Kalibrace tlakového spínače
tlakové spínače jsou velmi běžnými nástroji v procesním průmyslu a jsou k dispozici různé druhy tlakových spínačů. Stejně jako mnoho přístrojů musí být tlakové spínače kalibrovány, aby byla zajištěna jejich přesnost a spolehlivost. Přepínače jsou o něco obtížnější kalibrovat než vysílače. Nesprávný druh kalibrace může způsobit mnoho chyb ve výsledku kalibrace. V tomto článku se podíváme na to, jak správně kalibrovat tlakové spínače.
než se vrhneme do kalibračního procesu, pojďme diskutovat o některých základních charakteristikách a terminologii tlakových spínačů.
jak funguje tlakový spínač?
Stručně řečeno, tlakový spínač je přístroj, který měří tlak a který má funkci elektrického spínače naprogramovanou tak, aby pracoval při určitém tlaku.
lze jej například nastavit tak, že když není připojen žádný tlak (otevřený atmosféře), spínač je uzavřen, ale když se tlak zvýší až na 10 psi, spínač se otevře. Opět, když tlak klesne pod 10 psi, spínač se zavře.
terminologie tlakového spínače
pojďme nejprve velmi stručně diskutovat o související terminologii;
normálně otevřené / normálně zavřené
některé spínače mají svorky spínače otevřené, když není připojen žádný tlak, nazývané normálně otevřené (ne) nebo uzavírací spínač. Opak je normálně uzavřený (NC) nebo Otevírací spínač. Výběr závisí na tom, jaký druh obvodu chcete s přepínačem řídit.
co je „normálně“? Existuje určitá debata o definici normálně otevřeného/zavřeného spínače. Nejčastěji je definován jako stav, kdy výstup tlakového spínače je, když není připojen k žádnému tlaku, tj. nemá fyzickou stimulaci.
ostatní mohou definovat „normální“ stav jako stav, kdy je přepínač během normálního provozu procesu(nespnutý).
normálně otevřený spínač je otevřený, když není připojen žádný tlak. Když je aplikován dostatečný tlak, spínač se zavře:
normálně uzavřený spínač je uzavřen, když není připojen žádný tlak. Když je aplikován dostatečný tlak, spínač se otevře:
přepínač bude mít vždy nějaké mrtvé pásmo, což je rozdíl mezi dvěma provozními body (body otevírání a zavírání). Je vyžadováno mrtvé pásmo, protože pokud by se spínač otevřel a zavřel ve stejném bodě, mohl by začít oscilovat, když je tlak na tomto limitu. Také by mohl ovládat obvod zapínat a vypínat vysokou frekvencí, pokud by nedošlo k mrtvému pásmu. Například uzavírací (ne) tlakový spínač se může zavřít při tlaku 10 psi a znovu otevřít při tlaku 9,5 psi, takže existuje 0,5 psi mrtvé pásmo.
některé spínače pracují při stoupajícím tlaku, jiné s klesajícím tlakem. Jistě, vždy dostanete jednu z funkcí se stoupáním a druhou s pádem, ale primární požadovaná funkce se děje jedním směrem.
existují tlakové spínače, které pracují s různými typy tlaku: měřidlo, absolutní, diferenciální nebo vakuový tlak.
některé starší spínače jsou mechanické (nebo dokonce pneumatické), takže uvnitř spínače tlak způsobuje změnu stavu spínače. Většina novějších typů je elektronická nebo digitální, takže měří tlak a odpovídajícím způsobem řídí výstup spínače. Mnoho moderních přepínačů je programovatelných, takže je snadné nastavit požadované provozní body. Zatímco mechanické spínače nepotřebují žádné napájení, Elektrické musí mít jeden.
při výběru typu spínače je třeba zvážit stav, aby v případě selhání napájení nebo uvolnění kabelu zůstal stav spínače Bezpečný. A v případě bezpečnostního spínače by měl být nakonfigurován tak, aby v případě uvolnění kabelu alarm pokračoval. Pokud se například jedná o normálně otevřený (zavírací spínač), nic si nevšimnete, pokud se kabel uvolní, spínač je stále otevřený, ale po zavření spínače neprovede požadovanou akci. Takže celkově vzato, měli byste jej navrhnout tak, aby byl bezpečný při selhání.
mluvíme také o suchých a mokrých přepínačích. Suchý spínač má připojení otevřená nebo zavřená, takže funguje jako mechanický spínač. Mokrý spínač má dvě různé hodnoty napětí představující dva výstupní stavy.
výstupem elektrického mokrého spínače může být napěťový signál se dvěma úrovněmi, proudový signál nebo signál typu otevřeného kolektoru.
někdy lze funkci spínače provést také v řídicím systému měřením aktuálního signálu z vysílače a naprogramováním funkce podobné přepínači pro ovládání něčeho na základě úrovně signálu.
v praxi mají průmyslové spínače často dvojité spínací kontakty, které lze naprogramovat Samostatně. Mohou to být normální body Lo a Hi, ale také body“ Lo Lo „a“ Hi Hi“. Zatímco Lo a Hi jsou normální kontrolní body, Lo Lo a Hi Hi jsou alarmové limity, které budou kontrolovat vážnější poplašné činnosti.
