วิธีเลือกเครื่องส่งสัญญาณแรงดันที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ?

เครื่องส่งสัญญาณความดันเป็นอุปกรณ์ตรวจจับอุตสาหกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งออกแบบมาเพื่อวัดความดันของก๊าซของเหลวหรือไอน้ำและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน (เช่น 4-20mA, 0-10V)
อย่างไรก็ตามสภาพแวดล้อมการทำงานที่แตกต่างกันกำหนดข้อกำหนดที่แตกต่างกันในเครื่องส่งสัญญาณความดัน เครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิดและความดันทั่วไปทำหน้าที่เป็นสองหมวดหมู่ที่สำคัญแต่ละประเภทปรับให้เหมาะกับความต้องการแอปพลิเคชันเฉพาะ รายงานนี้วิเคราะห์ความแตกต่างอย่างครอบคลุมในปรัชญาการออกแบบลักษณะโครงสร้างหลักการทำงานสถานการณ์แอปพลิเคชันมาตรฐานการรับรองค่าใช้จ่ายและการบำรุงรักษาให้ผู้อ่านมีการอ้างอิงทางเทคนิคในเชิงลึก

เครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิดกับเครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไป
รายการเปรียบเทียบ เครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิด เครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไป
ปรัชญาการออกแบบ ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่ระเบิดได้เพื่อป้องกันการจุดระเบิดจากประกายไฟไฟฟ้าหรืออุณหภูมิสูง มุ่งเน้นไปที่ความแม่นยำในการวัดความดันและความคุ้มค่าโดยไม่คำนึงถึงความเสี่ยงในการระเบิด
โครงสร้างวัสดุ ที่อยู่อาศัยที่มีความแข็งแรงสูง (เช่นสแตนเลส 316L, โลหะผสมอลูมิเนียม), ประสิทธิภาพการปิดผนึกสูง (IP66-IP68) และความต้านทานต่อแรงดันระเบิดภายใน วัสดุทั่วไปเช่นพลาสติกหรือโลหะมาตรฐานที่มีประสิทธิภาพการปิดผนึกปานกลาง (IP54-IP65)

หลักการ ทำงาน		 การวัดความดัน + เทคโนโลยีป้องกันการระเบิด (เช่น flameproof ex d, ความปลอดภัยที่แท้จริง ex i), การ จำกัด พลังงานหรือประกายไฟ วัดความดันและเอาต์พุตสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน (เช่น 4-20MA) โดยไม่ต้องออกแบบการระเบิด

มาตรฐาน การรับรอง		 ต้องปฏิบัติตามมาตรฐานการป้องกันการระเบิดระหว่างประเทศ (เช่น ATEX, IECEX) ด้วยการจำแนกประเภทการแบ่งเขต (โซน 0/1/2) และหมวดหมู่กลุ่มก๊าซ (IIB/IIC) เป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมขั้นพื้นฐาน (เช่น CE, UL) โดยไม่มีข้อกำหนดการรับรองการระเบิด
แอป
พลิเคชัน 		สภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูง: ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ, เครื่องปฏิกรณ์เคมี, เหมืองถ่านหิน (การตรวจสอบก๊าซ), ยา (ตัวทำละลายไวไฟ) สภาพแวดล้อมทั่วไป: การบำบัดน้ำ, HVAC, การแปรรูปอาหาร, การผลิตเชิงกล (ระบบไฮดรอลิก)

1. ปรัชญาการออกแบบและข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย

1.1 วัตถุประสงค์ของเครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิด

เครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิดได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายซึ่งก๊าซไวไฟ (เช่นมีเธน, ไฮโดรเจน), ไอหรือฝุ่นที่ติดไฟได้ วัตถุประสงค์หลักของพวกเขาคือการทำงานอย่างปลอดภัยโดยไม่กระตุ้นการระเบิด
ตัวอย่างเช่นในโรงกลั่นปิโตรเลียมหรือระบบระบายอากาศเหมืองถ่านหินแม้แต่จุดประกายไฟฟ้าเล็กน้อยหรืออุณหภูมิที่มากเกินไปอาจนำไปสู่ผลที่ตามมาจากหายนะ ดังนั้นเครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิดจะต้องไม่เพียง แต่ปฏิบัติตามข้อกำหนดการวัดความดัน แต่ยังป้องกันการแพร่กระจายการระเบิด
การออกแบบที่ป้องกันการระเบิดมักจะเป็นไปตามหลักการสองประการ:
Flameproof (ป้องกันการระเบิด, Ex D)-ล้อมรอบแหล่งกำเนิดจุดระเบิดที่มีศักยภาพภายในที่อยู่อาศัยที่แข็งแกร่งป้องกันการระเบิดจากการส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมภายนอก
ความปลอดภัยภายใน (EX I) - จำกัด กระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าเพื่อป้องกันระดับพลังงานจากการเข้าถึงเกณฑ์การจุดระเบิดแม้ภายใต้สภาวะความผิดพลาด

