Il sensore di pressione è disponibile in molte versioni diverse e in configurazioni apparentemente infinite. Per scegliere il trasduttore o il trasmettitore di pressione giusto, occorre considerare dove e come verrà utilizzato, le esigenze dell’applicazione e la necessità di determinate caratteristiche.
Alcuni clienti desiderano i sensori di pressione meno costosi ma in grado di svolgere il proprio lavoro. Altri preferiscono quelli con il maggior numero di funzioni, tutte quelle che il mercato può offrire. La realtà è che non esiste un sensore di pressione migliore in assoluto. Esiste solo la scelta più intelligente per una particolare applicazione.
Fattori da considerare nella scelta del sensore di pressione
Quando i clienti mi chiedono di aiutarli a decidere quale sensore di pressione acquistare e come configurarlo, inizio a “intervistarli”. Il mio ruolo è quello di evitare che spendano denaro extra per caratteristiche e funzioni non necessarie. D’altra parte, una spesa insufficiente per i sensori di pressione, o la scelta del tipo sbagliato, potrebbe mettere a rischio la sicurezza e l’efficienza dell’intero processo o impianto.
Questi sono alcuni degli aspetti che chiedo ai miei clienti prima di consigliarli:
- Qual è l’applicazione?
Trasmettitore di pressione A-10
Questa è la domanda più importante e più sono i dettagli che mi può fornire il cliente, meglio è. Comprendere a fondo l’applicazione, mi permette di capire quali sono le esigenze specifiche dello strumento.
Ad esempio, il sensore di pressione verrà utilizzato in applicazioni industriali generiche come centraline idrauliche e sistemi di pompaggio? In questo caso, il trasmettitore di pressione A-10 è un’opzione eccellente. Oppure, verrà utilizzato in applicazioni industriali più impegnative, come quelle in condizioni estreme o quelle che si trovano nella ricerca e sviluppo? Anche le applicazioni igienico-sanitarie, asettiche e di purezza ultraelevata (UHP) hanno i loro requisiti di strumentazione.
- Qual è il supporto?
Questa domanda è legata ai dettagli dell’applicazione, poiché supporti particolari richiedono versioni speciali dei sensori di pressione. Ad esempio, quando si lavora con alimenti e bevande, i sensori devono avere un livello di pulizia più elevato, attacchi al processo specifici e un fluido di trasmissione compatibile con gli alimenti – o nessun fluido di trasmissione. Se un cliente sta costruendo un nuovo impianto, potrei consigliare il trasmettitore da processo in-line DMSU22SA, mentre il trasmettitore di pressione di alta qualità S-20 è una buona soluzione di retrofit.
Sensore di pressione MG-1 per gas medicali
Per i fluidi viscosi o contenenti solidi, il Trasmettitore di pressione a membrana affacciata S-11 è progettato in modo ottimale per i fluidi che intaserebbero il canale di pressione delle connessioni di processo convenzionali. I sensori di pressione sono disponibili anche in diverse versioni esenti da olio e grasso per applicazioni con ossigeno o idrogeno. Ad esempio, il sensore di pressione MG-1 è stato progettato specificamente per lo stoccaggio e la distribuzione di ossigeno e altri gas medicali, in quanto vengono utilizzati solo materiali adatti alle applicazioni con ossigeno. Inoltre, a causa del rischio di permeazione e infragilimento, le applicazioni con l’idrogeno richiedono che le parti bagnate dei sensori siano realizzate con materiali speciali come l’acciaio inox 316L e l’Elgiloy®.
- Qual è l’ambiente operativo del sensore di pressione?
Voglio sapere a quali temperature, sia ambientali che di processo, saranno esposti il trasduttore o il trasmettitore di pressione. Questo perché la temperatura influisce notevolmente sulla precisione del sensore di pressione. È inoltre importante sapere se il sensore subirà picchi di pressione/pulsazioni, quale connessione al processo è desiderata e quali sono i materiali di tenuta necessari.
L’umidità e l’acqua, una delle cause più comuni di guasto dei sensori di pressione, sono un’altra considerazione importante. È necessario un grado di protezione IP più elevato se il sensore viene utilizzato nei seguenti luoghi o situazioni:
- All’aperto o in ambienti di lavaggio: IP67
- Applicazioni sommerse: IP68
- Vapore ad alta pressione: IP6K9K
Sensore di pressione OEM MH-4
I veicoli e le macchine industriali sono soggetti a condizioni di lavoro difficili – polvere, precipitazioni, vibrazioni, urti e temperature estreme – che non sono applicabili alla maggior parte delle altre applicazioni. Ecco perché WIKA produce due sensori di pressione OEM specifici per il controllo di macchine da lavoro mobili in condizioni estreme: il sensore di pressione MH-4 e il sensore di pressione MH-3-HY per veicoli alimentati a idrogeno come carrelli elevatori e commissionatori.
Le aree pericolose richiedono un sensore di pressione a sicurezza intrinseca o antideflagrante. Questi due tipi sono simili ma non intercambiabili. Un trasmettitore di pressione a sicurezza intrinseca, come l’IS-3, utilizza un basso livello di potenza per non provocare un’accensione. Un trasmettitore di pressione a prova di esplosione, come il modello E-10/E-11, è invece progettato per resistere alle esplosioni e per contenere le fiamme, le scintille e i gas caldi che si producono, grazie al suo involucro ignifugo.
- Qual è il segnale di uscita desiderato del sensore di pressione?
Un’altra considerazione importante quando si sceglie e si configura un sensore di pressione è il segnale di uscita desiderato. I sensori di pressione WIKA sono disponibili in diversi segnali analogici, da 4 … 20 mA e 20 … 4 mA a segnali alimentati a batteria (a bassa potenza) come 1… 5 Vcc.
Sensore di pressione A-1200 con IO-Link
L’IoT industriale richiede segnali digitali wireless, a volte su lunghe distanze. Il sensore di pressione A-1200 con comunicazione IO-Link e uscita di commutazione PNP o NPN è ideale per l’uso nelle fabbriche intelligenti. Altre opzioni digitali includono i protocolli CAN-based CANopen e J1939, nonché le uscite USB.
- Qual è la precisione desiderata?
Applicazioni diverse richiedono specifiche di precisione diverse. Per le applicazioni di refrigerazione e HVAC, è sufficiente una non linearità di ≥ ±0,6% con il metodo BFSL (best fit straight line). All’altra estremità dello spettro c’è una non linearità di ≤ ±0,04% per le misure di precisione richieste per i banchi di prova, la taratura, i laboratori e alcune applicazioni di costruzione di macchine.
- Considerazioni sulla pressione
La prima considerazione da fare quando si configura un sensore di pressione è il tipo di pressione da misurare. Esiste la pressione relativa (sovrapressione), la pressione assoluta e vuoto/bassa pressione.
Sensore di pressione HP-2
La seconda considerazione sulla pressione è l’unità di misura: psi, bar, mPa, kPa, ecc.
Infine, qual è il campo di pressione necessario? Questo dipende dal campo di funzionamento dell’applicazione e da un buffer confortevole per tenere conto della possibile esposizione a pulsazioni e picchi di pressione. I sensori di pressione WIKA coprono un campo di misura estremamente ampio, da -1 … 0 bar (-30 inHg … 0 psi) a 0 … 1.378 bar (0 … 20.000 psi). Per le applicazioni a pressione più elevata, come il taglio a getto d’acqua, offriamo il sensore di pressione HP-2 con un campo di misura fino a 0 … 15.000 bar (0 … 217.500 psi). Pochi sensori di pressione al mondo sono in grado di misurare in modo affidabile pressioni di questa entità.
Caratteristiche e probabilità di guasto: Compromessi nella scelta di un sensore di pressione
La scelta di un sensore di pressione richiede un certo equilibrio. Le caratteristiche e le funzionalità aggiuntive sono ottime e spesso necessarie, ma con esse si aggiunge una maggiore possibilità di guasto del sensore.
In generale, più il sensore è complesso, meno è adattabile. Ad esempio, un display per le letture della pressione in campo è una caratteristica molto utile. D’altra parte, la presenza di un display:
- Aumenta le dimensioni dello strumento – un aspetto da tenere in considerazione se lo spazio è limitato
- Aumenta il consumo di energia – un aspetto da tenere in considerazione se si desidera che lo strumento funzioni a batterie
- Riduce l’intervallo di temperatura operativa del sensore
- Rende lo strumento più suscettibile a danni meccanici, urti e vibrazioni
Allo stesso modo, le caratteristiche software aggiuntive migliorano la funzionalità e aggiungono comodità, ma aumentano anche la probabilità di errori da parte dell’utente e di guasti prematuri a causa della presenza di processori, chip di memoria e altri componenti delicati. I sensori e i trasmettitori analogici, invece, hanno circuiti piuttosto semplici e molto robusti e il loro funzionamento e la loro precisione si basano su pochi componenti passivi.
Quindi, nel decidere quali caratteristiche desiderate in un sensore di pressione, ponetevi queste domande:
- Con quale frequenza verranno utilizzate queste caratteristiche?
- Queste caratteristiche devono essere presenti in tutti i sensori utilizzati sul campo?
WIKA, Smart in Pressure Sensing
WIKA è leader mondiale nella progettazione, produzione, collaudo e taratura di strumenti elettronici di pressione di alta qualità. Siamo consapevoli che, con un portafoglio di prodotti così ampio, può essere difficile selezionare il sensore di pressione con la giusta accuratezza, il campo di pressione, i materiali, il segnale di uscita, il processo e la connessione elettrica, le approvazioni e le caratteristiche. Ecco perché invitiamo i clienti a rivolgersi a uno degli specialisti di prodotto di WIKA per ottenere una consulenza esperta. Non vi indirizzeremo verso prodotti e caratteristiche di cui non avete bisogno. Invece, vi aiuteremo a trovare il miglior sensore di pressione per la vostra particolare applicazione.
Per maggiori informazioni, non esitate a contattarci.