bezpečnostní tlakové spínače
bezpečnostní spínače jsou spínače používané v bezpečnostních přístrojových systémech (SIS) a tyto spínače mají určité bezpečnostní klasifikace. Rovněž je regulována kalibrace těchto bezpečnostních spínačů.
velký rozdíl oproti těmto přepínačům spočívá v tom, že tyto spínače zůstávají po většinu času statické, aniž by kdy fungovaly. Při běžném používání tedy nepřepínají otevřené a zavřené,jen čekají, zda je splněna úroveň bezpečnostního poplachu, a poté fungují.
protože tyto spínače pracují velmi zřídka, existuje riziko, že se zaseknou a nebudou fungovat, když by měly.
při kalibraci neprovádějte tyto bezpečnostní spínače před kalibrací, místo toho zachyťte první bod, když spínač pracuje. Může se stát, že první operace vyžaduje větší tlak než operace po několika cvičeních.
normální spínače se obvykle provádějí několikrát před kalibrací, ale to by nemělo být provedeno pro bezpečnostní spínače.
v bezpečnostním spínači je provozní bod kritický, ale často návratový bod není tak relevantní a nemusí dokonce vyžadovat kalibraci.
jak kalibrovat tlakové spínače
Nyní pojďme (konečně!) diskutovat o tom, jak kalibrovat tlakové spínače.
přípravky & bezpečnost
pokud je spínač instalován v procesu, je velmi důležité zajistit, aby byl izolován od tlakového potrubí. Musíte se také ujistit, že odpojíte jakýkoli obvod, který spínač ovládá-nechcete, aby se velké ventily začaly otevírat/zavírat, nebo aby čerpadla začala pracovat, ani generovat bezpečnostní poplach.
některé spínače mohou mít síťové napětí nebo jiné nebezpečné napětí přes svorky spínače, když se otevřou, takže se ujistěte, že je izolován.
tlaková rampa
pro kalibraci tlakového spínače je třeba zajistit pomalu se měnící tlakovou rampu, pohybující se napříč pracovními body spínače. V závislosti na typu spínače musíte nejprve dodat vhodný tlak pro zahájení kalibrace.
často můžete začít s atmosférickým tlakem, ale v některých případech musíte pumpovat vysoký tlak a začít pomalu snižovat tlak směrem k provoznímu bodu. Nebo možná budete muset začít s vakuem. To závisí na přepínači, který má být kalibrován.
existují různé způsoby, jak zajistit vstupní tlak. Můžete použít kalibrační ruční čerpadlo s jemným nastavením, můžete použít přívod vzduchu v obchodě s přesným regulátorem tlaku nebo můžete použít automatický regulátor tlaku.
je nezbytné zajistit pomalou tlakovou rampu, abyste viděli přesný tlak, kterým spínač pracoval. Pokud se tlak změní příliš rychle, nemůžete přesně zachytit tlakový bod, když je spínač v provozu.
některé nástroje (jako Beamex MC6) jistě mohou automaticky zachytit přesný tlak v okamžiku, kdy přepínač změnil svůj stav.
v každém případě nezapomeňte měnit tlak velmi pomalu, když se blížíte k provozním bodům spínače! Tlak můžete měnit rychleji, když ještě nejste blízko provozních bodů.
Měření výstupu spínače
k měření svorek spínače potřebujete nějaký nástroj. Pokud se jedná o suchý spínač s otevřeným a zavřeným výstupem, můžete použít Ohm metr. Pokud je výstup elektrický, budete muset najít nástroj, který dokáže měřit výstup. V některých případech to může být měřič napětí nebo měřič proudu. U elektrických výstupů je někdy trochu obtížné najít, jak měřit výstup. Měli byste být schopni rozpoznat dva stavy výstupu a zjistit, kdy se stav změní.
pomocí některých nástrojů můžete naprogramovat spouštěcí úroveň, která vyhovuje dotyčnému přepínači, což umožňuje automatické zachycení změny stavu. Takto funguje Beamex MC6.
zachycení provozních bodů
při kalibraci spínače musíte zachytit vstupní tlak v okamžiku, kdy se změní stav výstupu.
můžete se pokusit zachytit vstupní tlak ručně, např. když se změní stav spínače, zastavíte rampu a podíváte se, jaký je vstupní tlak (na zařízení / kalibrátoru, který měří vstupní tlak). S největší pravděpodobností dochází k určitému zpoždění vašich reflexů, takže tlak je již odlišný od toho, jaký byl během okamžiku provozu spínače. To je hlavní důvod, proč byste měli poskytnout velmi pomalý vstupní tlak, takže se během zpoždění vašich reflexů tolik nezměnil.
