通過可靠的壓力測量儀器延長商業級壓縮機的使用壽命

保護重要設備

商業級空氣和氣體壓縮機是大多數市場領域的重要支柱。事實上，這些產品的市場總規模估計為100億美元，并且在過去幾十年里一直保持每年3% 的穩定增長。商業級空氣壓縮機導入外部空氣，將機械能轉換成空氣動力。壓縮機的輸出形式是提供給機械、工具、泵和其他設備的壓縮空氣。可靠的壓縮機運行（無論是連續運行還是按需間歇運行） 對于加工制造、船舶、建筑、食品和飲料、氣動工具、石油和天然氣、HVAC、工業冷凍、*設備和其他關鍵應用中的整體過程控制效率至關重要。

工業壓縮機監測設備需求領域可包括從小型獨立設備到渦輪機組，再到工廠安裝的集中式多壓縮機組。無論何種應用規模和領域，對于精確壓力測量設備的需求始終是普遍存在的。

Gems傳感與控制（Gems）設計和制造各種各樣符合ISO9001:2008和ISO13485標準認證的標準和定制壓力傳感器及壓力開關，用于商業級空氣和氣體壓縮機監測。Gems公司具有60年的工程實踐經驗，可在這些應用中有效實現壓力測量技術，無論是OEM還是售后市場。本文將會概述Gems壓力測量技術是如何用于延長壓縮機使用壽命的。

提高壓縮機效率

不管壓縮機尺寸或者類型如何，幾乎可以確定每臺壓縮機都會采用某些種類的壓力開關。壓力開關被用于調節電動壓縮機兩個預設值間的運行時間——一個低預設值和一個高預設值。當檢測到的壓力水平接近較低的工作閾值時，系統控制壓縮機啟動。當壓力開關檢測到高于常規工作閾值的壓力水平時，系統啟動壓縮機關閉模式。該功能可以標準化壓縮機運行。壓力開關還被用于監測液位，間接保護壓縮機不會過熱或者過載。

壓力開關還是用于延長壓縮機電機有效使用壽命的內置元器件。它們可降低昂貴的維修和停機時間風險，同時有助于防止過早磨損和故障。現在許多蕞新的壓縮機設計還利用壓力開關來顯著降低能源消耗。壓力開關提供的自動關閉功能可以限制不必要的電機空轉。通過選用正確的壓力開關，壓縮機電機可以在設定點可靠地開啟/關閉，確保高效經濟運行。

Gems穩固可靠的工業級壓力開關提供基本的“開/關”功能，可實現有效的壓縮機監測。這些壓力開關采用*設計，配有特殊的隔膜/活塞機構，因而具有高耐壓活塞技術的優點，并且還具有高重復性。開關還可抗振動、抗壓力尖峰和溫度變化，所有這些都是壓縮機工作環境的典型特性。壓力開關設定點可以在工廠預設，或者也可由客戶調整。重復性范圍通常在設定點附近0.25%到5%。根據選擇的型號，傳感器可提供1百萬次壓力循環以上的可靠工作壽命。

控制和監測速度

Gems 2200和3100系列壓力傳感器可用于定速和變速壓縮機，監測總體速度和性能。由于在壓縮機啟動階段存在一些*的故障風險，因此必須小心謹慎地避免過高的初始速度，防止電子元件過載。同時還需要考慮能量效率。特定壓力傳感器必須堅固耐用，測量精確。此外壓力傳感器還必須確保可重復的連續測量，長時間運行下極低的漂移，以及寬工作溫度范圍。由于大多數商業級壓縮機的高振動和高噪音工況，這些壓力傳感器必須能夠承受較高的沖擊和振動。根據應用環境，還可能需要專門認證證書，例如ATEX和CSA認證。為了滿足各種各樣的壓縮機監測需求，Gems工業壓力傳感器可選用比例、mA和電壓輸出。還可選用表壓式、絕壓式、差壓式、真空和復合壓力型號，標準測量范圍從真空到10000 Psi。還可選用高溫和潛水式型號，以及不同的外殼、接液部件和連接器。

