在製程技術中,壓力和流量是兩個相關的量 - 類似於電氣技術中的電壓和電流。液體、氣體或蒸氣的壓力是這種媒質對其周圍環境所施加的力量,通常這種壓力是媒質流動的驅動力。例如,當您打開家中的水龍頭時,市政供水的壓力會讓水從水龍頭流出。

雖然 Bronkhorst 以測量和控制液體、氣體和蒸汽流而聞名,但壓力調節也是公司的另一個支柱。讓我們以一個多功能的布瑯軻鍶特公司的壓力調節器為例,深入了解這個壓力控制的世界。 

以 Bronkhorst EL-PRESS 壓力調節器為例

壓力調節器是用來確保製程壓力不會超過預定的設定點。在這方面,布瑯軻鍶特公司的 EL-PRESS 數位電子壓力控制器可以控制液體或氣體的壓力。它是一個由壓力感應器、相鄰閥門及控制軟體所組成的裝置。

壓力感測器持續測量流動介質的實際壓力。智慧型 PID 控制軟體將此實際值與所需的設定值進行比較,並隨後控制閥門。通過(進一步)打開或關閉此閥門,氣體/液體會流得更快或更慢,因此介質的實際壓力會達到設定點壓力,並盡可能接近此值。這是一個連續的過程。

在壓力感測器中,液體或氣體流將壓力施加到柔性不銹鋼隔膜上。中間的油量會將壓力傳遞到壓電晶片的表面 - 即「真正的感測器」 - 該晶片會將壓力轉換為電壓訊號,以便進一步處理。晶片表面的厚度決定了壓力範圍 - 從幾毫巴到幾百巴斯卡。

EL-PRESS 的閥門是一個比例電磁控制閥門,具有極快且平穩的控制特性。減去控制閥門的壓力控制器「簡單地」是一個壓力計。 

 

壓力感測器的截面圖

壓力感測器的截面圖

正壓控制、背壓控制和壓差 (ΔP)控制,示意圖

正壓控制、背壓控制和壓差 (ΔP)控制,示意圖

壓力調節類型

壓力調節元件的位置很大程度上決定了壓力調節的類型。在調節下游壓力的正向壓力控制中,傳感器位於閥門的下游,例如,獲得將進入燃燒器噴嘴的氣流的恆定壓力。在調節上游壓力的後向壓力控制中,傳感器位於閥門的上游,例如以受控方式釋放化學反應容器的壓力。在這些配置中,壓力感測器總是最靠近需要控制壓力的腔室或容器。 

壓差控制中,兩個(瓦斯)管線之間的壓差被調節。壓力計被放置在兩條管線之間,而控制閥則被放置在兩條管線中的一條管線上。例如,在膜測試應用中,可以這樣做來獲得膜上的恆定壓差; 

製程壓力控制中,將一個壓力感測器與入口和溢流的雙閥壓力控制結合,對具有單一流體連接的密閉容器內的壓力進行調節; 

布瑯軻鍶特公司的壓力調節裝置

下列布瑯軻鍶特公司的設備包含一個壓力傳感器,因此可以作為壓力調節裝置的一部分: 

  • 適用於氣體和液體的多功能EL-PRESS數位電子壓力控制器/流量計,量測範圍從 2 mbar 到 400 bar,適用於正壓和背壓控制。EL-PRESS 金屬密封裝置適用於高純度氣體應用,最高可達 64 bar,例如半導體市場。
  • 堅固耐用的N-PRESS氣體和液體數位電子壓力控制器/流量計的工作範圍為 2 mbar - 400 bar,配備堅固耐用的「工業風格」(IP65)PC 板外殼,可在工業環境中使用;
  • 緊湊型IQ+FLOW數位氣體壓力控制器/流量計(「黃色的那個」)佔地面積小(0.75"),能夠在 0.01 至 10 bar 的範圍內進行測量。
  • 高度精簡的晶片型FLEXI-FLOW Compact;氣體質量流量控制器/流量計包含兩個壓力感測器,一個在入口,一個在出口,用於測量上游和下游壓力;
  • EL-FLOW Prestige質量流量控制器/氣體流量計具有「壓力不敏感」選項,內建壓力感測器,可補償入口壓力變化; 
在燃燒器測試應用中,EL-FLOW質量流量計與EL-PRESS前向壓力控制器的串聯結合

在燃燒器測試應用中,EL-FLOW質量流量計與EL-PRESS前向壓力控制器的串聯結合

結合質量流量 - 壓力控制 (布瑯軻鍶特公司的特長)

為了對流量和壓力等流程條件進行最佳控制,壓力計或控制器通常會與流量控制器或流量計結合使用。這種組合可讓使用者控制流量並測量壓力,或控制壓力並測量流量。

舉例來說,透過這些組態,化學反應容器內所需的製程壓力可保持不變,而輸入所需的反應氣體流量則可保持不變。在左側的範例中,這些組合經常被應用。 

壓力調節應用

壓力調節器的典型應用包括:洩漏測試台、化學反應的高壓或真空測試台、岩石或沉積物的滲透性測試,以及膜的滲透性/隔離測試。具體應用有 

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