Akademia automatyki
09 Luty 2026
Jak dobrać przetwornik ciśnienia?
Dobór przetwornika ciśnienia to kluczowy element w projektowaniu systemów pomiarowych i kontrolnych, które znajdują zastosowanie w wielu branżach, od przemysłu chemicznego po motoryzacyjny. Właściwy wybór tego urządzenia wpływa na dokładność pomiaru, niezawodność działania oraz ogólne bezpieczeństwo procesu.
Jak dobrać odpowiedni przetwornik ciśnienia?
Dobór odpowiedniego przetwornika ciśnienia to jedna z kluczowych decyzji podczas projektowania lub modernizacji instalacji przemysłowych. Wpływa nie tylko na jakość pomiaru, ale również na bezpieczeństwo procesu, koszty eksploatacji oraz ogólną niezawodność układu. Choć na pierwszy rzut oka zadanie może wydawać się proste, w praktyce często okazuje się wymagające – zwłaszcza wtedy, gdy dostępne są jedynie szczątkowe informacje o konkretnej aplikacji. Aby ułatwić to zadanie, przedstawiamy zestaw najważniejszych kroków, które pozwolą właściwie dobraćprzetwornik ciśnienia do dowolnego procesu technologicznego.
W pierwszej kolejności należy określić rodzaj mierzonego medium z podaniem jego temperatury. Jest to kluczowe do właściwego doboru czujnika. O ile pomiar czystego powietrza czy wody zwykle nie sprawia trudności, o tyle w przypadku mediów gęstych, lepkich, zanieczyszczonych lub wysokotemperaturowych selekcja odpowiedniego urządzenia jest znacznie ograniczona. Wiąże się to z koniecznością zastosowania odpowiedniego wykonania, przeznaczonego dla danego, specyficznego pomiaru, a liczba modeli spełniających kryteria znacznie się zawęża. Mówiąc, o mediach, należy pamiętać także, że zupełnie odrębną kwestią są przetworniki ciśnienia do tlenu czy wodoru.
Warunki pracy i stopień ochrony IP
Kolejnym istotnym aspektem jest miejsce montażu przetwornika ciśnienia. To właśnie warunki otoczenia determinują wymagany stopień ochrony IP, który zapewnia odpowiednią odporność urządzenia na pył, wilgoć czy zanurzenie. Na tej podstawie dobiera się również właściwe przyłącze elektryczne – czy będzie to standardowa wtyczka, czy przewód zalany na stałe, gwarantujący maksymalną szczelność i niezawodność pracy w wymagającym środowisku.
Przetworniki ciśnienia mają następujące stopnie ochrony:
- IP65 (pyłoszczelne + strumień wody)
- IP66 (pyłoszczelne + silne strumienie wody)
- IP67 (pyłoszczelne + krótkotrwałe zanurzenie)
- IP68 (pyłoszczelne + ciągłe zanurzenie)
- IP69K (pyłoszczelne + bardzo wysokie ciśnienie wody)
Certyfikaty i dopuszczenia – kiedy są wymagane?
Specyficzne warunki pracy, takie jak w strefach zagrożenia wybuchem, w przemyśle spożywczym czy okrętowym, wymagają zastosowania przetworników ciśnienia posiadających odpowiednie dopuszczenia i certyfikaty potwierdzające możliwość bezpiecznego użycia w danej branży. Do najczęściej wymaganych należą m.in. ATEX (w tym wykonania iskrobezpieczne Ex-ia lub przeciwwybuchowe Ex-d), morskie (np. GL, DNV), do przemysłu spożywczego (PZH, 3-A). W aplikacjach związanych z bezpieczeństwem kluczowe znaczenie mają również certyfikaty SIL.
Producenci oferują ponadto, jako opcję dodatkową, certyfikaty materiałowe 3.1 oraz kontrolne 2.2 zgodne z normą EN 10204, które stanowią potwierdzenie składu materiałów i jakości wykonania elementów mających kontakt z medium.
Dodatkowo Laboratorium Pomiarowe Introl (akredytacja PCA) może wykonać pełne wzorcowanie przetwornika.
Kluczowy parametr dobor przetwornika ciśnienia - zakres pomiarowy
Za pomocą przetworników ciśnienia można zmierzyć zakresy od minimalnych rzędu Pa, po ekstremalnie wysokie sięgające kilku tysięcy bar.
W praktyce zakres pracy powinien wynosić 50–80% zakresu przetwornika, np.: ciśnienie pracy 5–8 bar → dobór przetwornika 10 bar.
Należy również określić rodzaj ciśnienia:
- względne (gauge) – najpopularniejsze.
- absolutne – ważne, jeśli odniesieniem ma być próżnia
- różnicowe (ΔP) – np. do filtrów, kanałów powietrza
Przykładowe zakresy z typoszeregu zakresów ciśnień:
Zakres ciśnienia |
Uwagi |
Zakres ciśnienia |
Uwagi |
0 … 0.1 bar | bardzo niski | 0 … 100 bar | bardzo wysoki |
0 … 0.16 bar | bardzo niski | 0 … 160 bar | bardzo wysoki |
0 … 0.25 bar | bardzo niski | 0 … 250 bar | bardzo wysoki |
0 … 0.4 bar | bardzo niski | 0 … 400 bar | ekstremalny |
0 … 0.6 bar | niski | 0 … 600 bar | ekstremalny |
0 … 1 bar | niski | 0 … 1000 bar | ekstremalny |
0 … 1.6 bar | niski/średni | 0 … 1600 bar | ekstremalny |
0 … 2.5 bar | średni | -1 … 0 bar | próżnia |
0 … 4 bar | średni | -1 … 0.6 bar | próżnia/niski |
0 … 6 bar | średni/wyższy | -1 … 1.5 bar | mieszany |
0 … 10 bar | standard | -1 … 3 bar | mieszany |
0 … 16 bar | standard | -1 … 5 bar | mieszany |
0 … 25 bar | wyższy | -1 … 9 bar | mieszany |
0 … 40 bar | wysoki | -1 … 15 bar | mieszany |
0 … 60 bar | wysoki | -1 … 24 bar | mieszany |
W przypadku przetworników programowalnych dostępnych jest zwykle mniej zakresów pomiarowych, jednak można je elastycznie konfigurować zgodnie z potrzebami aplikacji – oczywiście w granicach możliwości danego modelu. Najwyższy oferowany współczynnik zakresowości sięga 800:1, co daje dużą swobodę w doborze parametrów pracy.
W przypadku przetworników różnicy ciśnień kluczowe znaczenie, zarówno z punktu widzenia bezpieczeństwa, jak i prawidłowego doboru urządzenia, ma określenie ciśnienia statycznego. Jest to maksymalne, jednoczesne ciśnienie działające na obie komory przetwornika, niezależnie od mierzonej różnicy ciśnień. W praktyce oznacza to, że nawet przy niewielkiej różnicy, np. 10 mbar, urządzenie może być narażone na działanie bardzo wysokiego ciśnienia roboczego, sięgającego 200 bar – i to właśnie ta wartość definiuje ciśnienie statyczne.
Sygnał wyjściowy przetworników ciśnienia i różnicy ciśnień
Parametr sygnału wyjściowego bywa w zapytaniach często pomijany, choć ma kluczowe znaczenie dla kompatybilności przetwornika z systemem sterowania. Domyślnie za standard uznaje się sygnał analogowy prądowy 4…20 mA, który jest najczęściej stosowany w automatyce przemysłowej. W praktyce jednak nierzadko okazuje się, że wymagana jest wersja napięciowa, np. 0…10 V, stosowana w wybranych aplikacjach i układach pomiarowych.
Oferujemy również przetworniki wyposażone w nowoczesne interfejsy cyfrowe, takie jak HART, Profibus PA, Foundation Fieldbus, Modbus czy IO-Link, które umożliwiają zaawansowaną diagnostykę, zdalną konfigurację oraz integrację z systemami sterowania w standardach Przemysłu 4.0.
Przyłącze procesowe w przetworniku ciśnienia
Na jego dobór kluczowe znaczenie ma rodzaj medium. Typowe przyłącza manometryczne gwintowane są stosowane w przypadku istnienia ryzyka zatkania otworu wlotowego. Możemy tu wybierać spośród wielu rozmiarów i typów, a najpopularniejsze to ¼” i ½”.
W przypadku mediów gęstych, lepkich najlepiej zastosować przyłącza z membranami czołowymi, a dla zanieczyszczonych z elementami ściernymi dodatkowo membranę ceramiczną, niezwykle odporną mechanicznie.
Do trudnych warunków pracy, gdzie mierzone jest specyficzne medium, a zwłaszcza agresywne chemicznie, konieczne jest użycie separatora membranowego – jego dobór pozostaw naszym specjalistom. Najlepiej wybrać kompletny układ odpowiednio połączony i skalibrowany z urządzeniem pomiarowym.
Do procesów spożywczych stosuje się najpopularniejsze typu Clamp/Tri-Clamp i wg DIN 11851 (tzw. mleczarskie), Varivent. Z kolei kołnierzowe mogą mieć membrany z takich materiałów jak m. in. tantal, Hastelloy C276, z pokryciem PTFE, Monel i innych, odpornych na agresywne chemiczne media.
Klasa dokładności przetworników ciśnienia
Określa maksymalny dopuszczalny błąd pomiaru, jednak stanowi tylko jeden z elementów wpływających na wynik pomiaru. W praktyce całkowity błąd może być większy, ponieważ zależy również od takich czynników jak: nieliniowość, histereza, powtarzalność oraz wpływ temperatury i ciśnienia statycznego.
Kiedy zatem należy zwrócić szczególną uwagę na klasę dokładności?
gdy pomiar służy do sterowania procesem (np. w regulatorach PID),
gdy ma wpływ na bezpieczeństwo instalacji (np. monitoring ciśnień krytycznych),
gdy pomiar ma znaczenie rozliczeniowe (np. w systemach energetycznych),
gdy przetwornik pracuje w trudnych warunkach temperaturowych,
gdy zakres pomiarowy jest niski (im niższy zakres, tym większy wpływ błędu absolutnego).
W zależności od producenta dostępne są przetworniki ciśnienia w następujących klasach dokładności (od najwyższej do najniższej):
0,025%
0,04%
0,05%
0,065%
0,1%
0,2%
0,25%
0,3%
0,5%
1%
Zasilanie przetwornika ciśnienia
Zdecydowana większość przetworników ciśnienia i różnicy ciśnień jest zasilana napięciem stałym w granicach od 8 do 35 V DC. Jednak są modele z opcją zasilania napięciem zmiennym 24 V lub 230 V AC.
Dodatkowe funkcje
W zależności od aplikacji przetwornik ciśnienia może posiadać:
- wyświetlacz cyfrowy
- komunikację Bluetooth
- moduły przekaźnikowe lub tranzystorowe
- rozbudowane funkcje diagnostyczne
Podsumowując, aby poprawnie dobrać przetwornik ciśnienia, należy określić rodzaj medium, warunki pracy wraz z wymaganym stopniem ochrony IP oraz potrzebne certyfikaty i dopuszczenia. Kluczowe jest także ustalenie zakresu pomiarowego i rodzaju ciśnienia (względnego, absolutnego lub różnicowego), a następnie dobór odpowiedniego sygnału wyjściowego oraz właściwego przyłącza procesowego. Istotną rolę odgrywa również wymagana klasa dokładności, sposób zasilania urządzenia oraz ewentualne funkcje dodatkowe, które mogą być potrzebne w konkretnym procesie technologicznym.
