Fark basınç ölçüm yöntemi, birçok sanayi kolunda çok farklı ölçüm uygulamalarında kullanılmaktadır. Mekanik etkin basınç hatlarının veya kimyasal sızdırmazlığın yanı sıra son zamanlarda ölçüm yöntemi olarak elektronik fark basınç ölçümleri de kullanılmaktadır. Tüm bu yöntemlerden kullanıcı için en uygun çözüm hangisidir? Bu makale, bu ölçüm sistemlerinin çalışma prensiplerini ve farklarını açıklamayı amaçlamaktadır. Makalenin merkezinde ölçüm kesinliği yatmaktadır. Makale ayrıca kullanıcının seçim yaparken yararlanabileceği öneriler içermekte ve pratikten örnekler göstermektedir.
Klasik fark basınç ölçümü üreticiye bağımlı olmaksızın daima aynı prensibe göre çalışır: bir fark basınç ölçüm transmiterine iki basınç değeri gönderilir. Etkin basınç hatları veya kapiler hatlar süreci ölçüm noktasından alanda kullanılan cihaza taşırlar. Ölçüm hücresi, iki basınç değeri arasındaki mekanik farkı bir elektrik sinyaline dönüştürerek ölçüm değeri olarak bildirir.
Elektronik fark basınç ölçümünden farklı olarak bu yöntemde basınç değerleri bir anabirim/arabirim sensör çifti tarafından ölçüm noktalarında ölçülür. Cihazlar birbirine elektronik olarak bağlıdır ve basınç farkı oluşumu anabirimde elektronik gerçekleşir. Şekil 1’de, bu farklılıklar basınç altında bulunan bir tankta yapılan bir seviye ölçümü örneğinde gösterilmektedir.
Fark basınç yönteminin tipik uygulama alanları, basınç veya vakum altında bulunan tanklarda yapılan seviye ölçümleridir. Bu tanklar genellikle bira fabrikalarında yer alan doldurma tankları, kağıt endüstrisinde kullanılan hava giderici depolama tankları, kimya endüstrisinin reaktörleri veya çeşitli santrallerde kullanılan kondensat toplama tanklarıdır. Başka bir kullanım alanı ise, boru hatlarında orifis levhaları veya pito tüpleri üzerinden yapılan debi ölçümleridir.
Bu, genellikle buhar üretimi ve taksiminde veya biyogaz elde edilmesinde kullanılır. Fark basınç ölçüm yöntemi ayrıca filtrelerin kirlilik denetiminde giriş ve çıkışların kontrolünde veya pompaların fonksiyon ve yıpranma testlerinde kullanım bulur.
Basınç ölçümüne yöneltilen talepler ve tabi tutuldukları uygulama koşulları çok farklı olabilir: 630 bar’a kadar yüksek statik basınca veya yalnızca birkaç mbar’lık basınç farkına tabi tutulma, 400 °C’ye ulaşan yüksek proses sıcaklıkları, kuvvetli sıcaklık dalgalanmaları, ekstrem yükseklikte sürekli vakum, emme ve basınç darbeleri, ölçüm aletlerinin sebep olduğu aşınmaları göğüslemesi beklenir.
İlaçların içindeki etkin madde derişimini sağlamakta kullanılan eritici madde, 2,5 metre yüksekliğindeki bir damıtma tankında 50 – 60 °C ‘de buharlaştırma ve 50 mbar’lık yüksek vakum altında elde edilmektedir.
Bu şartlar altında yapılan seviye ölçümü için şimdiye dek diyafram contaları ve kapilar borular ile klasik fark basınç sistemleri kullanılmaktadır. Ancak yüksek vakum ve yüksek sıcaklıklar diyafram contasının yağında gaz kaçağına sebep olmakta, bu nedenle ölçüm değerinde hatalar oluşmaktadır. Hizmet ömrü oldukça kısalmakta ve hızla kullanım dışı kalmaktadır.
Elektronik fark basınç ölçümünde kurulumu hem zor hem de masraflı olan kapiler boru hattına gerek kalmaz. Yağsız seramik ölçüm hücresi, vakum altında ve yüksek sıcaklıklarda da güvenilir bir şekilde uzun süreli herhangi bir hataya meydan vermeksizin çalışır.
Bu ölçümler genellikle küçük ölçüm aralıkları ve uzun impuls hatları olan fark basınç ölçüm transmiterleri ile yapılır. Bunların kurulum masrafları oldukça yüksektir; ayrıca sıcaklık etkisi, toz ve kondensat oluşumu nedeniyle ölçüm değerlerinde hata oluşma oranı da yüksektir. Diğer dezavantajları ise, düzenli oluşan bakım çalışmaları gerekliliği ve transmitere erişimin zorluğudur.
Oysa elektronik fark basınç yönteminde, sensörler doğrudan ölçüm noktasında yer alır. Herhangi bir impuls hattının ve buna bağlı olarak bu hat için gerekli olan ısıtma tesisatının döşenmesine gerek kalmaz. Yağsız seramik ölçüm hücresi, vakum altında ve ortam sıcaklığından etkilenmeden güvenilir bir şekilde çalışır, uzun süreler herhangi bir hataya meydan vermeksizin dayanıklılık gösterir. Sensörün seramik ölçüm hücresi sayesinde sensörde temizlik ve bakım çalışmalarına gerek kalmaz.
Merkezi ısıtma sistemi şebekelerinde 21 metre yüksekliğinde birkaç tank basınç seviyesini ayarlamak için kullanılır. Bunlar aynı zamanda olası kaçakları ve şebekedeki sıcaklığa bağlı hacim dalgalanmalarını da dengelerler.
Gerekli seviye ölçümleri flanşlı ve uzun kapilar boruları olan fark basınç ölçüm transmiteri üzerinden yapılmaktadır. Kurulum açık alanda bulunduğundan ayrıca bir de ısıtma tesisatına gereksinim duyulmuştur. Ek olarak, yapılması gereken toplam basınç ölçümü için ayrıca bir sensör daha kurulmuştur.
Oysa elektronik fark basınç ölçümü çok daha düşük maliyetlidir ve kullanımı çok daha kolaydır. Alınması gereken tüm ölçüm değerleri kontrol sistemine aktarılır, bu ölçüm yöntemi toplam basınç ölçümü için ayrıca ek bir sensör gerektirmez.