1.2 วัตถุประสงค์ของเครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไป

ในทางตรงกันข้ามเครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไปมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพของต้นทุนและใช้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่ระเบิดเช่นโรงบำบัดน้ำระบบเครื่องปรับอากาศหรือการประชุมเชิงปฏิบัติการเชิงกล อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมมาตรฐานโดยไม่ต้องพิจารณาการระเบิด

1.3 ผลกระทบของความแตกต่างด้านความปลอดภัย

เนื่องจากปรัชญาการออกแบบที่แตกต่างกันเครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิดจึงจำเป็นต้องมีมาตรการความปลอดภัยที่เข้มงวดกว่าแบบจำลองทั่วไป ตัวอย่างเช่นองค์ประกอบวงจรทุกตัวในโมเดลป้องกันการระเบิด (Ex D) ผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าไม่สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งระเบิดได้ ในทางตรงกันข้ามเครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไปจัดลำดับความสำคัญของความทนทานเชิงกล (เช่นความต้านทานความดันและการกัดกร่อน) มากกว่าการป้องกันการระเบิด

2. ความแตกต่างของโครงสร้างและวัสดุ

2.1 คุณสมบัติโครงสร้างของเครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิด

เครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิดถูกสร้างขึ้นด้วยโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูงและปิดผนึกสูง โดยทั่วไปแล้วตัวเรือนของพวกเขาจะทำจากสแตนเลส (เช่น 316L) หรือโลหะผสมอลูมิเนียมซึ่งได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อทนต่อการระเบิดภายใน บางรุ่น (เช่น SJ MS Series, Emerson 3051 Series) มีคุณสมบัติ flameproof enclosures ที่มีจุดระเบิดที่อาจเกิดขึ้น


ระดับการปิดผนึกของอุปกรณ์เหล่านี้โดยทั่วไปถึง IP65 ถึง IP68 ป้องกันก๊าซภายนอกหรือฝุ่นจากการแทรกซึมได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้รุ่นป้องกันการระเบิดยังใช้ส่วนประกอบการเชื่อมต่อพิเศษเช่นต่อมสายเคเบิลป้องกันการระเบิดเพื่อรักษาความรุนแรง
ภายในเครื่องส่งสัญญาณเหล่านี้รวมคุณสมบัติเช่นไดอะแฟรมแยกการเคลือบป้องกันสแตติกและโมดูล จำกัด พลังงานเพื่อป้องกันประกายไฟที่เป็นอันตรายหรือความร้อนในสภาวะแรงดันสูงหรือความผิดปกติ
(เรียนรู้เพิ่มเติม: ซีรี่ส์เครื่องส่งสัญญาณขั้นสูง)

2.2 คุณสมบัติโครงสร้างของเครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไป

เครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไปมีตัวเลือกวัสดุที่ยืดหยุ่นมากขึ้นรวมถึงพลาสติก (เช่นโพลีคาร์บอเนต) หรือปลอกโลหะมาตรฐานที่มีความแข็งแรงและความต้องการการปิดผนึกต่ำกว่า ตัวอย่างเช่นพลาสติกที่เพียงพอสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันต่ำในขณะที่ตัวเรือนสแตนเลสมาตรฐานใช้สำหรับสภาพแวดล้อมความดันปานกลาง อุปกรณ์เหล่านี้มักจะเป็นไปตามมาตรฐาน IP54 ถึง IP65 สำหรับความต้านทานต่อฝุ่นและน้ำ แต่ขาดความสามารถในการป้องกันการระเบิด

2.3 ผลกระทบของวัสดุและโครงสร้างที่มีต่อประสิทธิภาพ

เครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิดให้ความทนทานที่เพิ่มขึ้นในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (เช่นอุณหภูมิสูงความชื้นหรือก๊าซกัดกร่อน) แต่มาในราคาที่สูงขึ้น ในทางตรงกันข้ามเครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไปมีการออกแบบที่มีน้ำหนักเบาซึ่งง่ายต่อการติดตั้งและเปลี่ยน แต่อาจมีความทนทานต่ำกว่าในสภาพที่รุนแรง
(เรียนรู้เพิ่มเติม: แผนภูมิความต้านทานการกัดกร่อนสำหรับมาตรวัดความดันพร้อมขั้วต่อโลหะ)

