KWALIFIKACJA ELM4 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 14.
W dokumentacji technicznej przetwornika różnicy ciśnień, zobrazowano jeden z jego wariantów pracy w instalacji automatyki. Przedstawia on możliwość wykorzystania przetwornika do bezpośredniego pomiaru
Ilustracja przedstawia schemat instalacji automatyki, w której zastosowano przetwornik różnicy ciśnień do pomiaru strumienia
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przetwornik różnicy ciśnień mierzy spadek ciśnienia na elemencie spiętrzającym (np. zwężce), a z tej różnicy wyznacza się przepływ. W praktyce taki wariant pracy służy do pomiaru strumienia objętościowego cieczy, a nie temperatury, lepkości ani gęstości, które wymagają innych typów czujników.

Pełne wyjaśnienie:

Przetwornik różnicy ciśnień (dP) jest przyrządem, którego podstawowym zadaniem jest pomiar różnicy ciśnień między dwoma punktami instalacji. Jednym z najczęstszych zastosowań takiego przetwornika w automatyce przemysłowej jest pomiar przepływu metodą różnicowociśnieniową.

W typowym układzie przepływowym w rurociągu montuje się element spiętrzający (zwężkę), który powoduje spadek ciśnienia zależny od natężenia przepływu. Przetwornik dP mierzy tę różnicę ciśnień, a układ pomiarowy (przetwornik/układ sterowania) przelicza ją na wartość przepływu. Dlatego poprawną odpowiedzią jest strumień objętościowy cieczy.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • Temperatura przepływającej cieczy nie jest wielkością wyznaczaną z różnicy ciśnień. Do temperatury stosuje się czujniki temperatury (np. rezystancyjne lub termoelektryczne) i odpowiednie przetworniki temperatury.
  • Lepkość cieczy wpływa na charakter przepływu i może pośrednio oddziaływać na zależności przepływ–dP, ale typowy przetwornik dP jej nie mierzy. Pomiar lepkości realizuje się wiskozymetrami lub dedykowanymi czujnikami lepkości.
  • Gęstość cieczy również może występować w modelach przeliczeniowych przepływu, jednak nie jest bezpośrednim wynikiem pomiaru dP. Gęstość mierzy się densytometrami (lub wyznacza na podstawie innych pomiarów), a nie standardowym przetwornikiem różnicy ciśnień.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w zadaniu pojawia się przetwornik różnicy ciśnień oraz schemat podłączenia do dwóch króćców procesu, bardzo często chodzi o aplikacje typu: filtr (spadek na filtrze), poziom w zbiorniku (hydrostatyka) lub właśnie przepływ na zwężce. Wtedy szukaj odpowiedzi związanej z przepływem, a nie z temperaturą czy własnościami materiału.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Przetwornik różnicy ciśnień mierzy różnicę ciśnień między dwoma punktami procesu (dwa króćce). Sam czujnik nie "zna" jeszcze przepływu czy poziomu, ale jego sygnał może być użyty do wyznaczania tych wielkości w zależności od sposobu podłączenia w instalacji.
W przewodzie montuje się element spiętrzający (zwężkę), który powoduje spadek ciśnienia zależny od natężenia przepływu. Przetwornik dP mierzy ten spadek, a sterownik lub przetwornik z funkcją obliczeń przelicza dP na strumień objętościowy zgodnie z przyjętą charakterystyką.
Temperatura jest inną wielkością fizyczną niż ciśnienie. Przetwornik dP reaguje na zmianę ciśnień na swoich wejściach, a nie na energię cieplną. Do temperatury używa się czujników typu RTD lub termopar i odpowiednich przetworników temperatury, zwykle montowanych w tulei pomiarowej.
Strumień objętościowy to ilość objętości medium przepływająca w jednostce czasu (np. m³/h). Na egzaminie często pojawia się w kontekście przepływomierzy: jeśli układ wykorzystuje różnicę ciśnień na zwężce, to wynikiem pomiaru (po przeliczeniu) jest właśnie strumień objętościowy.
Nie w typowym układzie pomiaru przepływu. Gęstość może wpływać na obliczenia przepływu, ale sama różnica ciśnień nie wystarcza do jednoznacznego wyznaczenia gęstości bez dodatkowych pomiarów i założeń. Do gęstości stosuje się zwykle dedykowane czujniki (densytometry) lub metody laboratoryjne.
Nie. Lepkość może zmieniać charakter przepływu i powodować różnice między modelem a rzeczywistością, ale przetwornik dP nie jest wiskozymetrem. Gdy lepkość jest parametrem krytycznym, stosuje się czujniki lepkości lub układy pomiarowe zaprojektowane specjalnie do jej wyznaczania.
Najczęściej spotkasz: monitoring filtrów (spadek ciśnienia na filtrze), pomiar poziomu metodą hydrostatyczną (zależnie od podłączenia), oraz nadzór różnicy ciśnień na elementach instalacji (np. wymiennikach). Zawsze kluczowe jest, gdzie podłączone są oba króćce.
Wskazówką jest obecność elementu spiętrzającego w rurociągu oraz dwa przewody impulsowe prowadzące do przetwornika (przed i za zwężką). Jeśli punkty poboru ciśnienia są po obu stronach zwężki, to mierzona dP jest związana z przepływem i zwykle przeliczana na wartość strumienia.
W praktyce oznacza to, że przetwornik dP jest skonfigurowany jako element toru pomiarowego, którego wyjściem jest już wartość przepływu (po przeliczeniu), a nie sama dP. Jednak fizycznie czujnik nadal mierzy różnicę ciśnień, a przepływ jest wielkością wyznaczaną z tego sygnału.
Ucz się "po aplikacjach": przepływ (zwężka + dP), poziom (hydrostatyka), filtr (spadek), oraz podstawy sygnałów (np. wyjście prądowe). Ćwicz czytanie prostych schematów podłączeń i zawsze zadawaj sobie pytanie: jakie dwa punkty procesu porównuje przetwornik?
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 42% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że przetwornik różnicy ciśnień mierzy spadek ciśnienia na elemencie spiętrzającym (np. zwężce), a z tej różnicy wyznacza się przepływ.

Źródła:

  • ISO 5167-1: Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
  • Instrument Engineers' Handbook (Lipták), dział: pomiar przepływu metodami różnicowociśnieniowymi (DP flow measurement)

Materiały:

  • Podręczniki z metrologii i aparatury kontrolno-pomiarowej (dział: pomiary przepływu metodą różnicy ciśnień)
  • Materiały producentów przetworników dP (instrukcje aplikacyjne dot. pomiaru przepływu na zwężkach)
  • Normy i opracowania dotyczące pomiaru przepływu urządzeniami różnicowociśnieniowymi

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego