Paineanturi, painelähetin vai painekytkin – näin valitset

Ylipaine, absoluuttinen paine vai paine-ero?

Kaikki paine mitataan jotakin vertailupainetta vastaan. Ylipaine mitataan ympäröivää ilmanpainetta vastaan – sen näet esimerkiksi hydraulijärjestelmän tai paineilmaverkon painemittarista. Absoluuttinen paine mitataan tyhjiötä vastaan, ja sitä käytetään silloin, kun ilmanpaineen vaihtelu ei saa vaikuttaa lukemaan, kuten tyhjiöprosesseissa, barometrisessa mittauksessa ja kaasujen sekoituksessa. Paine-ero on kahden liitännän välinen erotus, esimerkiksi suodattimen tai puhaltimen yli tai virtausmittauksen mittalaipan yli.

Painemuunnin, painelähetin vai painekytkin – mitä eroa niillä on?

• Painemuunnin eli transducer – pelkkä mittauskenno yksinkertaisella signaalilla, usein muutama millivoltti syöttöjännitteen volttia kohden (mV/V). Signaali täytyy vahvistaa ennen käyttöä.
• Painelähetin – anturi, jossa on sisäänrakennettu elektroniikka ja standardilähtö. Tätä useimmat tarkoittavat nykyään paineanturilla.
• Painekytkin – vaihtaa koskettimen tilaa, kun paine ohittaa asetusarvon. Mekaaniset kytkimet eivät tarvitse käyttöjännitettä, elektronisissa on usein lisäksi analoginen lähtö.

Valitse kytkin, kun sinun tarvitsee tietää vain, onko paine liian korkea tai liian matala – esimerkiksi liian matala öljynpaine, tukkeutunut suodatin tai paineilman lasku. Valitse lähetin, kun ohjausjärjestelmän täytyy säätää, tallentaa tai hälyttää useammalla eri tasolla. Turvallisuustoimintoihin on saatavana kytkimiä, jotka on arvioitu standardien IEC 61508 (SIL) ja ISO 13849 (PL) mukaan.

Mittausalue, ylikuormitus ja paineiskut

Mittausalueen täytyy kattaa normaali käyttöpaine riittävällä marginaalilla. Liian suuri mittausalue kasvattaa virhettä baareina, koska virhe ilmoitetaan prosentteina täydestä mittausalueesta (FS). ±0,5 % FS on 600 barin anturissa ±3 bar, vaikka mittaisit vain 20 baria.

Datalehdessä ilmoitetaan myös ylikuormituspaine, jonka anturi kestää ilman pysyvää muutosta, sekä murtopaine, jossa anturi rikkoutuu. Näiden välissä anturin nollapiste voi siirtyä pysyvästi.

Paineiskut ovat yleinen syy anturivikoihin hydrauliikassa ja vesijärjestelmissä. Kun venttiili sulkeutuu nopeasti, paine voi nousta muutamaksi millisekunniksi moninkertaiseksi normaaliin verrattuna – liian nopeasti, jotta sen näkisi painemittarista. Anturin liitäntään asennettava kuristin (snubber) vaimentaa piikkiä. Kavitaatio, jossa höyrykuplat luhistuvat, aiheuttaa sekä paineiskuja että eroosiota. Älä sijoita anturia heti pumpun, venttiilin tai kuristuksen jälkeen.

Mitä tarkkuus sisältää?

Kaksi anturia, joiden datalehdessä lukee 0,25 %, voivat käytännössä erota paljonkin. Tarkista, mitä luku kattaa:

• Lineaarisuus – poikkeama suorasta viivasta. Jos se ilmoitetaan BFSL-menetelmällä (best fit straight line), luku on pienempi kuin nollasta täyteen mittausalueeseen mitattuna.
• Hystereesi – signaalin ero samassa paineessa, kun paine nousee ja kun se laskee.
• Toistettavuus – kuinka hyvin toistetut mittaukset vastaavat toisiaan.
• Lämpötilavirhe – kuinka nollapiste ja herkkyys muuttuvat lämpötilan mukana. Usein suurin virhelähde ulkona ja liikkuvissa työkoneissa.
• Pitkäaikaisstabiilius – kuinka paljon anturi ryömii vuodessa.

Hyödyllisin luku on kokonaisvirhe (total error band) koko kompensoidulla lämpötila-alueella. Se yhdistää kaikki edellä mainitut tekijät ja kertoo, kuinka paljon lukema voi todellisuudessa poiketa.

Väliaine, materiaalit ja asennus

Kaikkien väliaineen kanssa kosketuksissa olevien osien täytyy kestää väliainetta. Ruostumaton teräs 316L soveltuu useimmille öljyille, vedelle ja kaasuille. Keraamiset kennot kestävät monia aggressiivisia väliaineita, ja erittäin puhtaisiin prosesseihin ja vahvoille hapoille on saatavana kytkimiä, joiden kostuvat osat ovat PFA:ta ja PTFE:tä. Tarkista myös tiiviste: FKM, EPDM ja NBR sopivat eri nesteille, ja täysin hitsatuissa antureissa tiivistettä ei ole lainkaan.

1. Väärä paikka putkessa. Nesteillä anturi asennetaan putken kylkeen, jotta kalvolle ei kerry ilmaa eikä sinne laskeudu sakkaa. Kaasuilla anturi asennetaan putken päälle, jotta kondenssivesi valuu pois.
2. Tukkeutunut tuuletus. Ylipaineanturi tarvitsee yhteyden ympäröivään ilmaan kaapelin tai tuuletusaukon kautta. Jos maali tai vesi tukkii sen, lukema alkaa seurata ilmanpainetta ja lämpötilaa.
3. Kuuma höyry suoraan anturiin. Sifoni tai jäähdytysputki suojaa anturia höyryltä ja väliaineilta, jotka ovat kuumempia kuin datalehti sallii.
4. Liian tiukalle kiristetty liitin. Liian tiukalle kiristetty kierre voi vääntää runkoa ja siirtää nollapistettä, varsinkin matalan paineen antureissa. Noudata ilmoitettua kiristysmomenttia.

Missä paineantureita ja painekytkimiä käytetään?

• Liikkuvat työkoneet – hydraulipaine nostureissa, metsäkoneissa ja pyöräkuormaajissa kuormanlaskentaan, ylikuormitussuojaukseen ja ohjaukseen.
• Tehtaat – paineilma, voitelu, jäähdytysvesi ja hydrauliset puristimet. Painekytkin pysäyttää koneen, kun öljynpaine laskee liian matalaksi.
• Energia ja vesi – kaukolämpö, lämpöpumput, pumppaamot ja vesivoimaloiden hydrauliikka.
• Muovi- ja elintarviketeollisuus – sulapaine ekstrudereissa ja ruiskuvalukoneissa sekä hygieeniset anturit pesua kestäviin kohteisiin.
• Ilmailu ja puolustus – hitsatut, hermeettisesti suljetut anturit ja kytkimet lennonohjaukseen, jarruihin ja laskutelineisiin.

Paineanturit ja painekytkimet SCN:ltä

Valikoimaamme kuuluu Huba Controlin painelähettimiä liikkuvan kaluston hydrauliikkaan sekä Precision Sensorsin, Sensatan ja Nominal Controlsin antureita ja kytkimiä erittäin puhtaille kaasuille, ilmailuun ja prosessiteollisuuteen. Kerro meille väliaine, paine, signaali ja käyttöympäristö, niin autamme sinua valitsemaan.

Esimerkkejä valikoimastamme

Usein kysytyt kysymykset

Mitä eroa on paineanturilla ja painelähettimellä?

Painelähettimessä on sisäänrakennettu elektroniikka, joka antaa standardisignaalin, kuten 4–20 mA. Painemuunnin eli transducer antaa tarkasti ottaen heikon millivolttisignaalin, joka täytyy vahvistaa. Käytännössä termejä käytetään usein sekaisin.

Kumpi kannattaa valita, 4–20 mA vai 0–10 V?

4–20 mA sietää paremmin häiriöitä ja pitkiä kaapeleita, ja johdinkatko näkyy heti, kun virta laskee alle 4 mA:n. 0–10 V toimii hyvin lyhyillä etäisyyksillä koneen tai sähkökaapin sisällä.

Miten valitsen mittausalueen?

Normaalin käyttöpaineen kannattaa olla noin 50–75 % mittausalueesta, ja paineiskujen täytyy jäädä ylikuormituspaineen alapuolelle. Liian suuri mittausalue kasvattaa virhettä baareina.

Miksi paineanturini ryömii?

Tavallisia syitä ovat ylikuormituspaineen ylittävät paineiskut, lämpötilat kompensoidun alueen ulkopuolella, tukkeutunut tuuletus tai liian tiukalle kiristetty liitin.