Nella pratica del monitoraggio della pressione differenziale, possiamo notare che a volte l'uscita del trasmettitore di pressione differenziale deve essere elaborata in un segnale con radice quadrata di 4~20 mA. Tali applicazioni si verificano spesso nei sistemi di misurazione della portata industriale che utilizzano il principio della pressione differenziale, uno degli approcci più diffusi per il monitoraggio della portata. Dopo una breve panoramica sulla misurazione della portata DP, possiamo comprendere il ruolo del trasmettitore di pressione differenziale nel supportare il funzionamento del misuratore di portata.
I misuratori di portata svolgono un ruolo fondamentale nel monitoraggio della portata dei fluidi in complesse reti di condotte industriali, fornendo letture di portata 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 della portata che include diverse tipologie di misuratori di portata. Sono diversi nella struttura, ma condividono obiettivi operativi simili: creare un gap di pressione per il calcolo della portata basato 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 primari sono semplicemente dispositivi meccanici, generano fisicamente una differenza di pressione nel processo, ma nessuno di essi è in grado di misurarne direttamente il valore e il segnale di uscita. Pertanto, necessitano di un assistente per rilevare la pressione differenziale tra monte e valle e infine convertirla in un segnale di uscita del valore di misura della portata: sembra un compito ben adatto per un trasmettitore di pressione differenziale.
Una volta stabilita la misurazione della pressione differenziale (DP), la domanda 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, dimensioni del tubo e così via). Il segnale grezzo 4~20 mA del trasmettitore non è lineare rispetto alla portata e non è in grado di rappresentarne correttamente l'andamento. Il problema può essere risolto integrando l'estrazione di radice quadrata (SRE), che eleva alla radice quadrata il ΔP nativo, rendendo il segnale proporzionale alla portata volumetrica.
Se il trasmettitore non è in grado di eseguire l'SRE internamente, 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 dispongono solitamente di una funzione SRE del segnale integrata nel circuito analogico e possono emettere un segnale di 4~20 mA con radice quadrata. Inoltre, i trasmettitori DP possono implementare un cut-off per bassa portata per mitigare la deriva del sensore che potrebbe essere amplificata in modo sproporzionato a bassa portata. Questa funzione software forza l'uscita a 4 mA (flusso 0%) quando il flusso calcolato scende al di sotto di una soglia definita, per evitare segnali irregolari e falsi accumuli di flusso.
I sistemi di misura della portata a pressione differenziale sono una delle tecnologie di controllo della portata più collaudate e diffuse. Pur offrendo vantaggi eccezionali, presentano anche delle limitazioni dovute alla struttura e al 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 misuratore di portata appropriato è fondamentale per l'efficienza e l'accuratezza della misurazione della portata dei fluidi. Considerando attentamente i fattori operativi, gli utenti possono prendere decisioni consapevoli in linea con le esigenze specifiche.Shangai Wangyuanè impegnata nella produzione e assistenza di strumentazione di misura e controllo da oltre 20 anni, inclusi tutti i tipi di misuratori di portata, trasmettitori di pressione differenziale e altri accessori per la misurazione della portata. Per qualsiasi domanda o esigenza, non esitate a contattarci.
Data di pubblicazione: 25-08-2025