絶対圧トランスミッタとゲージ圧トランスミッタ: 実際に必要なのはどちらですか?

購買チームの誰かがエンジニアからデータシートを受け取り、「絶対的」であることを確認します。圧力トランスミッターある行には「」、別の行には「ゲージ圧トランスミッター」があり、どちらを注文すればよいかをすぐに判断する必要があります。カタログ写真ではどちらも同じように見えます。ほとんどの場合、どちらも 4 ～ 20mA を出力します。実際に重要な部分はセンサーの内部に埋め込まれており、それぞれがゼロ点として使用するものです。

注文書にそれを混ぜても、送信機は引き続き動作します。およそ 1 気圧ずれた数値が報告されるだけで、プロセスによっては、それは無関係であるか、深刻な問題になります。

「基準圧力」が実際に何を意味するか

圧力センサーは、単独で圧力を測定するわけではありません。ダイヤフラムの片側のプロセス圧力と反対側の基準圧力との差を測定します。その参照はセンサーのタイプを定義するものです。

産業用計装は通常、次の 3 つのリファレンスに分類されます。

ゲージ圧、局所的な大気圧に対して測定
絶対圧力、密閉された真空に対して測定
固定基準に対してではなく、2 つのプロセスポイント間で測定された差圧

微分はそれ自体のトピックです。ほとんどの場合、最初の 2 つの間に混乱が生じます。

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ゲージ圧伝送器

ゲージトランスミッターには小さな通気口があり、通常はケーブルを通して配線され、ダイヤフラムの基準側を外気にさらします。送信機が何も接続されていないベンチに置かれている場合、大気と大気を比較しているため、ゼロを読み取ります。天候が変化したり、気圧が変化したりすると、ゼロ点もそれに伴って移動します。それは欠陥ではありません。それが全体の設計意図です。

これは、ほとんどの産業用圧力ループのデフォルトの選択ですが、これには十分な理由があります。ポンプ吐出ライン、圧縮空気ヘッダー、油圧シリンダー、水タンクレベルループ - これらのほぼすべてにおいて、オペレーターにとって実際に重要な数値は、周囲の大気に対する圧力です。ブースターポンプステーションを運用している人は、真空基準に対する絶対圧力を知る必要はありません。彼らは、ポンプが周囲と比較してどのくらいの力で押しているかを知る必要があります。

このトレードオフは 2 か所で現れます。-まず、海抜ゼロメートルで校正されゼロ調整されたユニットは、高地にある施設に設置されると小さなオフセットを示します。これは、テスト時よりも薄い空気に通気しているためです。第二に、その通気路は侵入口でもあります。湿気や塵は長年にわたって基準キャビティに侵入する可能性があるため、ゲージトランスミッターは通常、定期的な注意が必要な乾燥剤プラグまたはブリーザーに依存しています。沿岸または高湿度のプラントではそのメンテナンスを省略すると、ゼロ点のドリフトが非常に遅くなり、オペレータは機器のせいにする前にプロセスのせいにすることがよくあります。-

絶対圧伝送器

アブソリュートトランスミッタは、ダイヤフラムの基準側を通気するのではなく、真空に対して密閉します。周囲の空気にまったくさらされないため、リファレンスが動くことはありません。海抜ゼロメートルでは、これは、屋外に置かれた絶対送信機がゼロを示さないことを意味します - およそ 14.7 psi (101.3 kPa) を示します。これは、実際の標準大気と真の真空を比較したものだからです。

これは、大気の漂流により測定値がわずかにずれるだけではなく、測定値が損なわれる場合に最も重要です。

凍結乾燥、脱気、減圧蒸留などの真空プロセス。このプロセスは大気圧以下で動作し、プロセスの興味深い部分が開始されるとすぐにゲージセンサーが使用可能な範囲と解像度を使い果たすことになります。{0}
気圧測定。目標は大気圧に関連するものではなく、大気圧そのものを追跡することです。
ロードロックチャンバー、高度シミュレーション、航空宇宙試験環境では、現場の利便性よりもサイトや条件全体での再現性が重視されます。{0}
保管輸送およびガス計量。計算では、ローカルで参照される値ではなく、規制による真の絶対値が必要になることがよくあります。