Některá zařízení mohou zachytit vstupní tlak automaticky ve stejném okamžiku, kdy výstup spínače změní svůj stav. Netřeba dodávat, že řada kalibrátorů Beamex MC6 to dokáže… 🙂
MC6 může interpolovat mezi hodnotami měření tlaku. Dovolte mi to vysvětlit; digitální zařízení pro měření tlaku měří tlak několikrát každou sekundu. Může se stát, že spínač pracuje mezi dvěma po sobě jdoucími hodnotami měření tlaku. V takovém případě se MC6 podívá na časové razítko operace spínače a interpoluje mezi dvěma po sobě jdoucími výsledky měření tlaku, aby získal přesnou hodnotu tlaku během okamžiku provozu spínače.
zpožděný výstup
některé průmyslové přepínače mohou mít zpoždění přidané k výstupu, takže nefunguje příliš rychle. Měli byste zjistit, zda má váš přepínač zpoždění, protože kalibrace musí být provedena ještě pomaleji než obvykle.
s určitým přidaným zpožděním, v době, kdy se výstup přepíná, je vstupní tlak již daleko od bodu, který skutečně spustil výstup pro přepínání.
kroky v kalibraci tlakového spínače:
zde je kondenzovaný seznam kroků v kalibraci tlakového spínače:
- odtlakování & odpojte z bezpečnostních důvodů.
- připojte zdroj tlaku a kalibrátor tlaku ke vstupu spínače.
- Připojte zařízení k měření stavu výstupu přepínače.
- několikrát přepněte spínač-pumpujte plný tlak a zpět na nulu. Ne s bezpečnostními spínači!
- čerpadlo normálně tlak v blízkosti provozního bodu.
- pohybujte tlakem velmi pomalu přes pracovní bod, dokud se výstup spínače nezapne. Zaznamenejte provozní tlak.
- pohybujte tlakem velmi pomalu směrem k vratnému bodu, dokud se stav spínače nezapne. Zaznamenejte zpětný tlak.
- proveďte požadovaný počet opakování-opakujte dva předchozí kroky.
- odvzdušňovací tlak.
- odpojte zkušební zařízení.
- návrat přepněte zpět do provozu.
samozřejmě musíte zdokumentovat výsledky kalibrace přepínače.
také je třeba vypočítat chyby nalezené v kalibraci a porovnat je s maximální povolenou tolerancí pro tento přepínač, abyste zjistili, zda prošel nebo selhal kalibrace. V případě, že přepínač selhal kalibrace, pak je třeba buď nastavit spínač nebo jej vyměnit. I když projde kalibrací, měli byste stále analyzovat, jak velká byla chyba. Pokud se chyba blížila tolerančnímu limitu, nebo pokud se od poslední kalibrace hodně posunula, je dobré ji upravit, aby nedošlo k selhání při další kalibraci.
a stejně jako u každé kalibrace, na základě historie výsledků kalibrace byste měli zvážit, zda by se kalibrační období mělo změnit. Nechcete plýtvat prostředky na kalibraci příliš často, ale také nechcete kalibrovat tak zřídka, že dostanete neúspěšný výsledek kalibrace. Neúspěšný výsledek kalibrace by měl v každém případě vždy zahájit vyšetřování následků. To může být drahé a náročné na práci.
další diskuse o tom, jak často by měly být nástroje kalibrovány, najdete v tomto blogu:
- jak často by měly být nástroje kalibrovány?
a diskuse o kalibraci Fail A Pass naleznete zde:
- kalibrační nejistota pro figuríny-Část 3: Je to projít nebo selhat?
dokumentace, metrologická sledovatelnost, nejistota kalibrace
vzhledem k tomu, že dokumentace je součástí formální definice kalibrace, je důležitou součástí každé kalibrace. To platí také při kalibraci tlakového spínače. Typicky ve formě kalibračního certifikátu.
použité kalibrační zařízení by mělo mít platnou metrologickou sledovatelnost podle příslušných norem, jinak kalibrace nezajišťuje sledovatelnost při kalibraci spínače. Více informací o metrologické sledovatelnosti naleznete zde:
- metrologická sledovatelnost při kalibraci – jste sledovatelní?
nejistota kalibrace je důležitou součástí každé kalibrace. Pokud kalibrační zařízení (a použitá kalibrační metoda a postup) není dostatečně přesné pro kalibraci tlakového spínače, pak kalibrace nemá velký smysl. Jaký má smysl použít 2% přesný kalibrátor ke kalibraci 1% přesného nástroje.
další informace o nejistotě kalibrace naleznete zde:
- kalibrační nejistota pro figuríny-Část 1
máme také jeden starší blogový příspěvek, který obsahuje krátké video o kalibraci tlakového spínače zde:
- jak kalibrovat tlakový spínač (video)
Stáhněte si tento článek
klikněte na obrázek níže a stáhněte si tento článek jako bezplatný soubor pdf:
Beamex řešení pro kalibraci tlakového spínače
jak byste si mysleli, Beamex nabízí řešení pro kalibraci tlakového spínače.
naše řada kalibrátorů MC6 může provádět zdokumentované kalibrace tlakových spínačů, buď poloautomaticky s kalibračním čerpadlem, nebo plně automaticky s regulátorem tlaku.
výsledky kalibrace tlakového spínače můžete nahrát z kalibrátoru do softwaru pro správu kalibrací pro bezpapírovou dokumentaci.
kontaktujte nás další informace: