通過可靠的壓力測(cè)量?jī)x器延長(zhǎng)商業(yè)級(jí)壓縮機(jī)的使用壽命

保護(hù)重要設(shè)備

商業(yè)級(jí)空氣和氣體壓縮機(jī)是大多數(shù)市場(chǎng)領(lǐng)域的重要支柱。事實(shí)上，這些產(chǎn)品的市場(chǎng)總規(guī)模估計(jì)為100億美元，并且在過去幾十年里一直保持每年3% 的穩(wěn)定增長(zhǎng)。商業(yè)級(jí)空氣壓縮機(jī)導(dǎo)入外部空氣，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成空氣動(dòng)力。壓縮機(jī)的輸出形式是提供給機(jī)械、工具、泵和其他設(shè)備的壓縮空氣?？煽康膲嚎s機(jī)運(yùn)行（無論是連續(xù)運(yùn)行還是按需間歇運(yùn)行） 對(duì)于加工制造、船舶、建筑、食品和飲料、氣動(dòng)工具、石油和天然氣、HVAC、工業(yè)冷凍、*設(shè)備和其他關(guān)鍵應(yīng)用中的整體過程控制效率至關(guān)重要。

工業(yè)壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備需求領(lǐng)域可包括從小型獨(dú)立設(shè)備到渦輪機(jī)組，再到工廠安裝的集中式多壓縮機(jī)組。無論何種應(yīng)用規(guī)模和領(lǐng)域，對(duì)于精確壓力測(cè)量設(shè)備的需求始終是普遍存在的。

Gems傳感與控制（Gems）設(shè)計(jì)和制造各種各樣符合ISO9001:2008和ISO13485標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)和定制壓力傳感器及壓力開關(guān)，用于商業(yè)級(jí)空氣和氣體壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)。Gems公司具有60年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可在這些應(yīng)用中有效實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量技術(shù)，無論是OEM還是售后市場(chǎng)。本文將會(huì)概述Gems壓力測(cè)量技術(shù)是如何用于延長(zhǎng)壓縮機(jī)使用壽命的。

提高壓縮機(jī)效率

不管壓縮機(jī)尺寸或者類型如何，幾乎可以確定每臺(tái)壓縮機(jī)都會(huì)采用某些種類的壓力開關(guān)。壓力開關(guān)被用于調(diào)節(jié)電動(dòng)壓縮機(jī)兩個(gè)預(yù)設(shè)值間的運(yùn)行時(shí)間——一個(gè)低預(yù)設(shè)值和一個(gè)高預(yù)設(shè)值。當(dāng)檢測(cè)到的壓力水平接近較低的工作閾值時(shí)，系統(tǒng)控制壓縮機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)壓力開關(guān)檢測(cè)到高于常規(guī)工作閾值的壓力水平時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)壓縮機(jī)關(guān)閉模式。該功能可以標(biāo)準(zhǔn)化壓縮機(jī)運(yùn)行。壓力開關(guān)還被用于監(jiān)測(cè)液位，間接保護(hù)壓縮機(jī)不會(huì)過熱或者過載。

壓力開關(guān)還是用于延長(zhǎng)壓縮機(jī)電機(jī)有效使用壽命的內(nèi)置元器件。它們可降低昂貴的維修和停機(jī)時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)有助于防止過早磨損和故障?，F(xiàn)在許多蕞新的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)還利用壓力開關(guān)來顯著降低能源消耗。壓力開關(guān)提供的自動(dòng)關(guān)閉功能可以限制不必要的電機(jī)空轉(zhuǎn)。通過選用正確的壓力開關(guān)，壓縮機(jī)電機(jī)可以在設(shè)定點(diǎn)可靠地開啟/關(guān)閉，確保高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

Gems穩(wěn)固可靠的工業(yè)級(jí)壓力開關(guān)提供基本的“開/關(guān)”功能，可實(shí)現(xiàn)有效的壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)。這些壓力開關(guān)采用*設(shè)計(jì)，配有特殊的隔膜/活塞機(jī)構(gòu)，因而具有高耐壓活塞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并且還具有高重復(fù)性。開關(guān)還可抗振動(dòng)、抗壓力尖峰和溫度變化，所有這些都是壓縮機(jī)工作環(huán)境的典型特性。壓力開關(guān)設(shè)定點(diǎn)可以在工廠預(yù)設(shè)，或者也可由客戶調(diào)整。重復(fù)性范圍通常在設(shè)定點(diǎn)附近0.25%到5%。根據(jù)選擇的型號(hào)，傳感器可提供1百萬次壓力循環(huán)以上的可靠工作壽命。

控制和監(jiān)測(cè)速度

Gems 2200和3100系列壓力傳感器可用于定速和變速壓縮機(jī)，監(jiān)測(cè)總體速度和性能。由于在壓縮機(jī)啟動(dòng)階段存在一些*的故障風(fēng)險(xiǎn)，因此必須小心謹(jǐn)慎地避免過高的初始速度，防止電子元件過載。同時(shí)還需要考慮能量效率。特定壓力傳感器必須堅(jiān)固耐用，測(cè)量精確。此外壓力傳感器還必須確?？芍貜?fù)的連續(xù)測(cè)量，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下極低的漂移，以及寬工作溫度范圍。由于大多數(shù)商業(yè)級(jí)壓縮機(jī)的高振動(dòng)和高噪音工況，這些壓力傳感器必須能夠承受較高的沖擊和振動(dòng)。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境，還可能需要專門認(rèn)證證書，例如ATEX和CSA認(rèn)證。為了滿足各種各樣的壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)需求，Gems工業(yè)壓力傳感器可選用比例、mA和電壓輸出。還可選用表壓式、絕壓式、差壓式、真空和復(fù)合壓力型號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍從真空到10000 Psi。還可選用高溫和潛水式型號(hào)，以及不同的外殼、接液部件和連接器。

 監(jiān)測(cè)入口和輸出壓力

在移動(dòng)式和固定式天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中，可靠精確的壓縮機(jī)入口和出口壓力監(jiān)測(cè)對(duì)于整體系統(tǒng)性能是必
不可少的。這些壓力也是壓縮機(jī)運(yùn)行速度有效控制的重要監(jiān)測(cè)參數(shù)。該環(huán)境中安裝的所有電子器件和系統(tǒng)都必須確保不會(huì)被過熱或者火花點(diǎn)燃。因此，需要帶ATEX和CSA認(rèn)證證書的本質(zhì)安全（Exia）和防火（Exd）的壓力變送器。Gems 2200和3100系列壓力變送器因其的性能可靠性和低漂移，被廣泛用于工業(yè)天然氣調(diào)壓系統(tǒng)。其他相關(guān)壓力測(cè)量應(yīng)用包括單級(jí)或者雙級(jí)工業(yè)空氣活塞壓縮機(jī)和空氣螺桿壓縮機(jī)（通常由兩個(gè)不對(duì)稱的螺旋轉(zhuǎn)子組成）；以及移動(dòng)式和固定式工業(yè)空氣壓縮機(jī)。

典型應(yīng)用可能會(huì)要求一個(gè)可調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)壓力開關(guān)，預(yù)設(shè)為所需的管路固定完成點(diǎn)

（例如開啟壓縮機(jī)）。壓縮機(jī)開啟會(huì)提高壓力，然后在達(dá)到可調(diào)壓力開關(guān)的大設(shè)定點(diǎn)時(shí)立即關(guān)閉。

確保鐵路空氣制動(dòng)系統(tǒng)控制

另一個(gè)重要應(yīng)用是鐵路車輛制動(dòng)系統(tǒng)壓縮空氣供應(yīng)的有效監(jiān)測(cè)和控制?？諝饪刂葡到y(tǒng)往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用于潤(rùn)滑、集成制動(dòng)和緊急制動(dòng)的空氣分配。壓力變送器輸出構(gòu)成了閉環(huán)制動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分。該系統(tǒng)測(cè)量火車的總負(fù)載以及無車輪滑動(dòng)時(shí)可安全施加的制動(dòng)壓力。出于兩個(gè)原因必須避免滑動(dòng)：首先，滑動(dòng)會(huì)顯著降低制動(dòng)效率。其次，滑動(dòng)會(huì)導(dǎo)致車輪的過度磨損，從而造成向整個(gè)列車輸入不必要的沖擊、振動(dòng)和噪音。

