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:

=1- -2

어디:

  • = 차등 압력
  • 1 = 지점 1에서의 압력
  • 2 = 지점 2에서의 압력

이 값은 어느 지점이 더 높은 압력을 갖는지에 따라 양수 또는 음수 일 수 있습니다.

2.2 예를 통한 이해

  • 만약에
    1=5술집

    그리고

    2=2술집

    , 그 다음에

    =3술집

    .

  • 만약에
    1=100KPA

    그리고

    2=150KPA

    , 그 다음에

    =- -50KPA

    (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)

4. 차압 대 기타 압력 유형

압력 유형참조 점응용 프로그램 예
순수한완벽한 진공 청소기 (0 PA)과학적 측정, 고도
계량기국소 대기압타이어 압력, 유압 시스템
미분두 가지 임의의 압력 지점유량, 필터 모니터링, 펌프

주요 차이: 차등 압력입니다 상대적인 대기 또는 진공 기준선이 아닌 두 가지 측정 지점까지.

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:

  • = 유량
  • = 압력 차이

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.

=기음2/아르 자형

어디:

  • = 체적 유량
  • 기음 = 배출 계수
  • 아르 자형 = 유체 밀도
  • = 차등 압력

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.

시간=아르 자형g

어디:

  • 시간 = 유체 높이
  • 아르 자형 = 유체 밀도
  • g = 중력 가속도

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

사양중요성
압력 범위예상 차동 범위와 일치해야합니다
정확성흐름 및 레벨 응용 분야에서 중요합니다
미디어 호환성센서 재료는 부식과 오염에 저항해야합니다
응답 시간동적 시스템에 중요합니다
출력 신호제어 시스템 입력 (아날로그/디지털)과 일치
프로세스 연결필요에 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.

답장을 남겨주세요

귀하의 이메일 주소는 게시되지 않습니다. 필요한 필드가 표시됩니다 *