Smart transmiteri
pritiska i diferencijalnog pritiska sa komunikacijom INTENSOR, HART ili PROFIBUS PA
Merenje pritiska podrazumeva merenje
apsolutnog, relativnog pritiska (nadpritiska) i diferencijalnog pritiska.
Nemačka firma ENDRESS+HAUSER u svom proizvodnom programu ima čitavu gamu
davača pritisaka za gasove, paru i tečnosti počevši od onih
najprostijih sa fiksnim opsegom i klasom tačnosti 0.5%, pa sve do SMART
davača sa EEPROM-om u sebi sa promenljivim opsegom, klase tačnosti 0.1%,
sa kojima može da se komunicira putem računara.U svom proizvodnom
programu ENDRESS+HAUSER, takođe, ima i čitav niz SMART transmitera
diferencijalnog pritiska koji služe za merenje nivoa, protoka ili
diferencijalnog pritiska stišljivih (gasovi, para) i nestišljivih fluida
(tečnosti).
Modularni dizajn
Jedna od najbitnijih karakteristika SMART trnsmitera pritiska i
diferencijalnog pritiska firme ENDRESS+HAUSER je modularni dizajn.
To znači da svi transmiteri bez obzira da li su za pritisak ili
diferencijalni pritisak i bez obzira na ćeliju koju imaju, keremičku ili
polilisilikonsku, imaju potpuno istu elektroniku, displej i kućište,
slika 1.
Važno je napomenuti da, prilikom promene
ćelije nije potrebna nikakva ponovna kalibracija transmitera, jer podaci
o svakom tipu ćelije se nalaze u EEPROM-u i elektronika ih odmah
prepoznaje.
Setovanje davača
Setovanje davača ne zahteva vazduh pod pritiskom, isto može da se uradi
koristeći 4 tastera koji se nalaze na samom davaču, ili putem
personalnog računara. Nula može da se pomera između -100% i +95%
nominalnog opsega ćelije, a sam merni opseg je podesiv u odnosu 1:20.
Elektronika koja na izlazu daje pasivnih 4¸20 mA, može da ima INTENSOR
ili HART protokol. Ovo znači da je na analogni signal 4¸20 mA
superponiran digitalni signal za prenos podataka iz EEPROM-a koji omogućava
setovanje davača preko računara i obezbeđuje dosta podataka o samom
davaču i mernom mestu.
Svi SMART uređaji firme ENDRESS+HAUSER poseduju matricu podataka 10x10 u
kojoj se osim vrednosti merene veličine nalazi još niz podataka, na
primer: najviša i najniža temperatura medija na ćeliji, najniži i
najviši pritisak, broj najviših pritisaka koji su delovali na membranu,
razne servisne informacije itd. Svi pomenuti podaci se čuvaju, tako da
korisnik ima potpunu informaciju o stanju davača čime se povećava i
pouzdanost samog merenja pritiska.
Od ove godine, moguća je varijanta elektronike sa PROFIBUS-om PA, potpuno
digitalnom kominikacijom. O ovome i uopšte o komunikaciji, više u sledećem
broju.
Kućište
Kućište SMART transmitera pritiska i diferencijalnog pritiska koje štiti
elektroniku od neumerenih temperatura, vlage i korozivnih materijala je
aluminijumsko i u zaštiti IP65. U kućištu se nalazi digitalni displej i
bargraf.
Treba reći i da SMART transmiteri imaju sertifikate za rad u eksplozivnoj
sredini (CENELEC, PTB, FM, CSA RIIS itd.) i da poseduju električni filter
koji je, ustvari, zaštita od elektromagnetne interference (EMC-
Electromagnetic compatibility). Svaki davač se testira u električnom
polju jačine 30V/m. Upravo zbog toga razna uključivanja i isključivanja,
radio oprema, elektrostatička pražnjenja ne utiču na elektroniku davača
i na taj način pomenuta zaštita obezbeđuje veoma pouzdano merenje.
Cerabar S
CERABAR S (sl. 2) je SMART davač specijalno razvijen za merenje
apsolutnog i relativnog pritiska u veoma teškim industrijskim uslovima (čak
i u eksplozivnim sredinama) gde se zahteva pouzdanost, velika tačnost i
stabilnost u toku dugog vremenskog perioda.
CERABAR S se izrađuje u dve osnovne
varijante:
1. sa keramičkom kapcitivnom ćelijom, sl. 3
2. sa polisilikonskom mernom ćelijom i metalnom membranom
 |
Keramička ćelija:
dizajn i funkcija
Keramičku ćeliju (sl. 3) čine supstrat,
Al2O3 (aluminijum oksid) keramička membrana i aktivni prsten. Sama ćelija
je suva što znači da nema fluida unutar iste. To dalje znači da promena
temperature ne utiče na tačnost merenja pritiska. To je prednost u
odnosu na polisilikonsku ćeliju (sa polisilikonskim uljem) gde je
neophodna temperaturska kompezacija, jer ulje sa promenom temperature
menja zapreminu i tako utiče na merenje pritiska. Odnos između pritiska
i pomeranja keramičke membrane je linearan. Pri nominalnom pritisku
pomeranje membrane je max. 8mm.
|
Prilikom preopterećenja i nekih udara,
membrana dodirne substrat, a onda se vrati u predhodni položaj bez oštećenja
i bez merljivog histerezisa. Zato su keramičke ćelije otporne na
preopterećenje i udare do 40 puta veće od nominalnog pritiska. Na
primer, ćelija sa opsegom do 100 mbar trpi opterećenje do 10 bar! Keramička
membrana je debljine od 0.2 mm do 2.8 mm (u zavisnosti od nazivnog opsega
ćelije) što je znatno više od debljine metalne membrane, što je i čini
mnogo robusnijom.
Preopterećenje ili lom membrane i prodor vlage, zahvaljujući stalno
prisutnoj “samo-proveri”, prouzrokuje alarmo stanje, tj. strujni izlaz
odmah postaje <3.6 mA ili >21.5 mA.
|
Deltabar S
DELTABAR S (sl. 4) je SMART davač diferencijalnog pritiska, koji je
razvijen za veoma teške industrijske uslove rada uključujući i rad u
eksplozivnim sredinama. Proizvodi se u dve osnovne varijante:
1. sa keramičkom kapacitivnom ćelijom, sl. 5
2. sa polisilikonskom ćelijom, sl. 6.
|
 |
|
Keramička ćelija: dizajn i funkcija
Slika 5. prikazuje keramičku ćeliju za diferencijalni pritisak. Dve
keramičke membrane su spojene sa keramičkim supstratom. I supstrat i
membrane čine par elektroda koje su prevučene slojem zlata. Ćelije koje
su formirane između supstrata i membrana ispunjene su silikonskim uljem i
međusobno povezane kanalom kroz supstrat. Kapaciteti C1 i C2 se menjaju
pod dejstvom diferencijalnog pritiska, DP = P1 - P2 , tako da se kapacitet
C1 na strani većeg pritiska P1 povećava, a kapacitet C2 , na drugoj
strani ćelije, smanjuje.
|
 |
Promenu kapaciteta registruje i obradi
elektronika i na izlazu da standardni signal 4-20 mA.Promene zapremine
ulja unutar ćelije, zbog promene temperatura, koje utiču na merenje
diferencijalnog pritiska, kompenzuju se aktivnim merenjem temperature same
ćelije.
 |
Keramika kao materijal
Keramika koja se koristi kao materijal za izradu ćelije i kod davača
pritiska i kod davača diferencijalnog pritiska ima nekoliko prednosti u
odnosu na metal:
1. alumina, Al2O3, (99.5%) je praktično otporna na sve kiseline i ne
zahteva nikakve dodatne zaštitne mere prilikom primene u industriji što
znači da može da bude u direktnom kontaktu sa agresivnim medijima
2. ravna keramička membrana ima odličnu mehaničku stabilnost i ne
zahteva “nabiranje” kao metalna membrana
|
3. keramička ćelija vremenom ne stari, što garantuje stabilnost tokom
dugog vremenskog perioda
4. zanemarljiv histerezis
5. istezanje keramičke membrane prati Hukov zakon, praktično do tačke
loma
Primene CERABAR-a S
CERABAR S nalazi primenu u skoro svim oblastima industrije: hemijska,
prehrambena, u elektranama, rafinerijama, metalurgiji itd. Na slici 7.
prikazani su davači pritiska tipa CERABAR S sa INTENSOR protokolom koji
su instalirani u koncernu crne metalurgije SARTID 1913 AD Smederevo, PC Čeličana,
i mere pritisak tople vode. Na istoj slici može da se vidi i personalni
računar kojim se setuju parametari CERABAR-a S. Davači pritiska tipa
CERABAR S našli su primenu i u Željezari Nikšić, vodovodu Novi Sad,
Prvoj Iskri Barič, itd. Veoma važno je istaći da se CERBAR-i S, sa
keramičkom kapacitivnom ćelijom, koriste i za merenje vakuuma! Veoma
interesantna primena ovih davača je i podešavanje podpritiska u motorima
Formule 1.
 |
Primene DELTABAR-a S
DELTABAR S, kao davač pritiska, nalazi primenu u skoro svim oblastima
industrije: hemijska, prehrambena, u elektranama, rafinerijama,
metalurgiji itd.U Smederevskom gigantu, PC Topla valjaonica, instalirano
je 30 komada DELTABAR-a S, sa keramičkom ćelijom od 25 mbar i INTENSOR
protokolom. Isti su povezani tako da svaki transmiter ima svoje napajanje
preko kartice FXN671, a preko kartice ZA673 ostvaruju komunikaciju sa
PLC-om preko PROFIBUS DP. Naravno, DELTABAR S je našao primenu i u REK
Bitola, Makedonija, Željezara Nikšić, TE Kostolac B itd.
|
 |
Jedna od veoma
interesantnih aplikacija DELTABAR-a S je na promajištima, na primer u
cementarama i u termoelektranama. Na slici 8 prikazan je DELTABAR S koji
na promajištu u cementari zamenjuje stare, konkurentske davače
diferencijalnog pritiska zbog osetljivosti same ćelije (minimalni merni
opseg je 1 mbar) i stabilnosti tokom dugog vremenskog perioda.
|
Karakteristike CERABAR-a S
· Nazivni opseg: 100 mbar, 400 mbar, 2 bar, 10 bar i 40 bar (relativni
pritisak - keramička ćelija)
· Nazivni opseg: 400 mbar, 2 bar, 10 bar i 40 bar (apsolutni pritisak -
keramička ćelija)
· Nazivni opseg: 2.5 bar, 10 bar, 40 bar, 100 bar i 400 bar (relativni i
apsolutni pritisak - polisilikonska ćelija)
· Podešavanje mernog opsega u odnosu 1:20!
· Izlaz: 4¸20 mA, pasivno
· Napajanje: 11.5 V do 45 V jednosmerne struje
· Rezolucija: bolja od 10mA
· Linearnost: 0.1% od podešenog mernog opsega
· podešavanje nule: od -100% do +95% nominalnog opsega
· Histerezis: 0.05% (keramička ćelija) i 0.1% (polisilikonska ćelija)
· Vreme odziva: 0.5s za davač sa keramičkom ćelijom i 0.4s za davač
sa polisilikonskom ćelijom
· Temperaturni opseg: -400C do +850C
· Otpor na vibracije: 4g (60 do 200 Hz)
· Sertifikati za eksplozivnu sredinu: CENELEC, PTB, FM, CSA RIIS
· Električna veza: uvodnice Pg 13.5 ili sa navojem M20x1.5; G1/2; 1/2-14
NPT
· Težina: oko 1.3 kg
Karakteristike DELTABAR-a S
· Nazivni opseg: 25 mbar, 100 mbar, 500 mbar i 3000 mbar, max. statički
pritisak 100 bar (keramička ćelija)
· Nazivni opseg: 10 mbar, 40 mbar, 160 mbar, 1000 mbar, 6000 mbar i 40000
mbar, max. statički pritisak 420 bar (polisilikonska ćelija)
· I jedna i druga ćelija imaju minimalni merni opseg od 1 mbar (što znači
da se za razliku pritisaka od 1 mbar na izlazu dobije 4¸20 mA!)
· podešavanje mernog opsega u odnosu 1:20!
· Izlaz: 4¸20 mA, pasivno
· Napajanje: 11.5 V do 45 V jednosmerne struje
· Temperaturski opseg: -400C do +850C
· Nelinearnost: <0.1% od setovanog mernog opsega
· Podešavanje nule: od -100% do +95% nominalnog opsega
· Histerezis: 0.05% podešenog opsega (keramička ćelija); 0.1% podešenog
opsega (polisilikonska ćelija)
· Vreme odziva: 0.5s do 2s, zavisno od mernog opsega
· Sertifikati za eksplozivnu sredinu: CENELEC, PTB, FM, CSA RIIS
· Električna veza: uvodnice Pg 13.5 ili sa navojem M20x1.5; G1/2; 1/2-14
NPT
· Težina: između 4kg i 6kg (zavisi od verzije)
Kontakt adresa:
Meris d.o.o.
Braničevska 22
11000 Beograd
|
