Bourdon-putkipainemittarit – löydä valmistajia ja toimittajia

Bourdon-putkipainemittareita käytetään kaasumaisten tai nestemäisten väliaineiden paineen mittaamiseen ja sen näyttämiseen suoraan paikan päällä.

Ne kuuluvat yleisimmin käytettyihin mekaanisiin painemittareihin, ja niitä käytetään muun muassa kone- ja laitosrakennuksessa, hydrauliikka- ja pneumatiikkajärjestelmissä sekä energia- ja prosessitekniikassa.
Laitteelle nimensä antava mittauselementti on kaareva metalliputki, jota kutsutaan Bourdon-putkeksi. Se taipuu kohdistuvan paineen vaikutuksesta. Tämä liike välittyy mekaanisesti osoittimeen ja näkyy asteikolla. Koska Bourdon-putkipainemittarit toimivat ilman ulkoista virtalähdettä, ne mahdollistavat yksinkertaisen, luotettavan ja kustannustehokkaan paineenvalvonnan.

Seuraavassa on yleiskatsaus Bourdon-putkipainemittareiden toimintaperiaatteista, rakenteista, sovelluksista ja eduista sekä niiden valinnan tärkeimmistä kriteereistä.

Miten Bourdon-putkipainemittarit toimivat

Bourdon-putki koostuu taivutetusta metalliputkesta, jonka poikkileikkaus on yleensä soikea. Toinen pää on kiinnitetty tukevasti prosessiliitäntään, kun taas toinen pää voi liikkua vapaasti.
Kun mitattava väliaine virtaa paineistettuna Bourdon-putkeen, sen poikkileikkaus muuttuu hieman. Samalla taivutettu putki pyrkii suoristumaan. Tämän seurauksena Bourdon-putken vapaa pää liikkuu kohdistuvan paineen vaikutuksesta.
Mekaaninen voimansiirtomekanismi vahvistaa tätä liikettä ja välittää sen osoittimeen. Osoitin ilmaisee mitatun paineen asianmukaisesti jaotellulla asteikolla. Jos paine laskee, Bourdon-putki palaa alkuperäiseen muotoonsa joustavan toiminta-alueensa rajoissa.
Bourdon-putkipainemittarit mittaavat tyypillisesti painetta suhteessa ympäröivään ilmanpaineeseen. Mallista riippuen ne voivat näyttää ylipainetta, alipainetta tai yhdistettyä alipaine- ja ylipainealuetta.
Erittäin matalissa paineissa tai erityisen herkissä mittaustehtävissä kalvo- tai kapselipainemittarit ovat usein sopivampia. Sähköisiä paineantureita ja paineantureita puolestaan käytetään erityisesti silloin, kun mittausarvoja on välitettävä, tallennettava tai käsiteltävä digitaalisesti jatkuvasti.

Bourdon-putkipainemittareiden tyypit

Bourdon-putkipainemittareita on saatavana erilaisina malleina. Ne eroavat toisistaan pääasiassa Bourdon-putken muodon, käytettyjen materiaalien, kotelon rakenteen ja mahdollisten lisätoimintojen osalta.

Bourdon-putkipainemittarit, joissa on C-muotoinen Bourdon-putki

C-muotoinen Bourdon-putki on yleisimmin käytetty malli.
Se sopii lukuisiin tavanomaisiin teollisuussovelluksiin ja mahdollistaa kompaktin ja kustannustehokkaan rakenteen.
Korkeammille paineille tai erityisille mittausalueille voidaan käyttää kierteisiä tai spiraalimaisia Bourdon-putkia.
Muotonsa ansiosta nämä mallit tuottavat suuremman liikkeen Bourdon-putken vapaassa päässä.

Bourdon-putkipainemittarit, joissa kosketusosat on valmistettu kupariseoksesta

Malleja, joiden kosketusosat on valmistettu kupariseoksista, käytetään usein neutraaleissa, syövyttämättömissä nesteissä ja kaasuissa.
Tyypillisiä käyttökohteita ovat vesitekniikka, pneumatiikka, lämmitystekniikka ja yleinen koneenrakennus.
Ennen käyttöä on varmistettava, että materiaalit kestävät riittävän hyvin mitattavaa väliainetta sekä vallitsevia lämpötiloja.

Ruostumattomasta teräksestä valmistetut Bourdon-putkipainemittarit

Ruostumattomasta teräksestä valmistetut mallit soveltuvat vaativampiin teollisiin sovelluksiin sekä aineisiin, jotka eivät ole yhteensopivia kupariseosten kanssa.
Niitä käytetään muun muassa kemian- ja petrokemian teollisuudessa, laitosrakentamisessa sekä energia- ja prosessitekniikassa.
Erityisen aggressiivisten väliaineiden kohdalla saatetaan tarvita erikoismateriaaleja tai kalvotiivistettä.

