Распространенной проблемой при работе с водой, маслом или другими жидкостями являются кратковременные пики давления, которые настолько высоки, что могут повредить измерительную ячейку датчиков давления. Если возникают скачки давления такого рода, необходимо использовать датчик давления с максимальной устойчивостью к избыточному давлению.
Такому прибору требуется измерительная ячейка с очень долговременной стабильностью и мощная электроника
Даже в тщательно спроектированной системе возможно возникновение волны давления из-за быстрого закрытия клапанов или из-за внешних сил, таких как удары, которые многократно превышают максимальное номинальное давление. Поскольку такие пики давления возникают только в миллисекундном диапазоне, они зачастую даже не обнаруживаются установленными измерительными системами. Однако эти пики ведут к повышенному износу или даже неисправности датчиков давления. Датчики, используемые в системах с кратковременными пиками давления, обычно оснащены компенсатором для фильтрации высокочастотных пиков давления. Но этого не всегда достаточно.
Найти причины скачков давления и устранить их нелегко. Поэтому наиболее практичным решением будет выбор продукта, обладающего более высоким сопротивлением избыточному давлению и способного выдерживать эти пики давления.
Поскольку масштабирование увеличивает не только сигнал, но и погрешность или неопределенность измерения, датчики, устойчивые к скачкам давления, часто имеют более низкую точность. Частично компенсировать некоторые ошибки, например, нелинейность и температурные эффекты, можно за счет мощной электроники и более сложной калибровки. Тем не менее, помимо гистерезиса, который не может быть компенсирован, долговременная стабильность является решающим критерием для использования в течение многих лет: если измерительные ячейки с типичным долговременным дрейфом 0,2% в год дополнительно увеличиваются в 2 раза, погрешность измерения уже через 3 года намного превысит 1%, т. е. станет в несколько раз выше, чем при поставке. По этой причине крайне важно использовать измерительную ячейку с чрезвычайно длительной стабильностью.
Для этого в датчиках давления используются измерительные ячейки, которые фактически предназначены для более высокого диапазона измерения. Затем сигнал увеличивается соответствующим образом. Это может значительно увеличить сопротивление избыточному давлению, которое обычно в два-три раза превышает номинальное давление.
Утечка из-за разрыва мембраны датчика в водяном насосе.
В приложениях с водяными насосами очень часто возникают экстремальные пики давления.
Перекачка воды — область применения, в которой часты экстремальные пики давления.
Датчики давления с пятикратным сопротивлением давлению
Именно здесь на помощь приходят датчики давления Trafag с опцией 5P. Эта опция гарантирует пятикратное сопротивление избыточному давлению по сравнению с номинальным давлением без потери точности. С одной стороны, такие характеристики достигаются за счет использования чрезвычайно долговечной стабильной измерительной ячейки «тонкая пленка на стали», которая уже сотни тысяч раз зарекомендовала себя в самых сложных сферах, таких как мобильная гидравлика. С другой стороны, используется мощная электроника, основанная на микросхеме ASIC (специализированный микрочип), разработанной собственными силами Trafag. Благодаря чрезвычайно прочной измерительной ячейке, выполненной из тонкой пленки на стали, даже длительный дрейф не представляет проблемы: во время испытаний под непрерывной нагрузкой с удвоенным номинальным давлением и более чем 20 миллионами изменений нагрузки дрейф оставался ниже 0,1%.
В коррозионной среде измерения измерительная ячейка на основе тонкой пленки на стали будет повреждена. Поэтому в этом случае используются датчики давления с керамической измерительной ячейкой. Керамические измерительные ячейки состоят из оксида алюминия и чрезвычайно устойчивы к коррозии. Здесь также вступает в игру мощная электроника, позволяющая до пяти раз увеличить сопротивление избыточному давлению. Недостаток — немного меньшая точность. Если датчики давления вступают в контакт с агрессивными средами, необходимо внимательно выбирать корпус и штуцер давления, контактирующие со средой. Наиболее подходящими материалами являются титан или дуплексная сталь, устойчивая к соленой воде.