Inleiding tot drukinstrumentatie

Inzicht in drukinstrumentatie is essentieel in diverse industriële toepassingen, van procesbesturing tot veiligheidssystemen. Deze gids biedt een duidelijk overzicht van veelgebruikte drukmeetinstrumenten, hun werkingsprincipes en typische toepassingen. Elk onderdeel is ontworpen om complexe concepten te vereenvoudigen, waardoor het leren efficiënt en boeiend wordt.

1. Bourdonbuis-drukmeter

Bourdonbuis-drukmeters worden vaak gebruikt in industriële systemen, zoals boilers. Ze werken volgens het principe van een gebogen, holle buis die vervormt onder interne druk.

Werkingsprincipe:

• Onder druk staande vloeistof stroomt de gebogen Bourdonbuis binnen.
• De buis wordt iets rechter en brengt deze beweging over via een systeem van:
  • Drijfstang
  • Segment- en rondselwiel
  • Wijzer en wijzerplaat
• De wijzer geeft vervolgens de drukwaarde nauwkeurig weer op een gekalibreerde wijzerplaat.

Nauwkeurigheidsgraad:

Nauwkeurigheid wordt gedefinieerd als een percentage van de volledige omvang van de toegestane fout.

• Veel voorkomende cijfers zijn: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 en 2,5.
• Een lager cijfer betekent een hogere nauwkeurigheid.
• Klassen 3 en 4 worden zelden gebruikt in kritische toepassingen zoals ketelsystemen vanwege hun lagere precisie.

2. Elektrische contactdrukmeter

Dit instrument is een verbeterde versie van de Bourdon-drukmeter, met geïntegreerde elektrische contacten voor cruciale alarm- en controlefuncties.

Functies:

• Uitgerust met zowel boven- als ondergrenscontacten.
• Activeert een alarm of een automatische reactie wanneer drukdrempels worden overschreden.
• Naadloze integratie met relais en contactors voor een uitgebreide automatische regeling.
• Bijzonder toepasbaar in veeleisende omgevingen zoals olie- en gasketelsystemen.

3. Capacitieve druksensor

Deze geavanceerde sensoren detecteren druk door nauwkeurig de verandering in capaciteit te meten die ontstaat door de vervorming van een flexibel membraan.

Werkingsprincipe:

• Door de uitgeoefende druk wordt het flexibele membraan verplaatst.
• Deze verplaatsing verandert rechtstreeks de capaciteit tussen twee platen.
• Het resulterende signaal wordt vervolgens nauwkeurig omgezet in een meetbaar elektrisch uitgangssignaal.

Typen:

• Verkrijgbaar in zowel single-ended als differentieel ontwerp.
• Differentiële druksensoren zijn doorgaans ongeveer twee keer zo gevoelig als single-ended sensoren.

Voordelen:

• Hoge gevoeligheid, waardoor nauwkeurige metingen mogelijk zijn.
• Snelle reactiesnelheid voor dynamische toepassingen.
• Uitstekende schok- en trillingsbestendigheid.
• Eenvoudig en robuust structureel ontwerp.

4. Balgdrukmeter

Deze meter is een ideale keuze voor het meten van subtiele drukveranderingen en is met name geschikt voor ketelventilatiesystemen en gasleidingen.

Werkingsprincipe:

• De druk komt in de speciale balgholte terecht.
• De balg zet uit en creëert zo een nauwkeurige mechanische verplaatsing.
• Via een tandwielmechanisme wordt deze beweging vervolgens nauwkeurig overgebracht op een wijzer.
• De actuele drukmeting wordt rechtstreeks op de wijzerplaat van het instrument weergegeven.

5. Drukthermometers

Deze geïntegreerde instrumenten maken gebruik van een afgesloten systeem, gevuld met een specifieke vloeistof, om temperatuurveranderingen nauwkeurig om te zetten in bijbehorende drukmetingen.

Componenten:

• Een bol (sonde) die strategisch in de te bewaken temperatuurzone wordt geplaatst.
• Een capillaire buis die ontworpen is om drukveranderingen over te brengen.
• Een Bourdonbuis, die reageert op veranderingen in de overgebrachte druk.
• Een wijzer die de temperatuur nauwkeurig aangeeft op een gekalibreerde wijzerplaat.

Gebruikte vloeistoffen:

• Meestal gevuld met vloeistoffen, stoom of gassen zoals stikstof (gekozen vanwege de stabiliteit).
• Het bedrijfsbereik ligt doorgaans tussen -100°C en +500°C.

Toepassingen:

• Onmisbaar voor continue temperatuurbewaking en automatische schakelfuncties.
• Breed toegepast voor regelcircuits binnen uiteenlopende industriële systemen.

6. Rekstrookdruksensoren

Deze uiterst nauwkeurige sensoren maken gebruik van rekstrookjes om mechanische belasting direct om te zetten in meetbare veranderingen in elektrische weerstand.

Belangrijkste elementen:

• Een rekstrookje dat nauwkeurig op een drukgevoelig substraat is bevestigd.
• Het substraat vervormt onder invloed van druk, waardoor de weerstand van de rekstrook verandert.
• Gebruikt doorgaans een Wheatstone-brugschakeling voor nauwkeurige meting van weerstandsveranderingen.
• Het resulterende signaal wordt vervolgens versterkt en gedigitaliseerd voor nauwkeurige uitvoer.

Variaties:

• Verkrijgbaar in zowel metaalfolie- als halfgeleideruitvoering.
• Tot de metaalfoliesoorten behoren ook draad- en foliesubtypen.

Gebruiksscenario's:

• Uitstekend geschikt voor naadloze integratie in moderne digitale besturingssystemen.
• Biedt een hoge nauwkeurigheid en is zeer geschikt voor dynamische meettoepassingen.

Conclusie: visueel leren, praktische vaardigheden

Of u nu nieuw bent met instrumentatie of gewoon uw kennis wilt opfrissen, deze geanimeerde handleidingen voor drukinstrumentatie zijn ontworpen om u te helpen snel de kernconcepten te begrijpen en praktisch inzicht op te bouwen.

Blijf op de hoogte van nog meer vereenvoudigde handleidingen over niveau, stroming en analytische instrumentatie. Deze zijn allemaal ontworpen om het leren automatiseren niet alleen leerzaam, maar ook echt leuk te maken.