Nella pratica del monitoraggio della pressione differenziale, si può notare che a volte l'uscita del trasmettitore di pressione differenziale deve essere elaborata in un segnale di ampiezza pari alla radice quadrata di 4~20 mA. Tali applicazioni si verificano spesso nei sistemi di misurazione del flusso industriale che utilizzano il principio della pressione differenziale, uno degli approcci più diffusi per il monitoraggio della portata. Dopo una breve analisi della misurazione del flusso tramite pressione differenziale, possiamo comprendere il ruolo del trasmettitore di pressione differenziale nel supportare il funzionamento del flussometro.
I flussimetri svolgono un ruolo vitale nel monitoraggio della portata dei fluidi all'interno di complesse reti di condotte industriali, fornendo letture di flusso tempestive e precise che contribuiscono a una gestione efficace dei materiali e alla sicurezza operativa. L'approccio a pressione differenziale è una delle principali tecnologie di misurazione del flusso che comprende diversi tipi di flussimetri. Sono diversi nella struttura ma condividono obiettivi operativi simili per creare un gap di pressione per il calcolo del flusso che si basa sul principio chiave diEquazione di Bernoulli: L'energia totale, composta da energia cinetica e potenziale, nel flusso di un fluido rimane costante indipendentemente dalle condizioni. Pertanto, l'elemento principale di questi misuratori di portata DP è essenzialmente un dispositivo di strozzamento (diaframma, tubo di Venturi, tubo di Pitot, cono a V, ecc.) che crea un'accelerazione del flusso nella sezione locale, determinando una diminuzione della pressione idrostatica del fluido.
È qui che entra in gioco il trasmettitore di pressione differenziale. Gli elementi principali sono semplici dispositivi meccanici che generano fisicamente una differenza di pressione nel processo, ma nessuno di essi è in grado di misurarne direttamente il valore e di emettere un segnale. Pertanto, è necessario un dispositivo ausiliario che rilevi la pressione differenziale tra monte e valle e la converta in un segnale di uscita che rappresenti il valore della portata: un compito che si presta perfettamente a un trasmettitore di pressione differenziale.
Una volta stabilita la misurazione della pressione differenziale (ΔP), la domanda che sorge spontanea è: come si possono correlare la pressione differenziale e la portata volumetrica? In base all'equazione di Bernoulli e all'equazione di continuità, esiste una relazione non lineare tra la pressione differenziale generata (ΔP) e la portata effettiva del fluido (Q):
Q=K√ΔP
Dove K rappresenta un coefficiente specifico del misuratore, determinato da fattori quali il tipo di elemento primario e diversi altri fattori (densità del fluido, diametro del tubo e così via). Il segnale grezzo del trasmettitore, pari a 4~20 mA, non è lineare rispetto alla portata e non è in grado di rappresentarne correttamente l'andamento. Il problema può essere risolto mediante l'integrazione dell'estrazione della radice quadrata (SRE), che calcola la radice quadrata del ΔP nativo, rendendo infine il segnale proporzionale alla portata volumetrica.
Se il trasmettitore non è in grado di eseguire internamente l'SRE (Self-Resolution Error), il calcolo deve essere gestito da un computer di flusso esterno o da un sistema di controllo, il che potrebbe aumentare la complessità e i potenziali punti di errore nell'instradamento del segnale. Pertanto, i moderni trasmettitori DP (Differential Power) solitamente integrano la funzione SRE del segnale su un circuito analogico e possono emettere un segnale con radice quadrata di 4~20 mA. Inoltre, i trasmettitori DP possono implementare un'interruzione per flusso basso per mitigare la deriva del sensore, che potrebbe essere amplificata in modo sproporzionato a basse portate. Questa funzione software forza l'uscita a 4 mA (0% di flusso) quando il flusso calcolato scende al di sotto di una soglia definita, per evitare segnali erratici e falsi accumuli di flusso.
I sistemi di misurazione della portata a pressione differenziale sono una delle tecnologie di controllo del flusso più collaudate e diffuse. Pur offrendo vantaggi eccezionali, presentano anche delle limitazioni dovute alla loro struttura e al loro principio di funzionamento:
+ Design standardizzato, tecnologia consolidata
+ Struttura robusta e durevole, senza parti mobili
+ Precisione e stabilità migliorate
- Perdita di pressione permanente
- Rapporto di riduzione del rumore ridotto
- Sensibile alle variazioni di densità del fluido e ad altri fattori
La scelta del flussometro più adatto è fondamentale per l'efficienza e la precisione della misurazione del flusso dei fluidi. Valutando attentamente tutti i fattori operativi, gli utenti possono prendere decisioni informate in linea con le proprie esigenze specifiche.Shangai WangyuanDa oltre 20 anni ci occupiamo della produzione e dell'assistenza di strumentazione di misura e controllo, inclusi tutti i tipi di flussimetri, trasmettitori di pressione differenziale e altri accessori per la misurazione della portata. Per qualsiasi ulteriore domanda o richiesta, non esitate a contattarci.
Data di pubblicazione: 25-08-2025