3. ความแตกต่างทางเทคนิคในหลักการทำงาน

3.1 หลักการทำงานของเครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิด

เครื่องส่งสัญญาณป้องกันการระเบิดทำงานคล้ายกับแบบจำลองทั่วไปโดยการแปลงความดันเป็นสัญญาณไฟฟ้า อย่างไรก็ตามความแตกต่างที่สำคัญของพวกเขาอยู่ในการบูรณาการเทคโนโลยีการป้องกันการระเบิด:
flameproof (ex d) - ที่อยู่อาศัยทนต่อแรงดันระเบิดภายในและกระจายความร้อนผ่านช่องทางพิเศษ (เช่นตัวจับเปลวไฟ)
ความปลอดภัยที่แท้จริง (EX I)-วงจรไฟฟ้ารวมส่วนประกอบต่างๆเช่นไดโอด Zener หรือตัวต้านทาน จำกัด กระแสไฟฟ้าเพื่อ จำกัด ระดับพลังงานต่ำกว่า 1W

3.2 หลักการทำงานของเครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไป

เครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไปเพียงแค่วัดความดันและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นเครื่องส่งสัญญาณแบบ piezoresistive ใช้ผล piezoresistive ของผลึกซิลิกอนเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความดันแปลงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าผ่านสะพานข้าวสาลี อุปกรณ์เหล่านี้ไม่ต้องการมาตรการ จำกัด พลังงานหรือการป้องกันประกายไฟ

3.3 ความซับซ้อนของการใช้งานทางเทคนิค

เครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิดต้องใช้เทคโนโลยีเพิ่มเติมเช่นอุปสรรคด้านความปลอดภัย (Ex I) หรือการทดสอบ Flameproof ที่เข้มงวด (Ex D) ทำให้การออกแบบและการผลิตมีความซับซ้อนมากขึ้น ในทางกลับกันเครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไปตามกระบวนการผลิตที่ได้มาตรฐานโดยมีข้อ จำกัด ด้านความปลอดภัยน้อยลง

4. มาตรฐานการรับรอง

4.1 การรับรองเครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิด

เครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิดจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยระหว่างประเทศหรือระดับภูมิภาครวมถึง::
ATEX (ยุโรป) - กำหนดการจำแนกประเภทพื้นที่อันตรายและประเภทก๊าซ
IECEX (ทั่วโลก)-ระบบรับรองการระเบิดทั่วโลก
FM/UL (USA) - การรับรองสำหรับตลาดอเมริกาเหนือ
มาตรฐานเหล่านี้ระบุการจัดอันดับความปลอดภัย (เช่น ex d iic T4) เพื่อให้แน่ใจว่าการดำเนินงานที่ปลอดภัยในสภาวะอันตราย

4.2 มาตรฐานเครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไป

เครื่องส่งสัญญาณความดันทั่วไปจะต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านอุตสาหกรรมขั้นพื้นฐานเช่น CE (ความสอดคล้องของยุโรป) และ ISO 9001 (การจัดการคุณภาพ) ซึ่งมุ่งเน้นประสิทธิภาพมากกว่าความปลอดภัยของการระเบิด

5. สถานการณ์แอปพลิเคชัน

5.1 ที่ใช้เครื่องส่งสัญญาณความดันป้องกันการระเบิด

อุตสาหกรรมที่ต้องการเครื่องส่งสัญญาณป้องกันการระเบิด ได้แก่ :
น้ำมันและก๊าซ - การตรวจสอบความดัน Wellhead และ Pipeline
โรงงานเคมี - เครื่องปฏิกรณ์และการวัดแรงดันถังเก็บ
การขุด - การตรวจสอบแรงดันแก๊สเพื่อป้องกันการระเบิด
เภสัชกรรม - ใช้ในสภาพแวดล้อมตัวทำละลายผันผวน

5.2 ที่ใช้เครื่องส่งสัญญาณแรงดันทั่วไป

แอปพลิเคชันทั่วไปรวมถึง:
การบำบัดน้ำ - การตรวจสอบปั๊มและความดันไปป์ไลน์
ระบบ HVAC - การวัดความดันอากาศหรือท่อ
การแปรรูปอาหาร - ควบคุมความดันในการกดหรือเติมเต็ม
การผลิตเชิงกล - การตรวจสอบระบบไฮดรอลิกและนิวเมติก

6. บทสรุป

เครื่องส่งสัญญาณความดันที่ป้องกันการระเบิดจัดลำดับความสำคัญด้านความปลอดภัยในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายรวมถึงตัวเรือนขรุขระวงจรเฉพาะและการรับรองที่เข้มงวด แบบจำลองทั่วไปมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพต้นทุนและความแม่นยำในการวัดสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมมาตรฐาน
การเลือกเครื่องส่งสัญญาณที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม: หากมีก๊าซหรือฝุ่นติดไวไฟอยู่จำเป็นต้องมีแบบจำลองการป้องกันการระเบิด มิฉะนั้นรูปแบบทั่วไปคือตัวเลือกที่ประหยัดกว่า

กลับ