Kalibratie drukschakelaar
drukschakelaars zijn veel voorkomende instrumenten in de procesindustrie en er zijn verschillende soorten drukschakelaars beschikbaar. Zoals veel instrumenten moeten drukschakelaars worden gekalibreerd om hun nauwkeurigheid en betrouwbaarheid te garanderen. Schakelaars zijn iets moeilijker te kalibreren dan zenders. Een verkeerde kalibratie kan veel fouten in het kalibratieresultaat veroorzaken. In dit artikel zullen we kijken naar hoe drukschakelaars goed kunnen worden gekalibreerd.
voordat we het kalibratieproces ingaan, bespreken we enkele fundamentele kenmerken en terminologie van drukschakelaars.
Hoe werkt een drukschakelaar?
Kort gezegd is een drukschakelaar een instrument dat druk meet en dat een elektrische schakelfunctie heeft die geprogrammeerd is om bij een bepaalde druk te werken.
bijvoorbeeld kan de schakelaar zo worden ingesteld dat wanneer er geen druk is aangesloten (open naar atmosfeer) de schakelaar gesloten is, maar wanneer de druk toeneemt tot 10 psi, de schakelaar opent. Nogmaals, wanneer de druk onder de 10 psi daalt, sluit de schakelaar.
terminologie Drukschakelaar
laten we eerst heel kort de bijbehorende terminologie bespreken;
normaal open / normaal gesloten
sommige schakelaars hebben de schakelklemmen open wanneer er geen druk is aangesloten, genaamd normaal-open (NO) of een sluitschakelaar. Het tegenovergestelde is normaal-gesloten (NC) of openingsschakelaar. De selectie hangt af van wat voor soort circuit u wilt rijden met de schakelaar.
Wat is “normaal”? Er is enige discussie over de definitie van de normaal open/gesloten schakelaar. Meestal wordt het gedefinieerd als de staat waar de drukschakelaar uitgang is wanneer deze niet is aangesloten op een druk, dat wil zeggen het heeft geen fysieke stimulatie.
anderen kunnen de “normale” toestand definiëren als de toestand waarin de schakelaar zich tijdens de normale werking van het proces bevindt (niet-geactiveerd).
een normaal open schakelaar is open wanneer er geen druk is aangesloten. Wanneer voldoende druk wordt uitgeoefend, sluit de schakelaar:
een normaal gesloten schakelaar wordt gesloten wanneer er geen druk wordt aangesloten. Wanneer voldoende druk wordt uitgeoefend, opent de schakelaar:
een schakelaar heeft altijd een deadband, wat het verschil is tussen de twee werkpunten (openings-en sluitpunten). Deadband is vereist, want als een schakelaar zou openen en sluiten op hetzelfde punt, het zou kunnen beginnen oscilleren wanneer de druk op die limiet. Ook kon het de schakeling aan en uit met een hoge frequentie regelen als er geen deadband was. Bijvoorbeeld, een sluitende (NO) drukschakelaar kan sluiten bij 10 psi druk en weer open Bij 9.5 psi druk, dus er is een 0.5 psi deadband.
sommige schakelaars werken bij stijgende druk, andere met dalende druk. Zeker, je krijgt altijd een van de functies met stijgen en andere met vallen, maar de primaire gewenste functie gebeurt in één richting.
er zijn drukschakelaars die werken met verschillende druktypes: gauge, absolute, differentiële of vacuümdruk.
sommige oudere schakelaars zijn mechanisch (of zelfs pneumatisch), zodat de druk in de schakelaar de toestand van de schakelaar verandert. De meeste nieuwere types zijn elektronisch of digitaal, dus ze meten de druk en regelen de schakeluitgang dienovereenkomstig. Veel moderne schakelaars zijn programmeerbaar, dus het is gemakkelijk om de gewenste bedieningspunten in te stellen. Hoewel mechanische schakelaars geen voeding nodig hebben, moeten de elektrische schakelaars er een hebben.