Nestetäytteiset Bourdon-putkipainemittarit

Näissä malleissa kotelo on täytetty esimerkiksi glyseriinillä tai silikoniöljyllä.
Neste vaimentaa tärinän tai paineen vaihteluiden aiheuttamia osoittimen liikkeitä.
Tämä parantaa luettavuutta. Samalla se vähentää osoitinmekanismiin ja mekaanisiin voimansiirto-osiin kohdistuvaa rasitusta.
Siksi nesteellä täytettyjä painemittareita käytetään usein pumpuissa, kompressoreissa, hydrauliikkayksiköissä ja liikkuvissa koneissa.

Lisätoiminnoilla varustetut Bourdon-putkipainemittarit

Mekaaniset Bourdon-putkipainemittarit voidaan varustaa sähköisillä kytkentäkoskettimilla tai sähköisellä lähtösignaalilla.
Kun ennalta määritetyt raja-arvot saavutetaan, kytkentäkoskettimet laukaisevat esimerkiksi varoitusviestejä tai kytkentätoimintoja.
Mallit, joissa on sähköinen lähtösignaali, yhdistävät hyvin näkyvän mekaanisen paikan päällä olevan näytön kykyyn siirtää mittausarvot ohjausjärjestelmään tai ylemmän tason järjestelmään.

Bourdon-putkipainemittareiden käyttökohteet

Bourdon-putkipaineantureita käytetään kaikkialla, missä paineita on seurattava luotettavasti ja luettava suoraan koneesta, järjestelmästä tai putkistosta.

Kone- ja laitostekniikka

Kone- ja laitosrakennuksessa Bourdon-putkipainemittareita käytetään käyttöpaineiden valvontaan syöttöputkistoissa, jäähdytyskierroissa, voitelujärjestelmissä ja erilaisissa apulaitteissa.

Hydrauliikka

Hydraulijärjestelmissä ne näyttävät muun muassa pumppu-, käyttö-, akku- tai paluupaineita.
Koska tällaisissa järjestelmissä voi esiintyä painehuippuja ja paineheilahteluja, mittausalue ja vaimennus on valittava huolellisesti.

Pneumatiikka

Pneumaattisissa järjestelmissä Bourdon-putkipainemittareita käytetään paineilman ja muiden sopivien kaasujen paineen valvontaan.
Tyypillisiä asennuspaikkoja ovat kompressorit, paineilman käsittelyyksiköt, jakoputkistot ja pneumaattiset ohjausjärjestelmät.

Pumput ja kompressorit

Pumppuissa ja kompressoreissa nämä mittalaitteet valvovat imu-, poisto- tai puristuspaineita.
Jos tärinää on voimakkaasti tai paineet vaihtelevat, nestetäytteiset versiot tai lisävaimennuselementit ovat edullisia.

Kemian- ja prosessilaitokset

Prosessilaitoksissa Bourdon-putkipainemittarit mittaavat paineita säiliöissä, putkistoissa ja tuotantoprosesseissa.
Kuumien, syövyttävien, erittäin viskoosien, likaantuneiden tai kiteytyvien väliaineiden tapauksessa voidaan käyttää kalvotiivistettä. Tämä eristää mittauslaitteen prosessiväliaineesta ja välittää paineen hydraulisesti mittauselementtiin. Tavalliset Bourdon-putkimallit puolestaan sopivat erityisen hyvin väliaineisiin, jotka eivät ole erittäin viskooseja tai kiteytyviä eivätkä syövytä käytettyjä materiaaleja.

Energia- ja kunnallistekniikan järjestelmät

Muita sovelluskohteita ovat lämmitysjärjestelmät, vedenjakelujärjestelmät, voimalaitokset ja muut yleishyödylliset järjestelmät. Kuumien väliaineiden tai höyryn tapauksessa mittauslaite ja tarvittavat suojalaitteet on sovitettava prosessin lämpötilaan.

Liikkuvat koneet

Kestäviä Bourdon-putkipainemittareita käytetään rakennus-, maatalous- ja teollisuuskoneissa hydrauliikka- ja pneumatiikkajärjestelmien valvontaan. Tässä yhteydessä tärinän, iskujen, kosteuden ja lämpötilan vaihteluiden kestävyys on erityisen tärkeää.

