Ciśnieniomierze różnicowe

Przyrządy do pomiarów i sygnalizacji różnicy ciśnień

Dariusz Grobel, Andrzej Łobzowski, Wojciech SzkolnikowskiLAB-EL Elektronika Laboratoryjna S.J.
artykuł publikowany w piśmie POMIAR nr 3/2007

Co to jest różnica ciśnień i dlaczego tak ważne jest jej monitorowanie i kontrolowanie? Odpowiedź na pierwszą część pytania jest prosta, jest to bowiem różnica pomiędzy ciśnieniem p1 jakie zmierzono w pomieszczeniu A, a ciśnieniem p2 zmierzonym w pomieszczeniu B. Jeżeli ciśnienie p1 w pomieszczeniu A jest równe ciśnieniu atmosferycznemu, to znak dodatni różnicy ciśnień oznacza nadciśnienie w pomieszczeniu B, a znak ujemny, podciśnienie. Pomiary i sterowanie różnicą ciśnień dotyczą przede wszystkim tzw. pomieszczeń czystości (ang, clean rooms), w których panuje lekkie nadciśnienie w stosunku do innych pomieszczeń przyległych w celu ochrony przed cząsteczkami pyłów, kurzu, itp. Dotyczy to pomieszczeń laboratoriów mikrobiologicznych, transplantologicznych, sal operacyjnych, pomieszczeń produkcji leków, półprzewodników itp.

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA I OPIEKI SPOŁECZNEJ z dnia 8 lipca 1993 r. w sprawie wymagań dotyczących wytwarzania środków farmaceutycznych i materiałów medycznych.* (Dz. U. z dnia 28 lipca 1993 r.)
p. 6. Pomieszczenia, w których przygotowywane są wyroby jałowe, powinny zawierać przestrzenie o określonej i kontrolowanej ilości zanieczyszczeń cząstkami stałymi i drobnoustrojami, a zwłaszcza:

posiadać wejścia ze śluzami powietrznymi, tj. zamkniętą przestrzenią przeznaczoną do przemieszczania ludzi lub materiałów z przemieszczeń o różnych klasach czystości, zaopatrzonych w dwoje lub więcej drzwi, z których tylko jedne mogą być w dowolnym momencie otwarte,
być wolne od kurzu i wyposażone w filtry umożliwiające nawiew jałowego powietrza zapewniający nadciśnienie w stosunku do pomieszczeń przylegających, .......

Klasyfikacja pomieszczeń czystości

klasa	Opis strefy	wymagania	Odpowiednik klas wg innych przepisów	Wymagane nadciśnienie [Pa]
B	Wydzielona strefa aseptyczna w której wymagana jest najwyższa klasa czystości powietrza, wytwarzanie produktów sterylnych.	Liczba wymian uzależniona od wielkości pom.. nie mniejsza jak 15[1/h] . Zastosowanie filtrów absolutnych typu HEPA min H13. Laminarny przepływ powietrza – 0,45 m/s ±20% nawiew góra , wywiew dołem.	Klasa 100 M3.5 ISO5	45
C	Wydzielona strefa w której przeprowadza się mniej krytyczne etapy wytwarzania produktów sterylnych.	j.w. lecz zastosowanie filtrów absolutnych typu HEPA min H13. Laminarny przepływ powietrza – 0,45 m/s ±20% nawiew góra , wywiew dołem.	Klasa 10 000 M5.5 ISO7	30
D	j.w.	Liczba wymian uzależniona od wielkości pom. Zastosowanie filtrów absolutnych typu HEPA min H13 przepływ powietrza turbulentny, nawiew i wywiew ściana boczna.	Klasa 100 000 M6.5 ISO8	15
SZ	Bez wymagań	------	------	0 lub podciśnienie

