Novinky v oblasti snímání tlaku a průtoku

Nové technologie vyžadují stále vyšší přesnosti měření, na více místech a s dostatečnou rychlostí. Doba, kdy obsluha obcházela jednotlivé stroje a kontrolovala na ručkových měřicích přístrojích aktuální hodnoty, je dávno pryč. Dnešní moderní snímače přenášejí aktuální hodnotu přímo do řídicího systému, umějí vyhodnocovat nastavené stavy, ovládají a přímo ovlivňují procesy bez zásahu obsluhy. Navíc se v posledních letech stále více od těchto přístrojů vyžaduje snadné a rychlé nastavení, bezúdržbový provoz, spolehlivost a v neposlední řadě energetická nenáročnost.

Firma SMC, která již tradičně vedle svého širokého sortimentu pneumatických prvků pro průmyslovou automatizaci nabízí i širokou řadu snímačů, přišla na trh s inovovanými řadami digitálních snímačů tlaku a průtoku. Při vývoji těchto přístrojů SMC uplatnila aktuální poznatky přímo z průmyslové praxe, takže snímače jsou nyní vybaveny řadou inovativních funkcí, které umožní prostřednictvím snímání tlaku a průtoku měřit a detekovat i jiné veličiny a stavy. U všech přístrojů nové řady byl kladen důraz na maximální jednoduchost obsluhy i zprovoznění, na přesnost a nízkou spotřebu.

Snímače tlaku

Pod tímto názvem si většina lidí představí senzory vhodné pro měření hodnoty tlaku nahrazující tradiční ručkové deformační manometry, popř. tlakové spínače schopné při poklesu tlaku na vstupu stroje vypnout přívod vzduchu či zahlásit poruchu. Toto je opravdu nejčastější využití snímačů tlaku, ale co například kontrola správného umístění výrobku, zanesení filtru vzduchotechniky, přisátí výrobku vakuovou přísavkou, správného zalisování výrobku hydraulickým válcem, snímání výšky hladiny v zásobníku, kontrola tlaku v chladicím okruhu, testy těsnosti výrobků, kontrola funkce ventilátoru ve vzduchotechnice atd.? Ano, i toto vše lze realizovat pomocí moderních digitálních snímačů tlaku.

Firma SMC uvedla na trh inovované řady snímačů tlaku ISE/ZSE, vhodné pro drtivou většinu aplikací s přetlakem (ISE) i vakuem (ZSE).

ISE10/ZSE10 - digitální snímač tlaku s malými zástavbovými rozměry, s rozsahem –100 kPa až 1 MPa a krytím IP40. Tento snímač svojí tloušťkou pouhých 9,8 mm umožňuje velkou hustotu montáže a je vhodný např. pro hromadnou montáž do panelu či na DIN lištu. Nabízí 2 nezávislé spínané výstupy, analogový výstup, možnost přepínání rozlišení displeje, možnost vypnutí displeje pro úsporu energie, možnost kopírování nastavení až na 10 snímačů současně atd.

ISE30A/ZSE30A - základní model digitálního snímače tlaku s rozsahem –101 kPa až 1 Mpa, dvoubarevným displejem a krytím IP40 pro vzduch a inertní plyny. Oproti starší řadě ISE30/ZSE30, má řadu vylepšení: rozšířený tlakový rozsah, 2 nezávislé výstupy, 4místný displej, možnost přepínání rozlišení displeje, možnost vypnutí displeje pro úsporu energie, větší variabilitu montáže a připojení (systémem výměnných nástrčných spojek), možnost kopírování nastavení až na 10 snímačů současně atd.

ISE40A/ZSE40A - digitální snímač tlaku s rozsahem –101 kPa až 1 Mpa a krytím IP65 pro vzduch a inertní plyny, nabitý nadstandardními funkcemi. Oproti standardní řadě ISE40/ZSE40 doznal řady vylepšení: dvoubarevný displej, zmenšené rozměry, nová ergonomická gumová tlačítka pro snadnější ovládání, možnost přepínání rozlišení displeje, možnost vypnutí displeje pro úsporu energie, možnost kopírování nastavení až na 10 snímačů současně atd. Je vybaven dvěma nezávislými spínacími výstupy plus analogovým výstupem.

Dále nabízí funkci Auto-shift pro automatickou změnu nastavených hodnot dle aktuálního (referenčního) tlaku, nastavitelnou dobu odezvy (pro eliminaci tlakových špiček), uložení max./min. hodnoty a nastavitelnou hysterezi.