Bourdon-putkipainemittareiden edut

• Ei ulkoista virtalähdettä: Mittaus ja näyttö toimivat puhtaasti mekaanisesti. Paine voidaan siten lukea suoraan ilman sähkövirtaa.
• Suora näyttö paikan päällä: Koneen tai järjestelmän toimintatila voidaan tarkistaa nopeasti asennuspaikalla.
• Kestävä rakenne: Hyväksi todettu mekaaninen rakenne takaa luotettavan paineenvalvonnan, kun valitaan oikea malli ja sitä käytetään asianmukaisesti.
• Monipuoliset mallit: Erilaiset mittausalueet, materiaalit, kotelokoot, liitäntätyypit ja lisätoiminnot mahdollistavat soveltumisen lukuisiin käyttökohteisiin.
• Kustannustehokas käyttö: Bourdon-putkipainemittarit tarjoavat kustannustehokkaan ratkaisun moniin tavallisiin mittaustehtäviin.
• Hyvä luettavuus: Sopiva asteikko ja riittävän suuri mittakiekko mahdollistavat paineen nopean silmämääräisen arvioinnin.
• Yhdistettävyys lisävarusteiden kanssa: Kalvotiivisteet, vaimennuselementit, sulkuventtiilit, sifonit tai ylipainensuojalaitteet voivat laajentaa käyttöalueita.

Bourdon-putkipainemittareiden rajoitukset

• Bourdon-putkipainemittarit eivät sovellu kaikkiin paineenmittaustehtäviin. Erittäin viskoosiset, likaantuneet tai kiteytyvät väliaineet voivat tukkia Bourdon-putken kapean poikkileikkauksen. Syövyttävät väliaineet voivat vaurioittaa sopimattomia materiaaleja.
• Voimakkaat tärinät, nopeat paineenmuutokset, painehuiput ja pitkäkestoinen ylikuormitus voivat myös heikentää lukukelpoisuutta, mittaustarkkuutta ja käyttöikää. Tällaiset käyttöolosuhteet on otettava huomioon valinnassa ja tarvittaessa hallittava sopivilla suoja- tai vaimennustoimenpiteillä.
• Erittäin alhaisissa paineissa, erityisen korkeiden tarkkuusvaatimusten yhteydessä tai mittausarvojen digitaalisessa siirrossa ja tallennuksessa muut mekaaniset tai elektroniset mittausjärjestelmät voivat olla sopivampia.

Bourdon-putkipainemittareiden tärkeimmät hankintakriteerit

Bourdon-putkipainemittarit suorittavat tärkeitä valvontatehtäviä monissa järjestelmissä. Huolellinen valinta auttaa ehkäisemään mittausvirheitä, ennenaikaista kulumista ja odottamattomia vikoja.

Mittaustehtävä ja painealue

Ensinnäkin on määritettävä, mitataanko manometristä painetta, alipainetta vai yhdistettyä painealuetta. Huomioon on otettava paitsi normaali käyttöpaine myös mahdolliset painevaihtelut ja painehuiput.
Käyttöpaineen tulisi olla riittävän alhainen suhteessa täysasteikkoarvoon. Liian pieni mittausalue lisää ylikuormituksen riskiä. Toisaalta tarpeettoman suuri mittausalue heikentää lukukelpoisuutta normaalilla toiminta-alueella.

Tarkkuusluokka ja skaalaus

Vaadittu tarkkuus riippuu käyttötarkoituksesta. Yleiseen toiminnan seurantaan sovelletaan erilaisia vaatimuksia kuin testaukseen tai laatuun liittyviin mittauksiin.
Myös mittarilevyn koon ja asteikon jaon on oltava soveltumassa käyttötarkoitukseen. Mittausarvon tulee olla selvästi luettavissa tarkoitetulta katseluetäisyydeltä. Vaaditut paineyksiköt tai kaksoisasteikot on määritettävä tilauksen yhteydessä.

Prosessiväliaine ja materiaalit

Kaikkien prosessiväliaineen kanssa kosketuksissa olevien osien on oltava kyseiselle väliaineelle kestäviä. Väliaineen tyypin lisäksi on otettava huomioon myös pitoisuus, lämpötila, epäpuhtaudet ja mahdolliset kemialliset reaktiot.
Kupariseokset voivat sopia neutraaleille väliaineille. Syövyttäville tai vaativammille väliaineille käytetään usein ruostumatonta terästä tai erikoismateriaaleja. Jos väliaineen ja Bourdon-putken suoraa kosketusta ei voida välttää, saatetaan tarvita kalvotiiviste.

Prosessiliitäntä ja asennus

Kierteen tyypin, liitännän koon, tiivistysjärjestelmän ja liitännän sijainnin on sovittava asennuspaikkaan. Saatavilla on esimerkiksi malleja, joissa liitäntä on pohjassa tai takana.
Myös asennussuunta, käytettävissä oleva tila ja haluttu lukemissuunta on otettava huomioon. Putkistossa esiintyviä mekaanisia rasituksia ei saa siirtää painemittariin.

