Użytkownik często staje przed dylematem: jaki czujnik ciśnienia należy zastosować – czujnik ciśnienia względnego czy czujnik ciśnienia bezwzględnego? W przetwórstwie spożywczym, instalacjach petrochemicznych, formowaniu wtryskowym tworzyw sztucznych oraz w wielu innych zastosowaniach przemysłowych, pomiar ciśnienia w kontroli procesów oraz maszyn jest konieczny. W tej serii artykułów chciałbym przedstawić różnice pomiędzy różnymi dostępnymi czujnikami ciśnienia i ich zastosowania.
Pomiar poziomu
Główna różnica między pomiarem ciśnienia względnego i bezwzględnego dotyczy stosowanego ciśnienia wzorcowego, innymi słowy: punktu zerowego skali. Pomiar ciśnienia względnego przeprowadza się zawsze w odniesieniu do bieżącego („względnego”) ciśnienia otoczenia (ok. 1,013 bar). Aby dokonać pomiaru ciśnienia względnego/manometrycznego lub bezwzględnego, czujnik musi wykryć zmianę ciśnienia medium i porównać jej wartość z wartością ciśnienia wzorcowego (względne = ciśnienie otoczenia, bezwzględne = próżnia absolutna). Elektroniczne czujniki ciśnienia zazwyczaj mierzą zmiany ciśnienia poprzez pomiar odkształcenia membrany. Jeśli membrana poddana jest działaniu ciśnienia procesowego z jednej strony i „odpowietrzona” z drugiej (poddana działaniu ciśnienia otoczenia) wówczas odkształcenie jest redukowane przez ciśnienie otoczenia. Dlatego też wynikiem pomiaru jest różnica ciśnienia między zmierzonym ciśnieniem procesowym a bieżącym ciśnieniem otoczenia.
Na przykład, w zbiornikach bezciśnieniowych (odpowietrzonych) używanych do przechowywania cieczy, gdy zbiornik jest swobodnie połączony z atmosferą nad cieczą (i tym samym „odpowietrzony”), aktualny poziom cieczy można zmierzyć poprzez pomiar ciśnienia hydrostatycznego słupa cieczy, stosując odpowietrzony czujnik ciśnienia względnego. W przypadku mniejszych zbiorników lub pojemników szczególnie istotne jest wyeliminowanie wpływu ciśnienia otoczenia na pomiar poprzez zwykłą wentylację czujnika oraz zbiornika; w przeciwnym razie, jeśli ciecz utrzymuje się na stałym poziomie, zmierzony poziom cieczy w zbiorniku będzie wahać się w funkcji ciśnienia otoczenia. Zakres takiego wahania wynosi +/- 30 mbar na skutek aktualnie panujących warunków pogodowych, oraz do 200 mbar w związku z położeniem (różnica ciśnień między poziomem morza a wysokością 2 000 m). Przykład: Poziom wody 5 m w otwartym zbiorniku wywiera ciśnienie hydrostatyczne +500 mbar. Stąd, przy niezmiennym poziomie wody, czujnik ciśnienia bezwzględnego będzie wskazywać poziom napełnienia między 4,7 a 5,3 metra, w zależności od warunków pogodowych. Ponieważ objętość napełnienia jest często obliczana na podstawie geometrii zbiornika oraz zmierzonego poziomu cieczy, może to skutkować poważnymi błędami pomiaru.