В сфере контроля показателей давления часто путают два важных прибора: реле и датчик. Хотя оба прибора связаны с измерением давленияем, они имеют принципиальные отличия.
Реле давления
Данный электромеханический прибор предназначен для автоматического управления работой насосов, компрессоров или других устройств, функционирующих в системах с жидким или газообразным рабочим телом.
Основа работы реле в преобразовании механического воздействия давления на чувствительный элемент (мембрану, поршень) в электрический сигнал, приводящий к коммутации контактной группы. Элементами этого преобразователя являются:
- корпус – защищает внутренние компоненты от внешних воздействий;
- чувствительный элемент – пружинная мембрана или поршень, деформирующиеся в результате давления;
- контактная группа – переключает электрическую цепь при срабатывании реле;
- регулировочный винт – позволяет устанавливать параметры срабатывания (верхнего и нижнего предела давления);
- электрические клеммы – для подключения к сети питания и управляемому устройству;
Существует два режима работы – автоматический или ручной. В автоматическом режиме реле самостоятельно включает/выключает устройство при достижении/падении заданного давления. Во втором случае управление осуществляется вручную посредством кнопки на корпусе.
Существует несколько видов реле. Они классифицируются по разным параметрам. По типу выходного сигнала реле делятся на дискретные или аналоговые. По количеству ступеней регулировки существуют одно- и двухступенчатые модели.
По типу рабочей среды эти устройства делятся на модели для:
- воды – в системах водоснабжения, отопления, полива;
- воздуха – в пневматических системах, компрессорах;
- масла – в гидравлических системах.
Преимуществами реле считается простота конструкции, доступность и легкость монтажа. Эти устройства позволяют поддерживать заданное значение давления в системе, а также предотвращают поломки оборудования в результате его перепадов.
Минусами реле считается ограниченная точность. Они могут иметь погрешности. Поэтому их не используют для высокоточных измерений. Эти устройства также не подходят для сложных систем.
При выборе необходимо учитывать:
- тип рабочей среды (вода, воздух, масло);
- диапазон измерения:
- тип сигнала (дискретный или аналоговый);
- количество ступеней регулировки (одно- или двухступенчатое);
- функции (защита от сухого хода, индикация, программирование).
Датчик давления
Этот электроприбор нужен, чтобы измерять давление и преобразовывать его в сигнал для дальнейшей обработки, воссоздания или применения. В основе его работы лежит принцип преобразования физического воздействия (давления) в измеримый электросигнал. Существует несколько основных типов измерительных датчиков:
- пьезорезистивные – изменение сопротивления пьезорезистора под действием деформации, вызванной давлением;
- индуктивные – изменение индуктивности катушки индуктивности при перемещении ферромагнитного сердечника;
- емкостные – изменение емкости конденсатора при изменении расстояния между его пластинами;
- тензометрические – изменение сопротивления тензодатчика при деформации;
- оптические – изменение параметров оптического сигнала (например, интенсивности, частоты).
Кроме корпуса и чувствительного элемента, датчик имеет электрическую схему, которая усиливает, обрабатывает и формирует выходной сигнал, а также интерфейс для подключения к внешним устройствам (контроллерам, регистраторам).
Этот прибор отличается такими параметрами:
- точность – погрешность, выраженная в процентах от измеряемой величины;
- разрешение – минимальное изменение показателей давления, которое может быть зафиксировано датчиком;
- тип выходного сигнала – аналоговый/цифровой;
- температурный диапазон, в котором датчик сохраняет свои характеристики.
Преимуществами этого устройства считается:
- широкий диапазон использования – подходит для измерения давления в разных средах (жидкости, газы);
- высокая точность – гарантирует получение максимально точных параметров давления;
- непрерывный выходной сигнал – позволяет отслеживать плавные изменения давления;
- возможность программирования (в некоторых моделях) – подходят для сложных систем управления.
- компактность – можно легко монтировать в ограниченном пространстве.
Недостатками таких датчиков считается сложность конструкции. Они требуют квалифицированного обслуживания. Минусом также является чувствительность к температуре или вибрации.
При выборе этого устройства следует учитывать:
- тип среды;
- диапазон измерения;
- точность (требуемая погрешность);
- тип выходного сигнала;
- интерфейс (способ подключения);
- температурный диапазон эксплуатации;
- возможное превышение давления;
- габариты;
- способ крепления.
Применение
Благодаря своей простоте, реле востребованы в следующих сферах:
- Сетях водоснабжения и отопления – для автоматического включения/отключения насосного оборудования для поддержки заданного давления в системе, его отключения при отсутствии воды во всасывающей линии, а также управления поливом в соответствии с заданным режимом.
- Пневмосистемы – для поддержки заданного давления в пневмосети, предохранения от перегрузок, контроля давления воздуха, подаваемого на инструмент.
- Системы вентиляции – для управления работой вентиляторов, поддержки заданного давления воздуха.
Реле также применяются для функционирования прессов, станочного оборудования, систем смазки, кондиционирования и т.д.
В силу своей универсальности и точности, датчики востребованы в разных отраслях. Они позволяют контролировать и управлять технологическими процессами в разных отраслях (нефтегазовой, химической, пищевой, фармацевтической). Эти приборы также необходимы для систем сбора и обработки информации о состоянии технологических параметров. Они также применяются для измерения давления в гидравлических, пневматических, вакуумных системах станков, прессов, манипуляторов.
Датчики также применяются в коммунальных услугах для работы систем учета потребления воды, газа или тепла. Они нужны для бесперебойного работы коммунальных сетей.
Реле подходят для простых задач управления и защиты, где не требуется особенная точность измерения. Датчики применяются в сложных системах, в которых нужна непрерывная информация о давлении, чтобы контролировать и регулировать его показатели.