Tärinä ja paineen pulsointi

Pumppuissa, kompressoreissa tai hydraulisissa järjestelmissä voi esiintyä tärinää ja paineen pulsaatioita. Merkittävät osoittimen heilahtelut vaikeuttavat lukemista ja rasittavat mittausmekanismia entisestään.
Nestetäytteiset mittarit, kuristimet, paineaaltojen vaimentimet tai koneesta erillinen asennus voivat vähentää tätä rasitusta. Sopiva toimenpide riippuu kunkin käyttöolosuhteista.

Lämpötila ja ympäristöolosuhteet

Väliaineen ja ympäristön lämpötilan on pysyttävä painemittarin sallituissa rajoissa. Kuumien väliaineiden kohdalla saatetaan tarvita sifoneja, jäähdytysosia tai kalvotiivisteitä.
Pöly, kosteus, roiskevesi, syövyttävät ympäristöt ja ulkokäyttö määräävät vaadittavan kotelon rakenteen ja suojausluokan. Syövyttävissä ympäristöissä saatetaan tarvita ruostumattomasta teräksestä valmistettuja koteloita ja erittäin kestäviä tiivisteitä.

Turvallisuus ja standardit

Korkeiden paineiden, vaarallisten väliaineiden tai käyttöhenkilöstön läheisyyteen tehtävien asennusten yhteydessä on selvitettävä, tarvitaanko turvapainemittaria. Turvamalleissa voi olla muun muassa särkymätön näköikkuna, kiinteä väliseinä ja rikkoutuva takaseinä. Tämä varmistaa, että vaurion sattuessa vuotava aine tai osat ohjataan mahdollisimman kauas käyttäjästä.
DIN EN 837-1 -standardi kattaa muun muassa Bourdon-putkipainemittareiden mitat, metrologiset vaatimukset, rakenteen ja testauksen. DIN EN 837-2 -standardi sisältää suosituksia painemittareiden valintaan ja asennukseen. Toimialasta ja käyttökohteesta riippuen saatetaan tarvita lisähyväksyntöjä, testaus- tai kalibrointitodistuksia.

Valmistaja, huolto ja elinkaarikustannukset

Sopivan valmistajan tai toimittajan tulisi pystyä antamaan neuvoja mittausalueen, materiaalien, liitäntöjen, kotelon rakenteen ja lisävarusteiden valinnassa.
Huomioon tulisi ottaa myös vakiomallien ja räätälöityjen mallien saatavuus, toimituskyky ja varaosien saatavuus, kalibrointi- ja korjauspalvelut, tekninen dokumentaatio ja sertifikaatit sekä vastaavien laitteiden saatavuus pitkällä aikavälillä.
Hankintahinnan lisäksi on otettava huomioon asennus-, huolto-, kalibrointi- ja vaihtotarpeen sekä mahdollisten seisokkien kustannukset. Teknisesti sopiva ja kestävä painemittari voi olla pitkällä aikavälillä kustannustehokkaampi kuin malli, joka on valittu pelkästään alhaisimman hankintahinnan perusteella.

Yhteenveto

Bourdon-putkipainemittarit ovat todistetusti toimivia mekaanisia mittauslaitteita kaasumaisten ja nestemäisten väliaineiden paineen suoraan näyttämiseen. Ne toimivat ilman ulkoista virtalähdettä ja niitä käytetään lukuisissa koneissa, laitoksissa ja syöttöjärjestelmissä. Erilaiset mittausalueet, materiaalit, kotelomallit ja lisätoiminnot mahdollistavat niiden mukauttamisen monenlaisiin teollisiin vaatimuksiin. Luotettavat mittaustulokset edellyttävät kuitenkin, että painemittari sovitetaan huolellisesti prosessiväliaineeseen, painealueeseen, tarkkuuteen, liitäntätyyppiin ja ympäristöolosuhteisiin. Erityistä huomiota vaativat sykkivät paineet, tärinä, korkeat lämpötilat, syövyttävät väliaineet ja mahdolliset painehuiput. Tällaisissa sovelluksissa saatetaan tarvita nestetäytteisiä mittareita, kalvotiivisteitä, vaimennuselementtejä tai erityisiä turvallisuusratkaisuja.

Bourdon-putkipainemittareita voi ostaa useilta valmistajilta ja toimittajilta. Kattavat tiedot Bourdon-putkipainemittareiden valmistajista ja toimittajista ympäri maailmaa löytyvät Exportpages-sivustolta.