KWALIFIKACJA ELM4 - CZERWIEC 2023

PYTANIE NR 7.
W dokumentacji technicznej przetwornika różnicy ciśnień, zobrazowano jeden z jego wariantów pracy w instalacji automatyki. Rysunek przetwornika przedstawia układ do bezpośredniego pomiaru
Ilustracja przedstawia schemat techniczny przetwornika różnicy ciśnień używanego do pomiaru strumienia objętościowego cieczy.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przetwornik różnicy ciśnień w typowym układzie z elementem spiętrzającym (np. zwężką) służy do wyznaczania przepływu: spadek ciśnienia rośnie wraz z natężeniem przepływu, więc z sygnału DP można wyznaczyć strumień objętościowy cieczy. Temperatura, lepkość i gęstość nie są mierzone bezpośrednio tym przetwornikiem.

Pełne wyjaśnienie:

Przetwornik różnicy ciśnień mierzy różnicę ciśnień pomiędzy dwoma punktami instalacji. W automatyce przemysłowej bardzo częstym wariantem jego pracy jest układ pomiaru przepływu metodą spadku ciśnienia, gdzie w rurociągu znajduje się element pierwotny powodujący spiętrzenie (np. kryza, zwężka, rurka Venturiego). W takim układzie wraz ze wzrostem przepływu rośnie prędkość strugi, a tym samym rośnie spadek ciśnienia na elemencie spiętrzającym. Dlatego pomiar DP jest podstawą do wyznaczania strumienia objętościowego cieczy.

Odpowiedź "strumienia objętościowego cieczy." jest poprawna, bo opisuje typowe zastosowanie przetwornika DP w instalacji automatyki: pomiar przepływu (często realizowany jako przepływomierz różnicowy). W praktyce sygnał DP bywa następnie przeliczany w przetworniku lub w sterowniku na wartość przepływu, z uwzględnieniem charakterystyki elementu pierwotnego i warunków medium.

  • "temperatury przepływającej cieczy." jest niepoprawne: do bezpośredniego pomiaru temperatury stosuje się czujniki temperatury (np. rezystancyjne lub termoelektryczne), a sam przetwornik DP nie mierzy temperatury. Temperatura może co najwyżej wpływać pośrednio na właściwości medium i przeliczenia.
  • "lepkości przepływającej cieczy." jest niepoprawne: lepkość mierzy się lepkościomierzami lub metodami pośrednimi w specjalnych układach. Przetwornik DP nie jest czujnikiem lepkości, choć zmiany lepkości mogą wpływać na warunki przepływu i dokładność w pewnych zakresach.
  • "gęstości przepływającej cieczy." jest niepoprawne: gęstość mierzy się gęstościomierzami (np. wibracyjnymi) albo wyznacza pośrednio z innych wielkości. W pomiarze przepływu metodą DP gęstość może być potrzebna do kompensacji (np. przy przejściu na strumień masowy), ale nie jest mierzona bezpośrednio przez przetwornik DP.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pojawia się "przetwornik różnicy ciśnień" i schemat podłączeń do rurociągu, najczęściej chodzi o pomiar przepływu (na zwężce) albo poziomu (hydrostatycznie). Rozstrzygające są przyłącza i sposób wpięcia w instalację pokazany na rysunku.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Przetwornik DP mierzy różnicę ciśnień pomiędzy dwoma króćcami (stroną "wysoką" i "niską"). Sam z siebie nie mierzy temperatury ani gęstości, ale jego sygnał bywa używany do pośredniego wyznaczania przepływu, poziomu lub spadku ciśnienia na filtrze.
W układzie z elementem spiętrzającym (np. kryzą) powstaje spadek ciśnienia zależny od przepływu. Przetwornik mierzy DP, a następnie układ automatyki przelicza sygnał na przepływ na podstawie charakterystyki elementu i parametrów medium. To typowy przepływomierz różnicowy.
Temperaturę mierzy się czujnikami temperatury (np. rezystancyjnymi lub termoelektrycznymi). Przetwornik DP nie ma elementu czułego na temperaturę w taki sposób, aby ją mierzyć; rejestruje różnicę ciśnień. Temperatura może jedynie pośrednio wpływać na przeliczenia przepływu.
Nie jest to pomiar bezpośredni. Gęstość zwykle mierzy się innymi czujnikami (gęstościomierz) lub wyznacza z pomiarów temperatury i składu. W pomiarze przepływu DP gęstość może być potrzebna do kompensacji, ale przetwornik różnicy ciśnień jej nie mierzy.
To element instalowany w rurociągu, który powoduje lokalne zwężenie lub zmianę energii strugi, wytwarzając mierzalny spadek ciśnienia. Przykłady to kryza, zwężka lub Venturi. Przetwornik DP mierzy różnicę ciśnień przed i za elementem, co umożliwia wyznaczanie przepływu.
Częsty błąd to wybór wielkości "związanej z cieczą" (np. temperatura, lepkość, gęstość) bez analizy zasady działania. Drugi błąd to pomijanie, gdzie są podłączone impulsy ciśnienia. Warto szukać, czy sygnał jest pobierany przed i za zwężką (przepływ) czy z dna zbiornika (poziom).
Do pomiaru poziomu DP wykorzystuje się ciśnienie hydrostatyczne (zależne od wysokości słupa cieczy), zwykle w zbiornikach. Do pomiaru przepływu DP stosuje się element spiętrzający w rurociągu i mierzy spadek ciśnienia na tym elemencie. Decyduje sposób wpięcia króćców i miejsce poboru impulsów.
Zaletą jest szeroka dostępność aparatury, odporność na warunki przemysłowe i możliwość pracy w wielu aplikacjach. Układ DP bywa też łatwy do włączenia w istniejącą automatykę. Ograniczenia to m.in. spadek ciśnienia na elemencie pierwotnym i konieczność poprawnego doboru oraz montażu linii impulsowych.
Na przeliczenie przepływu wpływają m.in. gęstość i lepkość, a pośrednio także temperatura, bo zmienia właściwości medium. Zmiany tych parametrów mogą wymagać kompensacji w przetworniku lub sterowniku. Sam przetwornik DP mierzy DP, ale dokładność "przepływu" zależy od modelu i danych procesowych.
Ćwicz rozpoznawanie zastosowań DP na schematach: przepływ (zwężka/kryza), poziom (hydrostatyka), filtr (spadek ciśnienia). Ucz się nazw króćców i kolektorów zaworowych oraz typowych błędów montażowych linii impulsowych. Pomaga też praca z notami aplikacyjnymi producentów.
info

Statystycznie 45% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Temperatura, lepkość i gęstość nie są mierzone bezpośrednio tym przetwornikiem."

Źródła:

  • ISO 5167-1:2019, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
  • Endress+Hauser, "Differential pressure flow measurement" (nota aplikacyjna/strona tematyczna), https://www.endress.com/en/field-instruments-overview/flow-measurement-product-overview/differential-pressure-flow-measurement (dostęp: 2026-02-28)
  • Emerson Automation Solutions (Rosemount), "Differential Pressure Flow Measurement / DP Flow Transmitters" (materiały aplikacyjne), https://www.emerson.com/en-us/automation/measurement-instrumentation/pressure-measurement/differential-pressure (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Noty aplikacyjne producentów przetworników DP dotyczące pomiaru przepływu
  • Materiały dydaktyczne z metrologii przemysłowej (przepływomierze, czujniki ciśnienia)
  • Normy i opracowania dotyczące pomiaru przepływu elementami spiętrzającymi (kryza/venturi)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego