Датчик давления Endress+Hauser Cerabar T: технические характеристики и особенности применения

Endress+Hauser Cerabar T — семейство компактных преобразователей давления для измерения давления газов и жидкостей в промышленных системах. Прибор воспринимает давление через измерительную мембрану и преобразует его в электрический сигнал, который можно передать контроллеру, регистратору или системе сигнализации. В линейку входят исполнения с керамической и металлической измерительной ячейкой. Они различаются диапазонами измерения, допустимыми условиями процесса и электрическими выходами. Поэтому технические параметры следует уточнять по полному обозначению модели: например, PMC131 и PMP131 имеют разные чувствительные элементы и рабочие диапазоны.

Технические характеристики

Параметры Cerabar T зависят от модели, диапазона и кода заказа. Для основных исполнений характерны следующие значения:

• диапазон измерения PMC131 — от 0,1 до 40 бар, с вариантами для измерения разрежения;
• диапазон измерения PMP131 — от 1 до 400 бар;
• диапазон измерения PMP135 — от 1 до 40 бар;
• опорная точность аналогового измерения — до ±0,5 % URL для PMP131 и PMP135; для PMC131 точность зависит от номинального диапазона и настроенного интервала;
• питание PMC131 с аналоговым выходом — 11–30 В постоянного тока;
• питание PMP131 с аналоговым выходом — 12–30 В постоянного тока, для исполнения с транзисторным выходом — 18–32 В;
• аналоговый выход — 4–20 мА, двухпроводная схема;
• дополнительные выходы для отдельных версий PMP131 — 0–10 В или транзисторный выход PNP;
• температура процесса для PMC131 — от −20 до +100 C, для PMP131 — от −25 до +70 C, для PMP135 — от −25 до +100 C с кратковременным повышением до +135 C;
• допустимая температура окружающей среды для PMC131 — от −20 до +85 C; у других исполнений пределы зависят от конфигурации;
• долговременная стабильность — до 0,15 % URL в год;
• время отклика PMC131 — около 20 мс, PMP131 и PMP135 — примерно 2–5 мс.

URL — верхний предел измерительного диапазона датчика. Точность, допустимое давление перегрузки и температурные ограничения нельзя переносить с одной версии на всё семейство: они определяются исполнением и выбранным диапазоном.

Конструкция и измерительная ячейка

В корпусе прибора размещены чувствительный элемент и электронный преобразователь. С одной стороны находится процессное присоединение, через которое давление воздействует на измерительную мембрану; с другой — электрический разъём для подключения к цепи питания и передачи сигнала. Керамическая ячейка PMC131 работает как конденсатор. Давление отклоняет керамическую мембрану, из-за чего меняется ёмкость чувствительного элемента. Электроника измеряет это изменение и формирует выходной сигнал, пропорциональный давлению. Толстая керамическая мембрана устойчива к коррозионному воздействию и перегрузкам в пределах, установленных для конкретной версии. В PMP131 и PMP135 применяется металлическая мембрана с пьезорезистивным чувствительным элементом. Давление вызывает механическую деформацию мембраны, которая изменяет сопротивление измерительной схемы. Электронный блок преобразует изменение сопротивления в электрический выходной сигнал. Вариант PMP135 отличается прежде всего исполнением процессного присоединения для гигиенических применений. Присоединение к процессу может иметь резьбовое или гигиеническое исполнение. В зависимости от модели доступны разные резьбы, а для PMP135 — санитарные соединения типа Clamp и другие варианты. Для вязких сред в некоторых исполнениях PMP131 предусмотрена мембрана, расположенная заподлицо с процессной поверхностью: такая конструкция уменьшает вероятность накопления продукта в полости перед датчиком.

Принцип работы и выходной сигнал

При подключении к процессу давление передаётся на измерительную мембрану. Чувствительный элемент преобразует её деформацию в электрический параметр, а встроенная электроника масштабирует его в соответствии с диапазоном прибора. В двухпроводном исполнении 4–20 мА тот же контур используется для питания и передачи измерения. Нижняя и верхняя точки токового диапазона соответствуют настроенным нижнему и верхнему значениям давления. Контроллер или измерительный прибор интерпретирует ток и отображает его как давление. В отдельных конфигурациях PMP131 доступны выход 0–10 В и транзисторный выход PNP. Транзисторный вариант может использоваться для выдачи дискретного сигнала при достижении заданного порога. Наличие такой функции, схема подключения и настройка порога зависят от конкретного кода исполнения.

Монтаж и эксплуатация

Монтаж начинается с проверки диапазона датчика, типа измеряемого давления, материала мембраны и процессного присоединения. Несоответствие резьбы, уплотнения или диапазона может привести к утечке, неверным показаниям либо повреждению чувствительного элемента. При установке учитывают рабочее давление и возможные кратковременные скачки. Датчик монтируют так, чтобы нагрузка от трубопровода и затяжки не передавалась на его корпус. Уплотнение выбирают с учётом типа присоединения и совместимости с рабочей средой. Для вязких или загрязнённых продуктов применяют подходящее конструктивное исполнение процессной части. Для аналоговой версии соблюдают полярность двухпроводного подключения и требования к напряжению питания. Электрический разъём должен быть собран герметично, кабель — защищён от натяжения и повреждения изоляции. При вводе в эксплуатацию проверяют нулевую точку, соответствие выходного сигнала приложенному давлению и отсутствие утечек в соединении. В эксплуатации следует учитывать температуру среды, окружающего воздуха, вибрацию и химическую совместимость с мембраной и уплотнительными материалами. Нельзя превышать установленное для выбранного исполнения давление перегрузки или использовать температурный предел другой модели серии. При работе с агрессивными веществами материал смачиваемых частей выбирают по фактическому составу среды.

Области применения

Cerabar T используют в системах, где требуется преобразовать давление в сигнал для контроля или управления технологическим процессом. Тип прибора выбирают по диапазону, среде, температуре и конструкции присоединения. К типичным задачам относятся:

• контроль давления в линиях подачи воды и технических жидкостей;
• измерение давления воздуха и неагрессивных газов;
• контроль давления на входе и выходе насосов;
• мониторинг давления в фильтрах, ёмкостях и технологических аппаратах;
• передача аналогового измерения в программируемые контроллеры и системы диспетчеризации;
• контроль параметров в гигиенических линиях с применением исполнения PMP135.

Компактный преобразователь можно включать в локальные контуры автоматизации, где сигнал 4–20 мА поступает непосредственно на аналоговый вход контроллера или измерительного модуля. Вариант с транзисторным выходом подходит для отдельных задач пороговой сигнализации, если эта функция предусмотрена заказанной конфигурацией.

Таким образом, Endress+Hauser Cerabar T — семейство промышленных преобразователей для измерения абсолютного и избыточного давления. Керамическое исполнение PMC131 рассчитано на общепромышленные диапазоны до 40 бар, металлические PMP131 и PMP135 охватывают диапазоны до 400 и 40 бар соответственно. Аналоговый сигнал 4–20 мА позволяет передавать данные в системы контроля и автоматизации, а разнообразие измерительных ячеек и присоединений расширяет область применения серии. Компания «Олниса» поставляет промышленное оборудование на территории России и стран СНГ. В ассортименте компании представлены приборы для измерения и контроля технологических параметров. Поставки оборудования Cerabar T позволяют комплектовать производственные системы средствами контроля давления для различных промышленных процессов.