đóng van, v.v., có thể gây ra sự tăng đột biến trong lưu lượng chất lỏng, dẫn đến hiện tượng tăng áp đột ngột. Những sự tăng áp đột ngột như vậy có thể làm hỏng thiết bị và đồng hồ đo áp suất được sử dụng để chống lại tác động đó. Trong trường hợp áp suất quá cao, việc sử dụng van và bộ giảm chấn sẽ cung cấp thêm biện pháp bảo vệ chống lại sự tăng áp đột ngột.

Điều kiện nhiệt độ

Cả nhiệt độ quá trình và nhiệt độ môi trường đều ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của phép đo bằng áp kế. Thông thường, mỗi sự thay đổi 18 độ F (hoặc 10 độ C) sẽ dẫn đến sai số lên đến (+/-)0,4%. Điều này xảy ra do sự thay đổi độ đàn hồi của vật liệu ống Bourdon khi nhiệt độ thay đổi.

Mặc dù việc kiểm soát nhiệt độ môi trường không dễ dàng, nhưng các điều kiện nhiệt độ trong quá trình có thể được tác động theo nhiều cách. Một phương pháp là lắp đặt hệ thống mao dẫn và màng chắn có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt, thậm chí lên đến 600 độ F. Có nhiều loại mao dẫn chứa chất lỏng khác nhau được sử dụng cho mục đích này. Một cách khác là sử dụng ống siphon xoắn hoặc ống siphon đuôi chuột trong các thiết bị dùng cho hơi nước để tản nhiệt sinh ra.

Ở những nơi có nhiệt độ môi trường cực lạnh, người ta thường lựa chọn các thiết kế hệ thống sưởi bằng hơi nước hoặc điện.

Ăn mòn

Loại vật liệu cần đo và điều kiện môi trường xung quanh có ảnh hưởng đến ống Bourdon. Trong một số trường hợp, điều này có thể dẫn đến ăn mòn dưới dạng rò rỉ lỗ nhỏ hoặc hỏng hóc do ứng suất. Tất nhiên, điều này ảnh hưởng đến độ chính xác của thiết bị đo. Do đó, điều quan trọng là phải xem xét tính tương thích của vật liệu chế tạo thiết bị đo với chất lỏng cần đo. Đôi khi Đồng hồ đo áp suất màng ngăn Chúng được tích hợp để tạo thành một lớp bảo vệ giữa đồng hồ đo và môi trường đo.

Rung động

Cuối cùng, độ rung từ các thiết bị xung quanh như máy bơm, động cơ và các bộ phận quay khác có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác của đồng hồ đo. Điều này là do độ rung bổ sung gây ra sự hao mòn thiết bị và có thể dẫn đến trục trặc các bộ phận bên trong như ống Bourdon và bánh răng. Độ rung cũng khiến kim chỉ thị dao động, do đó gây khó khăn trong việc lấy được kết quả đo chính xác.

Trên thực tế, một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây hỏng đồng hồ đo áp suất là do rung động. Biện pháp khắc phục thông thường là sử dụng đồng hồ đo chứa đầy chất lỏng như silicone hoặc glycerin. Chất lỏng này không chỉ làm giảm sự dao động của kim chỉ thị mà còn bảo vệ các bộ phận bên trong bằng cách bôi trơn.

Như vậy, rõ ràng là đồng hồ đo áp suất có nhiều tùy chỉnh về kích thước, kết nối quy trình và kiểu dáng. Cần phải lựa chọn thiết bị phù hợp tùy thuộc vào ứng dụng và yêu cầu của hệ thống.

Tóm lại

Ngoài những biến thể về thiết kế đồng hồ đo áp suất đã nêu ở trên, còn có một số phụ kiện khác giúp nâng cao hiệu suất của thiết bị. Ví dụ, các bộ giảm chấn kiểu piston và kiểu thiêu kết được sử dụng để cải thiện khả năng đọc kết quả bằng cách xử lý các biến động đột ngột về áp suất môi chất. Kim chỉ thị giá trị tối đa rất cần thiết để biết khi nào áp suất tăng đột biến trong hệ thống, đặc biệt là trong thời gian khởi động ban đầu và để khắc phục sự cố. Tuy nhiên, chúng có thể tạo thêm áp lực lên ống Bourdon.

Để hiệu chỉnh tầm nhìn của mặt đồng hồ đo, có thể sử dụng các bộ chuyển đổi xoay. Có thể sử dụng các kim chỉ để biết áp suất hoạt động tối đa và tối thiểu của thiết bị và giá trị chân không của nó. Cuối cùng, có các vỏ bảo vệ bằng cao su giúp bảo vệ đồng hồ đo khỏi bị mài mòn, rách và rung động quá mức.

Như vậy, đồng hồ đo áp suất có vẻ là một thiết bị khá đơn giản về chức năng, nhưng điều cần thiết là phải ghi nhớ tất cả các yếu tố đã đề cập ở trên khi lựa chọn thiết bị phù hợp với mục đích ứng dụng cụ thể.