Konkrétním příkladem použití tohoto snímače může být např. test těsnosti světlometů. Ten se provádí tak, že do světlometu se napustí stlačený vzduch nebo dusík a světlomet se natlakuje na definovanou hodnotu primárního tlaku. Poté se přívod vzduchu uzavře a s pomocí tlakového snímače se sleduje pokles tlaku. Pokud po definovanou dobu testu tlak neklesne pod hraniční hodnotu (nastavenou na snímači), světlomet je v pořádku, pokud tlak poklesne pod hraniční hodnotu, snímač pomocí spínaného výstupu zahlásí tuto skutečnost do řídicího systému a světlomet je vyhodnocen jako zmetek. Tento způsob testu ovšem vyžaduje, aby primární tlak uvnitř světlometu na začátku testu byl vždy naprosto stejný. Pokud by byla např. hraniční hodnota tlaku nastavena na 180 kPa (hodnota, pod níž je světlomet prohlášen za zmetek) a primární tlak na začátku testu byl 200 kPa, znamená to, že tlak ve světlometu může za definovanou dobu testu klesnout o 20 kPa. Co však nastane, když světlomet na začátku testu natlakujeme místo 200 kPa na tlak 208 kPa? Pokud se např. po dobu testu sníží tlak o 22 kPa (na hodnotu 186 kPa), tlak bude nad hraniční hodnotou, standardní tlakový snímač bude považovat tuto hodnotu za korektní a světlomet bude prohlášen za vyhovující, i když pokles tlaku byl o více než 20 kPa. Pro tyto aplikace je ideální použít snímač ISE40 s funkcí Auto-shift. Tato funkce umožní, že po natlakování světlometu na počáteční hodnotu primárního tlaku (která nemusí být stále přesně stejná) se hraniční hodnoty uložené ve snímači samy posunou vzhledem k této hodnotě. Bude-li tedy např. primární hodnota 208 kPa, hraniční hodnota se automaticky posune ze 180 kPa na hodnotu 208 – 20 = 188 kPa. Tím odpadá nutnost komplikovaného udržování primárního tlaku na přesné hodnotě a zabrání se chybnému vyhodnocení testu.

ISE80/ZSE80 - digitální snímač tlaku s rozsahem –101 kPa až 2 Mpa, krytím IP65 a nerezovou membránou pro různá média. Tento snímač může být použit na celou škálu médií, která nezpůsobují korozi nerezové oceli třídy 630 a 304. Je vhodný např. pro vodu, hydraulická média, silikonový olej, maziva, argon, čpavek, CO₂, dusík, vzduch znečištěný olejem a kondenzátem a mnoho dalších. Nabízí opět dvoubarevný displej, spínací i analogové výstupy, různé typy připojení včetně připojení VCR a Swagelok, možnost přepínání rozlišení displeje a možnost vypnutí displeje pro úsporu energie.

PSE550 – diferenciální snímač tlaku s rozsahem 0 až –2 kPa. Tento snímač je schopen detekovat rozdíl dvou tlaků s vysokou citlivostí (0,02 kPa) a převádět hodnotu diferenčního tlaku na analogový signál. Ten pak může být zpracován buď řídicím systémem, nebo digitální vyhodnocovací jednotkou PSE300.

Snímače průtoku

Firma SMC nabízí také ucelenou řadu snímačů průtoku pro vzduch, vodu a další kapaliny a plyny. V oblasti měření průtoku vzduchu nabízí průtokové snímače všech velikostí – od miniaturních s rozsahem 0 až 3 Nl.min^-1 až po velké s rozsahem do 12 000 Nl.min^-1. Pro vodu nabízí průtokové snímače s rozsahy od 0,5 do 100 l.min^-1. Novinkou na poli snímačů průtoku vzduchu jsou řady PFM a PFMV.

PFM – díky inovovanému termistorovému senzoru nabízí tato řada digitálních průtokových snímačů vyšší přesnost, kratší reakční dobu a menší zástavbové rozměry. Snímače této řady lze použít nejen na vzduch, ale také na dusík, argon a CO₂ v rozsazích průtoku do 10, 25, 50 a 100 Nl.min^-1. Snímače disponují dvoubarevným displejem pro snadnější kontrolu stavu, dvěma nezávislými výstupy a možností měřit okamžitý i součtový průtok. Dále nabízí unikátní stavebnicový systém pro možnost změny velikosti, typu a tvaru připojovacího šroubení, osazení škrticím ventilem pro řízení průtoku atd. Tyto snímače naleznou uplatnění v řadě průmyslových aplikací, kde je zapotřebí měřit okamžitý průtok nebo množství vzduchu, které proteklo za určitý časový úsek, hlídat hodnotu průtoku atd. Typickými aplikacemi jsou hlídání průtoku v chladicích systémech, měření průtoku argonu či CO₂ do svařovacích kleští, měření celkového průtočného množství na tlakové lahvi s dusíkem, kontrola přítomnosti výrobku, měření úniků atd.

PFMV – miniaturní snímač průtoku pro vzduch a dusík s rozsahem 0 až 3 Nl.min^-1. Jako jediný umí měřit průtok v obou směrech proudění s přesností až 0,025 Nl.min^-1, a je tak vhodný na přesné testy úniků, kontrolu umístění součástek a nebo kontrolu přisátí velmi malých dílů, u kterých nelze díky velmi malé změně tlaku použít tlakový snímač.

Kromě výše uvedených typů snímačů nabízí firma SMC také celou řadu již standardních produktů, jako jsou velmi odolné snímače tlaku ISE70/75(H), snímače průtoku vzduchu PF2A a další.

Jak je vidět, moderní snímače tlaku a průtoku nabízejí široké možnosti využití a bez jejich nasazení se moderní průmyslové procesy téměř neobejdou. Firma SMC stále pracuje na vylepšení a vývoji těchto „malých a výkonných pomocníků“, kteří posouvají hranice průmyslové automatizace zase o krok dále.

Ing. Aleš Kresta

A.Hrdlicka@smc.cz

www.smc.cz