Датчики давления обычно рассматриваются как основные приборы, «сборщики данных» промышленных объектов, обеспечивающие стандартизированный выходной сигнал. Однако с точки зрения измерения давление не является независимой переменной процесса, а является прямым отражением гидростатического и гидродинамического состояния жидкости. Основываясь на этом фундаментальном принципе, измерения с помощью датчика давления позволяют без добавления дополнительных датчиков получать ключевые параметры, такие как уровень жидкости, плотность и расход. Эти скрытые значения позволяют создавать высоконадежные измерительные решения в сложных промышленных системах.
Гидростатическое измерение уровня
Для жидкостей в стационарном или около-стационарном состоянии статическое давление на любой глубине можно выразить как P=P₀ + ρgh. Когда давление газовой фазы P₀ известно или может быть исключено как переменная, выходной сигналдатчик давленияимеет линейную зависимость от высоты уровня жидкости. На этот метод измерения не влияют пена, конденсация пара или колебания поверхности, что делает его пригодным для сред с высокой температурой, высоким давлением и сильной коррозионной активностью. При промышленных измерениях необходимо обращать внимание на стабильность плотности среды и долговременную-постоянство высоты точки отбора; в противном случае прямое применение может привести к систематическим ошибкам измерения.
Измерение уровня перепада давления
В закрытых контейнерах измерение в одной-точке часто не соответствует требованиям точности определения уровня жидкости. Используя датчик перепада давления с верхним и нижним отводами давления, можно устранить давление газовой фазы, сохранив только статический перепад давления, создаваемый уровнем жидкости. Эта схема измерения обычно применима к средним резервуарам для хранения, таким как реакторы, бродильные резервуары и паровые барабаны котлов. Для высоких-температурных, кристаллизующихся или вязких сред часто требуется капиллярная система с двойным дистанционным уплотнением, чтобы обеспечить точность измерений и стабильную передачу сигнала.
Расчет плотности
Основной принцип измерения свойств среды с помощьюдатчик давленияоснован на статике жидкости. Тенденцию изменения плотности можно определить путем измерения давления при фиксированной высоте уровня жидкости. Основная логика вытекает из ρ=ΔP / (gh). Учитывая, что высоту уровня жидкости можно контролировать или точно измерить, этот метод позволяет осуществлять непрерывный мониторинг плотности. Он преобразует не-электрическую величину (плотность) в стандартный электрический сигнал (например, 4-20 мА), который легко передавать на большие расстояния и точно измерять. Благодаря алгоритмам многопараметрического слияния и методам динамической калибровки можно обеспечить онлайн-мониторинг плотности с точностью от ±0,1% до ±0,5% в промышленных условиях. Эта технология имеет значительную инженерную ценность при дозировании химических веществ, транспортировке суспензий и новых энергетических электролитных системах.
Измерение расхода при перепаде давления
Логика измерения расхода по перепаду давления заключается в том, что изменение скорости жидкости на ограничительном устройстве (например, диафрагме, трубке Вентури или сопле) вызывает перепад давления. Это значение перепада давления имеет четкую функциональную связь со скоростью потока. Измеряя эту разницу давлений с помощью преобразователя дифференциального давления, можно добиться косвенного измерения расхода. Хотя современные расходомеры бывают различных типов, измерение расхода при перепаде давления, благодаря высокой степени стандартизации и широкому диапазону применимых условий, по-прежнему занимает важное место в измерении расхода пара, газа и высоко-сред. Его основным измерительным элементом остается датчик давления.