Ciśnieniomierze różnicowe LAB-EL

Firma LAB-EL od lat oferuje ciśnieniomierz różnicowy LB-716D, który w zależności od zakresu pomiarowego może mieć różne zastosowania. Do pomieszczeń czystości zastosowanie ma LB-716D2 o zakresie pomiarowy różnicy ciśnień –250...+250Pa. W ramach działań rozwojowych w ostatnim okresie powstały dwa nowe przyrządy, prezentowane poniżej po raz pierwszy na łamach pisma Pomiar.
Pierwszym z nich jest przyrząd LB-716AD służący do pomiaru różnicy ciśnień występującej pomiędzy wysuniętymi na zewnątrz obudowy króćcami pomiarowymi. Przyrząd jest wykonywany w wielu wersjach różniących się zakresem pomiarowym. Jest to urządzenie stacjonarne, o niewielkich rozmiarach, zasilane z zewnętrznego źródła. LB-716AD przechowuje w swej pamięci współczynniki ustalone w czasie adjustacji, które wykorzystywane są do precyzyjnego wyznaczenia wyniku pomiaru. Dzięki takiej konstrukcji – brak fizycznych elementów regulacyjnych, ciśnieniomierz różnicowy zachowuje wysoką dokładność pomiaru w czasie eksploatacji. W celu wyeliminowania wpływu temperatury otoczenia na wynik pomiaru, kontrolowana jest temperatura czujnika ciśnienia i dokonywana jest kompensacja temperaturowa wyniku. Do wysyłania wyników pomiarów przyrząd wykorzystuje interfejs S300 (cyfrowa pętla prądowa), opisany na stronie http://www.label.pl/po/pak3.html LB-716AD został wyposażony w prosty mechanizm informujący o aktualnej wartości ciśnienia (P) w stosunku do zaprogramowanych podzakresów. W mierniku można zapisać cztery progi (P1..P4) dzielące zakres pomiarowy na 5 podzakresów :
Zakres 1 : P < P1 : zapalona czerwona dioda, uruchomiony brzęczyk – alarm, zbyt niska wartość ciśnienia.
Zakres 2 : P1< P <P2 : zapalona żółta dioda – uwaga, niskie ciśnienie.
Zakres 3 : P2 < P < P3 : zapalona zielona dioda – ciśnienie w prawidłowym zakresie.
Zakres 4 : P3 < P < P4 : miga żółta dioda – uwaga wysokie ciśnienie.
Zakres 5 : P4 < P : miga czerwona dioda, uruchomiony brzęczyk – alarm, zbyt wysoka wartość ciśnienia.
W sytuacji wystąpienia błędu pomiaru lub błędu kalibracji ciśnieniomierz różnicowy informuje o nieprawidłowym stanie szybkim miganiem czerwonej diody i uruchomieniem brzęczyka.
Drugim prezentowanym przyrządem jest ciśnieniomierz różnicowy LB-717 przedstawiony na rysunku obok. Ten ciśnieniomierz zbudowany jest na bazie tego samego czujnika co LB-716AD, czyli posiada podobne zakresy pomiarowe oraz dokładności. Przyrząd posiada podświetlany wyświetlacz LCD. Dwa wyjścia przekaźnikowe oraz dwa wyjścia analogowe 4...20mA i 0...10V mogą być wykorzystywane zarówno do sygnalizowania przekroczeń wartości granicznych (sygnalizacji alarmowej), jak i do funkcji regulacyjnych realizowanych samodzielnie przez przyrząd lub przez dodatkowy zewnętrzny sterownik. Przyrząd może dodatkowo mierzyć temperaturę poprzez zewnętrzny czujnik z termistorem. Diody LED oraz brzęczyk sygnalizują przekroczenie zaprogramowanych progów alarmowych. Ciśnieniomierz różnicowy wyposażony jest w interfejs cyfrowej pętli prądowej S-300 oraz interfejs RS-232 służące do komunikacji z systemem komputerowym (np. programem LBX, przy wykorzystaniu protokołu MODBUS RTU) lub do kalibracji i działań serwisowych. Przyrząd posiada pamięć pomiarów (do 30000 pomiarów ciśnienia lub 15000 dla ciśnienia i temperatury), których wyniki można przesłać przez interfejs lub odczytać na wyświetlaczu.

Świadectwo wzorcowania

Każdy w/w ciśnieniomierzy różnicowych jest indywidualnie adjustowany, a na życzenie zamawiającego, może być dołączone do niego świadectwo wzorcowania wydane przez akredytowane Laboratorium Wilgotności, Temperatury i Ciśnienia LAB-EL, które w dniu 17.04.2007 rozszerzyło zakres akredytacji o możliwość wzorcowania przyrządów do pomiarów małych różnic ciśnień.
Dokładne opisy oraz dane techniczne tych ciśnieniomierzy oraz aktualny zakres akredytacji Laboratorium LAB-EL znajdują się na stronie internetowej www.label.pl.