bij het selecteren van het schakelaartype moet rekening worden gehouden met de toestand, zodat de schakelaarstatus veilig blijft als de voeding uitvalt of een kabel losraakt. En in het geval van een veiligheidsschakelaar, moet deze zo worden geconfigureerd dat in het geval dat een kabel loskomt, het alarm gaat aan. Bijvoorbeeld, als het een normaal-open (sluiten schakelaar), zult u niets merken als de kabel los komt, de schakelaar is nog open, maar het zal niet de gewenste actie maken wanneer de schakelaar sluit. Dus al met al moet je het ontwerpen om faalveilig te zijn.
we hebben het ook over droge en natte schakelaars. Een droge schakelaar heeft de aansluitingen open of gesloten, dus het werkt als een mechanische schakelaar. Een natte schakelaar heeft twee verschillende spanningswaarden die de twee uitgangstoestanden vertegenwoordigen.
de uitgang van een elektrische natte schakelaar kan een spanningssignaal met twee niveaus zijn, een stroomsignaal of een signaal van het type open collector.
soms kan de schakelfunctie ook in het besturingssysteem worden uitgevoerd, door het stroomsignaal van een zender te meten en de schakelfunctie te programmeren om iets te regelen op basis van het signaalniveau.
in de praktijk hebben industriële schakelaars vaak dubbele schakelcontacten die afzonderlijk kunnen worden geprogrammeerd. Dit kunnen de normale Lo en Hi punten zijn, maar ook “Lo Lo” en “Hi Hi” punten. Terwijl de Lo en Hi de normale controlepunten zijn, zijn de Lo Lo en Hi Hi alarmlimieten die zullen controleren voor meer serieuze alarmactiviteiten.
veiligheidsdrukschakelaars
veiligheidsschakelaars zijn schakelaars die worden gebruikt in de veiligheidsinstrumenten (SIS) en deze schakelaars hebben bepaalde veiligheidsclassificaties. Ook wordt de kalibratie van deze veiligheidsschakelaars geregeld.
een groot verschil met deze schakelaars is dat deze schakelaars meestal statisch blijven zonder ooit te functioneren. Dus, ze niet schakelen open en gesloten in normaal gebruik, ze zijn gewoon te wachten als het veiligheidsalarm niveau is bereikt, en dan werken ze.
omdat deze schakelaars zeer zelden werken, bestaat het risico dat ze vast komen te zitten en niet werken wanneer ze zouden moeten werken.
oefen bij het kalibreren deze veiligheidsschakelaars niet uit vóór het kalibreren, maar leg in plaats daarvan het allereerste punt vast wanneer de schakelaar in werking is. Het kan gebeuren dat de eerste operatie meer druk vereist dan de operaties na een paar oefeningen.
normale schakelaars worden meestal een paar keer uitgeoefend voor de kalibratie, maar dat mag niet gebeuren voor de veiligheidsschakelaars.
In een veiligheidsschakelaar is het werkpunt kritiek, maar vaak is het retourpunt niet zo relevant en hoeft het zelfs niet te worden gekalibreerd.
hoe drukschakelaars te kalibreren
nu, laten we (eindelijk!) bespreek hoe drukschakelaars te kalibreren.
preparaten & veiligheid
indien de schakelaar tijdens het proces is geïnstalleerd, is het zeer belangrijk ervoor te zorgen dat deze van de drukleiding is geïsoleerd. U moet er ook voor zorgen dat u elk circuit dat de schakelaar bestuurt loskoppelt – u wilt niet dat grote kleppen beginnen te openen / sluiten, of pompen beginnen te werken, noch een veiligheidsalarm genereren.
sommige schakelaars kunnen netspanning hebben, of een andere gevaarlijke spanning, over de schakelklemmen wanneer deze worden geopend, dus zorg ervoor dat deze is geïsoleerd.
drukproef
om een drukschakelaar te kalibreren, moet u een langzaam veranderende drukproef leveren die over de werkpunten van de schakelaar beweegt. Afhankelijk van het type schakelaar moet u eerst een geschikte druk leveren om de kalibratie te starten.
vaak kunt u beginnen met atmosferische druk, maar in sommige gevallen moet u een hoge druk pompen en langzaam beginnen met het verlagen van de druk naar het bedrijfspunt. Of het kan nodig zijn om een vacuüm te geven om van te beginnen. Dit hangt af van de te kalibreren schakelaar.
de ingangsdruk kan op verschillende manieren worden berekend. U kunt gebruik maken van een kalibratie handpomp met een fijn afstelregeling, u kunt gebruik maken van shop luchttoevoer met een nauwkeurige drukregelaar, of u kunt gebruik maken van een automatische drukregelaar.
het is van vitaal belang om een langzame drukhelling te bieden, zodat u de precieze druk kunt zien waarmee de schakelaar werkte. Als de druk te snel verandert, kunt u het drukpunt niet nauwkeurig vastleggen wanneer de schakelaar werkt.
zeker, sommige gereedschappen (zoals de Beamex MC6) kunnen automatisch de exacte druk vastleggen op het moment dat de switch zijn status veranderde.
hoe dan ook, vergeet niet om de druk heel langzaam te veranderen wanneer u de bedieningspunten van de schakelaar nadert! U kunt de druk sneller veranderen als u nog niet dicht bij de operatiepunten bent.
het meten van de schakeluitgang
u hebt een gereedschap nodig om de schakelaansluitingen te meten. Als het een droge schakelaar is, met een open en dicht uitgang, mag u een Ohm meter gebruiken. Als de uitgang elektrisch is, moet u een tool vinden die de uitgang kan meten. In sommige gevallen kan het een spanningsmeter of stroommeter zijn. Voor elektrische uitgangen, is het soms een beetje moeilijk om te vinden hoe de output te meten. Je zou in ieder geval in staat moeten zijn om de twee toestanden van de output te herkennen en te zien wanneer de toestand verandert.
met sommige hulpmiddelen kunt u een triggerniveau programmeren dat past bij de schakelaar in kwestie, waardoor de statuswijziging automatisch kan worden vastgelegd. Zo werkt de Beamex MC6.
het vastleggen van de werkpunten
in de schakelaarkalibratie moet u de ingangsdruk vastleggen op het moment dat de uitgangstoestand verandert.
u kunt proberen de ingangsdruk handmatig vast te leggen, bijvoorbeeld wanneer de schakeltoestand verandert, stopt u de oprit en kijkt u wat de ingangsdruk is (op het apparaat/kalibrator dat de ingangsdruk meet). Hoogstwaarschijnlijk is er enige vertraging in uw reflexen, dus de druk is al anders dan wat het was tijdens het schakelbedieningsmoment. Dat is de belangrijkste reden dat u een zeer langzame ingangsdruk moet leveren, dus het is niet veel veranderd tijdens de vertraging van uw reflexen.
sommige apparaten kunnen de ingangsdruk automatisch vastleggen op hetzelfde moment dat de uitgang van de schakelaar zijn toestand verandert. Onnodig te zeggen dat de Beamex MC6-serie kalibrators dat kan doen… 🙂
de MC6 kan interpoleren tussen de drukmetingen. Laat me uitleggen; een digitaal drukmeetapparaat meet de druk een paar keer per seconde. Het kan gebeuren dat de schakelaar tussen de twee opeenvolgende drukmetingen werkt. In dat geval kijkt de MC6 naar de tijdstempel van de schakeloperatie en interpoleert tussen de twee opeenvolgende drukmeetresultaten om de exacte drukwaarde te krijgen tijdens het schakeloperatiemoment.
vertraagde uitgang
sommige industriële schakelaars kunnen een vertraging aan de uitgang hebben toegevoegd zodat deze niet te snel werkt. U moet erachter komen of uw switch vertraging heeft, omdat de kalibratie nog langzamer moet worden uitgevoerd dan normaal.
met enige extra vertraging, tegen de tijd dat de output schakelt, is de ingangsdruk al ver weg van het punt dat de output daadwerkelijk heeft geactiveerd om te schakelen.
stappen in de kalibratie van drukschakelaars:
hier is een verkorte lijst van stappen in de kalibratie van drukschakelaars:
- Drukonderdrukking & ontkoppelen voor de veiligheid.
- sluit de drukbron en de drukkalibrator aan op de schakelaaringang.
- sluit het apparaat aan om de uitgangstatus van de schakelaar te meten.