基準チャンバは通気ではなく密閉されているため、絶対センサーは、ゲージユニットが管理することを中心に構築されている湿気侵入故障モードも回避します。{0}} -そのトレードオフは現場での検証です。ゲージユニットのように絶対センサーを大気に対して開放してゼロを確認するだけでは不可能です。それを適切にチェックするには、基準真空源または校正された気圧標準が必要です。

-並べて-比較

要素	ゲージ圧発信器	絶対圧発信器
基準点	現地の気圧	密閉真空
次の場合にゼロを読み取ります	外気にさらされる	なし (海面で約 14.7 psi / 101.3 kPa)
天候や標高に敏感	はい	いいえ
センサーのビルド	通気基準側	密閉真空リファレンス
一般的な使用方法	タンク、ポンプ、油圧機器、圧縮空気	真空システム、航空宇宙、ガス計量
フィールドゼロチェック	簡単、大気に通気するだけ	真空または気圧標準が必要

通気センサーには定期的な乾燥剤のチェックが必要です。密閉型センサーはそれを回避しますが、適切な基準機器がなければ、現場でのスポットチェックは困難になります。{0}

中間のオプションがあります: 密閉ゲージ

この問題は人々が予想するよりも頻繁に RFQ で取り上げられるため、次に進む前に言及する価値があります。密閉型ゲージトランスミッタは、真の真空や開放ベントではなく、標準大気に近い固定内部圧力を参照します。日常の操作では、標準のゲージユニットとほぼ同じように動作しますが、時間の経過とともに湿気や汚染物質が侵入する通気路がありません。一部のメーカーは、アプリケーションに必要のない真の絶対センサーにお金を払うことなく、屋外設置、海洋環境、または通気センサーのメンテナンス要件が現実的ではない場所向けにこれらを配置しています。

実際にどうやって決めるか

プロセスにとって「ゼロ」が何を意味するのかから始める

重要な数値がその日の大気の動きに対する相対的な圧力である場合、ゲージは正しいです。プロセスで、天候、標高、気圧の変動に関係なく安定した測定値が必要な場合、それは絶対値を指します。

プロセスが真空状態になったかどうかを確認する

ここで選択ミスが最もよく起こります。ゲージ送信機は技術的には大気よりも低いマイナスの小さな読み取り値を表示できますが、その範囲と精度はゼロのプラス側を中心に構築されています。プロセスが大気圧以下でリアルタイムに費やされる場合、その範囲にスケールされた絶対トランスミッターは、重要な場合にはるかに優れた分解能を提供します。

設置の高さとサイト間の一貫性を考慮する{0}}-

海面で校正され、1,500 メートル上空に設置された送信機は、接続された瞬間に小さいながらも実際のオフセットを示します。単一サイトの場合、インストール後に再ゼロ設定すると、この問題が解決されます。-異なる標高にある複数の施設にわたって同じプロセスを実行する操作の場合、絶対測定では変数が完全に除去され、測定値が場所間で比較可能に保たれます。

バイヤーが注文前に実際にチェックしていること

ゲージトランスミッタとアブソリュートトランスミッタのデータシートはほぼ同じに見えるため、実際の決定は通常、ユニットが設置に適合するかどうかを決定する仕様の短いリストに帰着します。

出力信号。4-20mA は依然として単純なループのデフォルトですが、診断が重要な場合は HART が一般的であり、新しい PLC 統合システムでは Modbus またはその他のデジタルプロトコルがより多く使用されます。制御システムが引用されているものを実際にサポートしていることを確認します。
プロセス接続。ねじのタイプとサイズ (G1/2、1/4 NPT など) は既存の継手と一致する必要があります。そうでない場合、接続が間違っていると単純な交換作業が機械加工作業になってしまいます。
精度クラスと圧力範囲。センサーは広い範囲向けに仕様化されていますが、ほとんどの場合その範囲の底付近で動作すると、意味のある解像度が失われます。プロセスが理論的に到達できる最大値だけでなく、実際の動作圧力に範囲を一致させると、より良いデータが得られます。
認定。危険区域用の ATEX または IECEx、EU 市場用の CE、安全ループ用の SIL2 - これらは、設置場所で必要な場合はオプションの品目ではありません。また、認定ユニットがまだ在庫にない場合はリードタイムが長くなる可能性があります。
ハウジングと侵入の保護。IP65 対 IP67 対完全水没型の定格は、気候制御されたパネル室よりも屋外や洗浄環境でより重要です。-

これによって、ゲージまたはアブソリュートが正しいセンサータイプであるかどうかは変わりません。注文した特定のユニットが到着後に実際に動作するかどうかは決まります。

避けるべき間違い

送信機の選択では、いくつかのパターンが繰り返し表示されます。

「真空サービスの定格」を「絶対参照」と同じものとして扱います。多くのゲージ送信機はゼロ付近の負の範囲まで読み取ることができますが、それは絶対的な基準ではなく、そのように設計されていないユニットではゼロ付近の精度が低下する傾向があります。

設置後に再ゼロ調整することなく、異なる気候や標高から調達した交換用送信機と交換します。{0}}これは小さなオフセットですが、実際のものであり、測定値が古い単位と完全に一致していないことに誰かが気づくまで見逃してしまいがちです。

乾燥剤のメンテナンスを通気センサーに任せます。ドリフトは非常に緩やかであるため、特に湿気の多い環境や海岸沿いの環境では、機器ではなくプロセスのせいになることがよくあります。

絶対真空に近づけない用途向けのアブソリュートトランスミッタを注文します。通常、それらはより高価であり、単純なタンクまたはライン圧力ループの場合、その追加コストはプロセスに実際に必要なものを何も買いません。

各タイプがフィールドに現れる場所

食品または製薬プロセスの真空蒸発器には、チャンバーが実際に大気よりどれだけ低い位置にあるかを追跡するための絶対トランスミッターが必要です。プロセスの意味のある部分が始まるとすぐに、ゲージセンサーが有効範囲を超えてしまいます。

ポンプ場や配水ループは絶対測定には実際には役に立ちません。大気に対するゲージ圧は、まさにオペレーターが日々のポンプの性能を判断するために必要な数値であり、現場での検証がより簡単です。

ロードロックチャンバーを実行する半導体または薄膜プロセスでは、建物の HVAC の圧力変動に関係なく再現可能な真空測定値が測定の中心であるため、ほとんどの場合、絶対値トランスミッタが指定されます。

よくある質問

ゲージトランスミッターは真空用途で使用できますか?

浅い端だけです。ゲージセンサーは小さな負の値を示すことがありますが、真の真空に近い分解能と精度は設計によって制限されています。軽い真空を超えるものには、絶対値の方が適しています。

プロセスが屋内で気候が制御されている場合、標高は重要ですか?{0}}

はい、屋内で何が起こっているかに関係なく、標高は地域の大気圧に影響します。気候制御は温度と湿度を変更しますが、ゲージセンサーが通気するベースラインの大気基準を変更するものではありません。

密閉ゲージ発信器はアブソリュートと同じですか?

いいえ。真の真空ではなく、標準大気に近い固定内部圧力を参照するため、使用中のゲージユニットのように動作しますが、開いた通気路はありません。

絶対値トランスミッタが屋外でゼロではなく約 14.7 psi を示すのはなぜですか?

これは真の真空を基準にしており、海面での標準大気圧はその基準より約 14.7 psi 高いためです。ゲージ送信機はその大気圧を自動的に差し引きます。絶対的なものはそうではありません。

初めて仕様を正しく理解する

ゲージ-か-絶対的な決定は、1 つの質問に帰着します。それは、プロセスに、現地の雰囲気に関連した読み取り値が必要か、それとも、それに関係なく安定した読み取り値が必要かということです。日常的な圧力ループのほとんどは、最初のカテゴリに分類されます。真空、航空宇宙、精密大気関連の作業は 2 番目に分類されます。

動作範囲だけでは用途がまだ明らかでない場合は、圧力範囲、設置高さ、プロセスが大気圧を下回るかどうかを確認するのが最も早い方法です。通常、設置後に数値の合計が合わないことを確認するのではなく、何かを注文する前に正しいセンサーのタイプと範囲を確認するにはこれで十分です。

どれがあなたのプロセスに適しているかまだわかりませんか?

圧力範囲、プロセス媒体、設置高さ、および認証要件 (CE、SIL2 など) を当社に送信していただくと、絶対圧またはゲージ圧トランスミッタが適切に適合するかどうか、および適切な範囲と出力信号を確認します。ほとんどの問い合わせに対して、仕様に関する推奨事項は 1 営業日以内に返されます。

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