板載傳感器和儀器采集的數(shù)據(jù)會(huì)為鐵路運(yùn)營(yíng)商提供潛在失效模式的重要實(shí)時(shí)通知。這里，Gems 3100和2200系列壓力變送器監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)的出口壓力。這些壓力變送器還監(jiān)測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)的總氣壓，例如儲(chǔ)氣罐、制動(dòng)缸和空氣懸架系統(tǒng)。另外，還有一個(gè)集成溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)空氣和液壓油溫度。多個(gè)傳感器會(huì)提交數(shù)據(jù)給板載鐵路車輛診斷程序。這些程序連續(xù)監(jiān)測(cè)鐵路車輛制動(dòng)系統(tǒng)性能并檢測(cè)潛在故障，必要時(shí)立即切換到備用氣源。

另外兩個(gè)重要的鐵路車輛制動(dòng)應(yīng)用包括壓縮機(jī)潤(rùn)滑油液位和溫度監(jiān)測(cè)。這兩個(gè)應(yīng)用都要求在空間高度受限的環(huán)境中安裝傳感器。為了支持這些應(yīng)用，Gems與客戶緊密合作開發(fā)定制解決方案。用于鐵路螺桿式壓縮機(jī)的一個(gè)例子是帶滑動(dòng)壓蓋的Gems LS-7定制油位傳感器?；瑒?dòng)壓蓋使得浮球能夠從設(shè)備外側(cè)插入，無需拆卸壓縮機(jī)，確保不會(huì)中斷壓縮機(jī)運(yùn)行。Gems還在油位傳感器設(shè)計(jì)中直接集成了溫度傳感器。該選項(xiàng)可降低每臺(tái)設(shè)備的獨(dú)立傳感器需求。

除了鐵路市場(chǎng)，農(nóng)用、非公路和大型商用車輛同樣采用壓力開關(guān)進(jìn)行壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)。在這些應(yīng)用中，板載壓縮機(jī)用于實(shí)現(xiàn)必要的壓縮空氣壓力水平，以便高效填充儲(chǔ)氣罐。一旦壓縮機(jī)達(dá)到要求的壓力開關(guān)設(shè)定點(diǎn)，則開關(guān)允許壓縮機(jī)自動(dòng)關(guān)閉，從而延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命并節(jié)約能源。

在不斷努力降低間接運(yùn)營(yíng)成本的過程中，許多制造商都進(jìn)行例行獨(dú)立能源審計(jì)。例行調(diào)查結(jié)果顯示工廠空氣壓縮機(jī)在部分或者*卸載工況下仍然保持運(yùn)行，是能源浪費(fèi)和維護(hù)成本的重要隱藏來源。許多壓縮機(jī)可能在消耗70%的滿負(fù)載功率的同時(shí)，只提供低于30%的滿負(fù)載性能。出于這個(gè)原因，越來越多的工廠經(jīng)理選擇集中化配置工廠壓縮機(jī)設(shè)備。

生產(chǎn)設(shè)備以前依賴于幾十個(gè)獨(dú)立安裝的定速和變速空氣壓縮機(jī)來滿足需求。采用這種配置，在受監(jiān)控使用過程中，當(dāng)單個(gè)設(shè)備的壓縮空氣供氣壓力下降到低于必需壓力水平時(shí)，這些壓縮機(jī)可以快速解決。然而，當(dāng)單獨(dú)壓縮機(jī)處于無人看守運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，很少能識(shí)別到相同的壓降。

為了實(shí)現(xiàn)期望的能源成本降低，工廠壓縮機(jī)采用順序網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)，通過中心控制器來滿足通常的壓縮空氣供應(yīng)需求。由于設(shè)備的壓縮空氣需求根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷可能會(huì)發(fā)生變化， 按照相應(yīng)設(shè)備要求使用較大的壓縮機(jī)提供空氣。許多壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的壓力設(shè)置和負(fù)載速度都在不斷變化。如果所需的壓縮空氣超出要求，系統(tǒng)總氣壓會(huì)上升。這種情況下，網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或者多個(gè)壓縮機(jī)可被關(guān)閉或者降速運(yùn)行，來適應(yīng)提高的單獨(dú)需求。這可防止超出系統(tǒng)壓力設(shè)定點(diǎn)限制并降低能耗。隨后壓縮機(jī)只在不能滿足集體需求時(shí)重新啟動(dòng)。

因此，集中式和順序多壓縮機(jī)設(shè)備可以作為有效的削減成本策略，減輕單個(gè)壓縮機(jī)部分負(fù)載運(yùn)行所造成的能源浪費(fèi)，以及壓縮空氣系統(tǒng)中大幅度壓力波動(dòng)的影響。為了支持這些措施，Gems壓力傳感器和壓力開關(guān)被用于正確控制集中式工廠壓縮機(jī)序列。這有助于確保精確的壓力水平監(jiān)測(cè)和按需提供壓縮空氣。Gems 2200和3100系列壓力變送器，以及許多其他選的公司壓力開關(guān)產(chǎn)品組合，能夠無縫支持這些施。

  手術(shù)室壓縮空氣輸送

在手術(shù)室內(nèi)，集中式級(jí)空氣壓縮機(jī)有助于確保不同設(shè)定壓力水平下的麻醉氣體和患者吸入氧氣的安全輸送。這些壓縮機(jī)還可為手術(shù)設(shè)備提供動(dòng)力。和手術(shù)壓縮空氣通常使用的水冷或者氣冷壓縮機(jī)系統(tǒng)生成。為了確保高效運(yùn)行，壓縮機(jī)使用自動(dòng)歧管面板以及歧管儲(chǔ)備進(jìn)行檢測(cè)。每個(gè)儀表都編程為一組預(yù)設(shè)定的緩沖壓力范圍。當(dāng)自動(dòng)歧管耗盡時(shí)，第二個(gè)應(yīng)急儲(chǔ)備歧管啟用，確保不中斷的氣流。兩個(gè)歧管都需要精確、連續(xù)的壓力水平監(jiān)測(cè)。

Gems堅(jiān)固可靠的3100系列壓力傳感器可用于集中式壓縮機(jī)的監(jiān)測(cè)和控制。它們可構(gòu)成壓縮機(jī)啟用和停用控制電路的一部分，使其能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)供氣壓力。這種情況下，3100系列壓力傳感器有助于確保緩沖氣壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。這些傳感器能夠在各種不同壓力設(shè)置下可靠運(yùn)行，并具有低熱誤差和較寬的溫度補(bǔ)償范圍。傳感器還可按照應(yīng)用規(guī)定的壓力范圍、端口、連接器、電纜和電器輸出進(jìn)行定制。此外，3100系列還可用作壓力水平降低到可接受值以下時(shí)的警報(bào)器。

通用壓縮機(jī)測(cè)量挑戰(zhàn)

多種不同行業(yè)都依賴商業(yè)級(jí)空氣和氣體壓縮機(jī)來滿足它們的關(guān)鍵需求。無論何種壓縮機(jī)尺寸和應(yīng)用，對(duì)可靠壓力檢測(cè)和控制的需求始終存在。特定儀器對(duì)于降低壓縮機(jī)損耗、延長(zhǎng)使用壽命、優(yōu)化能耗和提高工作效率都是至關(guān)重要的。同等重要的還有可靠的壓力測(cè)量合作伙伴，有助于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。所有壓縮機(jī)應(yīng)用的共同點(diǎn)是市場(chǎng)對(duì)Gems傳感器的信賴。Gems公司作為堅(jiān)固、高可靠性壓力測(cè)量設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)專家，已經(jīng)在商業(yè)級(jí)空氣和氣體壓縮機(jī)領(lǐng)域有60年的成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過與Gems的合作，客戶能夠獲得從數(shù)百例成功應(yīng)用中得到的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，更*的是能夠訪問業(yè)內(nèi)大的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品目錄組合。