- oefen de schakelaar een paar keer uit – pomp voldruk en terug naar nul. Niet met veiligheidsschakelaars!
- druk van de pomp normaal dicht bij het bedrijfspunt.
- druk zeer langzaam over het operatiepunt bewegen, totdat de schakeluitgang schakelt. Noteer de operatiedruk.
- druk zeer langzaam verplaatsen naar het retourpunt, totdat de schakelstatus schakelt. Noteer de retourdruk.
- Maak het vereiste aantal herhalingen-herhaal de twee voorgaande stappen.
- luchtdruk.
- Koppel de testapparatuur Los.
- schakel terug naar service.
Uiteraard moet u de kalibratieresultaten van de schakelaar documenteren.
ook moet u de fouten in de kalibratie berekenen en vergelijken met de maximaal toegestane tolerantie voor die schakelaar om te zien of de kalibratie is geslaagd of mislukt. In het geval van de schakelaar is de kalibratie mislukt, dan moet u de schakelaar aanpassen of vervangen. Zelfs als het de kalibratie passeert, moet u nog steeds analyseren hoe groot de fout was. Als de fout dicht bij de tolerantiegrens lag, of als de fout sinds de laatste kalibratie veel is afgedreven, is het goed om deze aan te passen om een foutresultaat bij de volgende kalibratie te voorkomen.
en zoals bij elke kalibratie dient u, op basis van de geschiedenis van het kalibratieresultaat, te overwegen of de kalibratieperiode moet worden gewijzigd. U wilt geen middelen verspillen aan het te vaak kalibreren, maar u wilt het ook niet zo zelden kalibreren dat u een mislukt kalibratieresultaat krijgt. Een mislukt kalibratieresultaat moet hoe dan ook altijd een onderzoek naar de gevolgen starten. Dit kan duur en werkintensief zijn.
meer discussies over hoe vaak instrumenten moeten worden gekalibreerd zijn te vinden in dit blogbericht:
- hoe vaak moeten instrumenten worden gekalibreerd?
en discussies over Fail and Pass-kalibratie vindt u hier:
- Kalibratieonzekerheid voor dummies-deel 3: is het geslaagd of mislukt?
documentatie, metrologische traceerbaarheid, kalibratieonzekerheid
omdat documentatie is opgenomen in de formele definitie van kalibratie, is deze een essentieel onderdeel van elke kalibratie. Dit geldt ook voor de kalibratie van drukschakelaars. Meestal in de vorm van een kalibratiecertificaat.
de gebruikte kalibratieapparatuur moet een geldige metrologische traceerbaarheid volgens de relevante normen hebben, anders garandeert de kalibratie geen traceerbaarheid bij de schakelkalibratie. Meer informatie over metrologische traceerbaarheid vindt u hier:
- metrologische traceerbaarheid in kalibratie – bent u traceerbaar?
de kalibratieonzekerheid is een essentieel onderdeel van elke kalibratie. Als de kalibratieapparatuur (en de gebruikte kalibratiemethode en-proces) niet nauwkeurig genoeg is voor de kalibratie van de drukschakelaar, heeft de kalibratie niet veel zin. Ik bedoel, wat is het nut om een 2% accurate kalibrator te gebruiken om een 1% accuraat instrument te kalibreren.
Lees hier meer over kalibratieonzekerheid:
- Kalibratieonzekerheid voor dummies-deel 1
we hebben ook een oudere blog post die een korte video over drukschakelaar kalibratie hier Bevat:
- een drukschakelaar kalibreren (video))
Download dit artikel
klik op onderstaande afbeelding om dit artikel als een gratis pdf-bestand te downloaden:
Beamex oplossing voor drukschakelaarkalibratie
zoals u zou vermoeden, biedt Beamex oplossingen voor drukschakelaarkalibratie.
onze MC6-serie kalibrators kan gedocumenteerde drukschakelkalibraties uitvoeren, hetzij semi-automatisch met een kalibratiepomp, hetzij volledig automatisch met een drukregelaar.
u kunt de kalibratieresultaten van drukschakelaars van calibrator uploaden naar kalibratiebeheersoftware voor papierloze documentatie.
neem contact met ons op meer informatie: