1. 소개
엔지니어링, 물리 및 산업 공정에서 압력은 성능, 안전 및 효율성에 영향을 미치는 중요한 매개 변수입니다. 절대 및 게이지 압력은 일반적으로 알려져 있지만 차등 압력 HVAC 시스템에서 유체 역학 및 프로세스 제어에 이르기까지 여러 분야에서 독특하고 중요한 역할을합니다.
차등 압력 (DP) 참조 두 지점 사이의 압력 차이. 대기 또는 진공 압력과 같은 고정 기준선을 참조하는 대신, 차압은 상대적인 변화 또는 구배를 반영하며, 이는 유체 흐름을 결정하고 막힘을 감지하며 프로세스를 제어하는 데 필수적입니다.
2. 차등 압력이란 무엇입니까?
2.1 정의
차압은 다음으로 정의됩니다 두 가지 측정 압력의 차이:
어디:
이 값은 어느 지점이 더 높은 압력을 갖는지에 따라 양수 또는 음수 일 수 있습니다.
2.2 예를 통한 이해
- 만약에
그리고
, 그 다음에
.
- 만약에
그리고
, 그 다음에
(압력 강하가 2에서 1까지 나타납니다).
3. 차등 압력 단위
차압은 다음을 포함하여 절대 및 게이지 압력과 동일한 장치를 사용합니다.
- 파스칼 (PA), 킬로 파스 칼 (KPA)
- 바, 밀리 바 (Mbar)
- 제곱 인치 당 파운드 (PSID)
- 물 기둥의 인치 (inh watero)
- 수은 밀리미터 (MMHG)
5. 차압의 작동 방식
차등 압력은 a 압력 차이는 동작을 유발합니다- 유체 흐름 또는 기계적 움직임과 같은.
5.1 압력 구배는 흐름을 구동합니다
유체 역학에서 유체는 항상 고압에서 저압으로 이동합니다. 흐름 속도는 다음과 같이 결정됩니다.
어디:
5.2 주요 측정 시나리오
- 가로 질러 오리피스 플레이트,,, 벤 투리 튜브, 또는 흐름 노즐
- a 필터 또는 멤브레인 막힘을 감지합니다
- 사이 두 챔버 레벨 또는 압력 균형
- 가로질러 펌프 흡입구와 출구 효율성을 모니터링합니다
6. 차압 센서 및 송신기
6.1 기본 원리
에이 차압 센서 두 포트의 압력 차이를 측정합니다. 내부적으로 기계적 변형, 스트레인 게이지 또는 용량 성 요소를 사용하여 압력을 전기 신호로 변환합니다.
6.2 센서 기술
- 용량 성: 다이어프램 편향으로 인한 커패시턴스 변화.
- 스트레인 게이지: 변형 된 요소의 저항 변화.
- 압전: 압력 응력으로 인한 전압 생성.
- MEMS (마이크로 전자-기계 시스템): 소비자 및 산업용 용도를 위해 소형 및 통합.
6.3 송신기 출력
대부분의 차압 센서는 송신기와 쌍을 이루어 다음을 제공합니다.
- 4–20 MA 아날로그 신호
- 디지털 프로토콜 (Hart, Modbus, Profibus)
- 최신 스마트 시스템의 무선 출력
7. 차등 압력의 적용
7.1 흐름 측정
차압은 1 차 요소와의 흐름 측정에 널리 사용됩니다.
- 오리피스 판
- 벤 투리 튜브
- 피토
- 노즐
이 장치는 유량의 제곱에 비례하는 압력 강하를 만듭니다. 흐름은 Bernoulli 방정식을 사용하여 계산됩니다.
어디:
7.2 필터 모니터링
필터의 차등 압력은 조건을 나타냅니다. 필터가 막히면 압력 강하가 증가하여 교체의 필요성을 경고합니다.
7.3 레벨 측정
가압 탱크의 경우, 차압을 사용하여 액체 수준을 측정 할 수 있습니다.
어디:
7.4 펌프 모니터링
흡입구 및 출구 압력 모니터링은 작업자가 다음을 수행 할 수 있습니다.
- 펌프 성능을 평가하십시오
- 캐비테이션을 감지하십시오
- 막힘을 식별하십시오
7.5 HVAC 시스템
- 덕트를 가로 지르는 공기 흐름을 측정하십시오
- 팬이나 필터에서 압력이 떨어집니다
- 시스템 효율성과 에너지 절약을 보장하십시오
7.6 클린 룸 및 생체 안전성
- 구역 간의 압력 차이를 유지합니다
- 오염 물질 또는 멸균 조건의 격리를 확인하십시오
8. 차압 센서의 장점
- 변하기 쉬운: 액체, 가스 및 증기에 적합합니다.
- 믿을 수 있는: 가혹한 환경에서 강력합니다.
- 콤팩트: 현대적인 디자인은 작고 효율적입니다.
- 비용 효율적입니다: 간단한 설치로 귀중한 통찰력을 제공하십시오.
9. 설치 고려 사항
정확한 차압 측정을 보장하기 위해 :
- 올바른 방향: 센서를 유체 흐름 방향으로 장착하십시오.
- 적절한 밀봉: 누출 또는 오염을 피하십시오.
- 임펄스 라인: 고압 충동 튜브를 사용하십시오.
- 출혈 밸브: 정확한 판독 값을 위해 갇힌 공기를 제거하십시오.
- 환경 조건: 진동, 온도 및 응축으로부터 보호합니다.
10. 고려해야 할 주요 사양
| 사양 | 중요성 |
|---|---|
| 압력 범위 | 예상 차동 범위와 일치해야합니다 |
| 정확성 | 흐름 및 레벨 응용 분야에서 중요합니다 |
| 미디어 호환성 | 센서 재료는 부식과 오염에 저항해야합니다 |
| 응답 시간 | 동적 시스템에 중요합니다 |
| 출력 신호 | 제어 시스템 입력 (아날로그/디지털)과 일치 |
| 프로세스 연결 | 필요에 따라 스레드, 플랜지, 매니 폴드 장착 |
11. 안전 시스템의 차등 압력
차압 센서는 안전 크리티컬 시스템에서 핵심 역할을합니다.
- 누출 감지: 갑작스런 드롭은 파이프 파열을 나타낼 수 있습니다.
- 과압 보호: 압력 차이에 따른 밸브 작동.
- 연소 모니터링: 보일러에서 초안 및 공기 흐름을 보장합니다.
12. 도전과 제한
다재다능 함에도 불구하고 차등 압력은 몇 가지 과제가 있습니다.
- 온도 효과: 유체 특성 또는 센서 판독 값을 변경할 수 있습니다.
- 임펄스 라인의 막힘: 정기적 인 유지 보수가 필요합니다.
- 가스 라인의 응축: 측정 정확도에 영향을 줄 수 있습니다.
- 비선형 흐름 계산: DP의 제곱근을 기반으로 한 흐름.
13. 현대 혁신
13.1 스마트 차압 송신기
- 자기 진단
- 원격 교정
- 무선 연결 (IoT 준비)
- SCADA 및 DCS와의 통합
13.2 디지털 보상
센서는 이제 내장 알고리즘을 사용하여 다음을 보상합니다.
- 온도 드리프트
- 기압 변동
- 선 노이즈 및 진동
13.3 차압 mems 칩
- 의료 기기, 드론 및 스마트 폰에 사용됩니다
- 정확한 저압 차동 측정을 가능하게합니다
- 고도로 소형화되고 전력 효율적입니다
14. 산업 표준 및 규정 준수
차압 장비는 종종 다음을 준수합니다.
- IEC 61508 / SIL: 기능적 안전
- ISO 5167: 흐름 측정 표준
- ASME / API: 프로세스 업계 모범 사례
- CE, ATEX, FM: 폭발성 및 위험한 환경 준수
15. 실제 사례 연구
15.1 수처리 공장
- 애플리케이션: 멤브레인 필터를 모니터링합니다.
- 혜택: 차등 압력이 0.5 bar를 초과 할 때 자동 필터 역 세척.
15.2 석유 정유소
- 애플리케이션: 증기선을 통한 흐름 측정.
- 혜택: 증기 사용을 최적화하고 파이프 라인 응력을 방지합니다.
15.3 클린 룸 모니터링
- 애플리케이션: 깨끗하고 더러운 영역 사이의 10 PA 차이를 유지하십시오.
- 혜택: 제품 멸균과 작업자 안전을 보호하십시오.
16. 결론
차등 압력은 유체 역학 및 공정 제어의 기본 원리입니다. 유량 측정, 필터 모니터링, HVAC 시스템 조절, 안전 보장 및 운영 효율 유지에 대한 필수 데이터를 제공합니다.
기술이 발전함에 따라 차압 센서는보다 정확하고 작고 지능적이며 스마트 시스템에 통합 가능 해지고 있습니다. 산업, 의료 및 환경 영역에서 광범위하게 사용되면 엔지니어, 운영자 및 설계자 모두에게 차등 압력을 이해하고 활용하는 것이 중요합니다.







