Работает ли воздушный компрессор исправно? Проверьте, были ли правильно проведены эти четыре теста.

К числу существующих решений для обнаружения на зрелом уровне относятся, главным образом, следующие типы:

Датчик уровня поплавкового типа (герконового типа) — наиболее распространенный старый метод. Конструкция очень проста: поплавок прикреплен к трубке, а внутри трубки установлена ​​цепочка герконовых переключателей и резисторных резисторов. Поплавок перемещается вверх и вниз вместе с уровнем жидкости, а магниты внутри притягивают герконовые переключатели, соединяя различные положения резисторов. Передатчик преобразует этот сигнал в аналоговый выход 4-20 мА. Самым большим преимуществом этого решения является его низкая стоимость и независимость от среды. Он хорошо работает с водой, маслом и хладагентами. Однако механические компоненты, такие как поплавок и шатун, подвержены засорению и заклиниванию и со временем изнашиваются.

В последнее время все чаще используются пьезоэлектрические датчики уровня жидкости. Принцип их работы чем-то похож на удар металлической вилкой — зонд использует высокочастотную вибрацию, и при погружении в жидкость частота вибрации изменяется. Схема обнаруживает это изменение и выдает сигнал переключения. Такие устройства обычно используются для сигнализации о высоком и низком уровне и не измеряют непрерывный уровень жидкости, но они обладают быстрым откликом, устойчивы к загрязнениям, не боятся пузырьков и небольшого накипи. На нашем предыдущем объекте механический поплавок часто застревал, но после его замены на пьезоэлектрический датчик проблем больше не возникало.

Ультразвуковое измерение уровня жидкости — это бесконтактное решение. Датчик крепится к внешней стороне стенки резервуара, и продольная волна распространяется вдоль стенки. Уровень жидкости влияет на потери при распространении звуковой волны, и измерение силы сигнала позволяет рассчитать уровень жидкости. Преимуществами являются отсутствие необходимости сверления отверстий или контакта, а также высокая бережность к системе герметизации. Однако эта система относительно дорога и обычно используется для ключевого мониторинга основных узлов.

В настоящее время основные датчики обнаружения высоких температур в компрессорной промышленности делятся на три категории:

Термопары (термопары) — проверенные временем приборы для работы в условиях высоких температур. Принцип их работы основан на сварке двух разных металлов, и при изменении температуры на контакте генерируется крошечный термоэлектрический потенциал, измерение которого позволяет определить температуру. Наиболее распространенный тип — К-тип (никель-хром — никель-кремний), способный выдерживать температуры до нескольких тысяч градусов. Термопары подходят для использования в выпускных патрубках промышленных компрессоров. Недостатком является необходимость дополнительной «компенсации холодного конца», а также относительно слабый сигнал (на уровне милливольт), что делает прибор подверженным помехам.

Платиновые резисторы Pt100/Pt1000 являются типичным методом измерения температуры на основе сопротивления. Сопротивление платины имеет фиксированную линейную зависимость от температуры (0°C соответствует точно 100 Ом), и измерение сопротивления позволяет обратно рассчитать температуру. Точность резисторов Pt100 значительно выше, чем у термопар (до ±0,1°C), и они хорошо работают в диапазоне температур от -200°C до 600°C. В настоящее время температура воды и масла во многих компрессорах измеряется непосредственно с помощью Pt100, а трехпроводные или четырехпроводные методы подключения позволяют значительно уменьшить ошибки проводки и упростить настройку на месте.

Термисторы NTC представляют собой недорогое и быстродействующее решение. Они изготовлены из полупроводниковых материалов, и их сопротивление уменьшается на определенную величину при каждом незначительном повышении температуры. Их преимуществами являются малый размер и быстрое реагирование (на уровне миллисекунд), но диапазон рабочих температур узок, обычно не превышает 150°C, и они не подходят для работы в условиях высоких температур. Однако они широко используются в некоторых небольших мобильных компрессорах, которые являются дешевыми и простыми в использовании.

Термомассовый расходомер специально разработан для газов, таких как сжатый воздух. Принцип его работы можно объяснить следующим образом: датчик оснащен двумя температурными датчиками. Один постоянно нагревается (поддерживая постоянную разницу температур, превышающую температуру газа), а другой является эталонным датчиком для измерения температуры самого газа. Когда газ течет, он поглощает некоторое количество тепла от нагревательного датчика, и чем быстрее рассеивается тепло, тем быстрее течет газ и тем больше его объем. На основе этого количества рассеиваемого тепла можно напрямую рассчитать массовый расход.

Данное решение обладает рядом особенно важных практических преимуществ: Во-первых, оно напрямую выдает данные о массовом расходе (Нм³/ч), что исключает необходимость дополнительной температурной и барометрической компенсации и значительно упрощает работу. Во-вторых, диапазон измерений очень широк (1:100 или даже 1:200), что позволяет измерять как высокие скорости потока на всем производстве, так и слабые сигналы утечки. В-третьих, оно не имеет движущихся частей, не подвержено износу, имеет чрезвычайно низкие потери давления и не расходует энергию.

Вихревой расходомер — ещё одно распространённое решение. Он использует принцип вихревой дорожки Кармана: когда жидкость обтекает треугольный столб, с обеих сторон генерируются чередующиеся вихри, причём частота вихрей строго пропорциональна скорости потока. Его преимуществом является высокая термо- и баростойкость, а также прочная конструкция, что делает его очень надёжным в магистральных трубопроводах и применительно к большим диаметрам. Однако он выдаёт объёмный расход и требует корректировки по температуре и давлению. Если газ содержит влагу или масло, точность будет снижена.

В современной компрессорной промышленности керамические датчики давления являются одним из наиболее распространенных решений. В них используется принцип «пьезорезистивного эффекта» — давление непосредственно воздействует на керамическую диафрагму, вызывая ее небольшую деформацию, и значение сопротивления на обратной стороне толстопленочного резистора (образующего мост Уитстона) соответственно изменяется. Затем мост может выдавать напряжение, пропорциональное давлению. Почему керамика так полезна? Потому что сама керамика обладает высокой эластичностью, коррозионной стойкостью, износостойкостью, ударопрочностью и вибростойкостью, а также особенно хорошей стабильностью, с годовым дрейфом менее 0,2% от полной шкалы. Она может стабильно работать в широком диапазоне температур от -40°C до 135°C, даже в жестких условиях эксплуатации компрессоров.

Также широко распространены диффузионные кремниевые датчики давления. Принцип их работы аналогичен принципу работы керамических датчиков, за исключением того, что чувствительный элемент изготовлен из кремния, что часто повышает точность, но также делает их более чувствительными к температуре и электромагнитным помехам. Они хорошо подходят для некоторых сценариев высокоточных испытаний.

Тензометрические датчики из нержавеющей стали сохраняют прочные и надежные характеристики металлов, выдерживают сильные пульсации давления и удары, а также подходят для работы с большими нагрузками, например, в гидравлических системах. Однако их общая стабильность и контроль дрейфа в долгосрочной перспективе не так хороши, как у керамических решений.

В воздушных компрессорах датчики давления в основном отвечают за поддержание стабильного выходного давления воздуха, повышение эффективности работы и качества сжимаемого воздуха. Некоторые новые интеллектуальные компрессорные платформы даже используют конструкцию с разделительным коллекторным модулем, что позволяет легко снимать и ремонтировать датчик давления без опорожнения внутренней среды системы, тем самым повышая удобство технического обслуживания.