 監測入口和輸出壓力

在移動式和固定式天然氣調壓系統中，可靠精確的壓縮機入口和出口壓力監測對于整體系統性能是必
不可少的。這些壓力也是壓縮機運行速度有效控制的重要監測參數。該環境中安裝的所有電子器件和系統都必須確保不會被過熱或者火花點燃。因此，需要帶ATEX和CSA認證證書的本質安全（Exia）和防火（Exd）的壓力變送器。Gems 2200和3100系列壓力變送器因其的性能可靠性和低漂移，被廣泛用于工業天然氣調壓系統。其他相關壓力測量應用包括單級或者雙級工業空氣活塞壓縮機和空氣螺桿壓縮機（通常由兩個不對稱的螺旋轉子組成）；以及移動式和固定式工業空氣壓縮機。

典型應用可能會要求一個可調節的壓縮機壓力開關，預設為所需的管路固定完成點

（例如開啟壓縮機）。壓縮機開啟會提高壓力，然后在達到可調壓力開關的大設定點時立即關閉。

確保鐵路空氣制動系統控制

另一個重要應用是鐵路車輛制動系統壓縮空氣供應的有效監測和控制。空氣控制系統往往結構復雜，用于潤滑、集成制動和緊急制動的空氣分配。壓力變送器輸出構成了閉環制動控制系統的重要組成部分。該系統測量火車的總負載以及無車輪滑動時可安全施加的制動壓力。出于兩個原因必須避免滑動：首先，滑動會顯著降低制動效率。其次，滑動會導致車輪的過度磨損，從而造成向整個列車輸入不必要的沖擊、振動和噪音。

板載傳感器和儀器采集的數據會為鐵路運營商提供潛在失效模式的重要實時通知。這里，Gems 3100和2200系列壓力變送器監測壓縮機的出口壓力。這些壓力變送器還監測關鍵點的總氣壓，例如儲氣罐、制動缸和空氣懸架系統。另外，還有一個集成溫度傳感器用于監測空氣和液壓油溫度。多個傳感器會提交數據給板載鐵路車輛診斷程序。這些程序連續監測鐵路車輛制動系統性能并檢測潛在故障，必要時立即切換到備用氣源。

另外兩個重要的鐵路車輛制動應用包括壓縮機潤滑油液位和溫度監測。這兩個應用都要求在空間高度受限的環境中安裝傳感器。為了支持這些應用，Gems與客戶緊密合作開發定制解決方案。用于鐵路螺桿式壓縮機的一個例子是帶滑動壓蓋的Gems LS-7定制油位傳感器。滑動壓蓋使得浮球能夠從設備外側插入，無需拆卸壓縮機，確保不會中斷壓縮機運行。Gems還在油位傳感器設計中直接集成了溫度傳感器。該選項可降低每臺設備的獨立傳感器需求。

除了鐵路市場，農用、非公路和大型商用車輛同樣采用壓力開關進行壓縮空氣制動系統的安全監測。在這些應用中，板載壓縮機用于實現必要的壓縮空氣壓力水平，以便高效填充儲氣罐。一旦壓縮機達到要求的壓力開關設定點，則開關允許壓縮機自動關閉，從而延長電機使用壽命并節約能源。

在不斷努力降低間接運營成本的過程中，許多制造商都進行例行獨立能源審計。例行調查結果顯示工廠空氣壓縮機在部分或者*卸載工況下仍然保持運行，是能源浪費和維護成本的重要隱藏來源。許多壓縮機可能在消耗70%的滿負載功率的同時，只提供低于30%的滿負載性能。出于這個原因，越來越多的工廠經理選擇集中化配置工廠壓縮機設備。

生產設備以前依賴于幾十個獨立安裝的定速和變速空氣壓縮機來滿足需求。采用這種配置，在受監控使用過程中，當單個設備的壓縮空氣供氣壓力下降到低于必需壓力水平時，這些壓縮機可以快速解決。然而，當單獨壓縮機處于無人看守運行狀態時，很少能識別到相同的壓降。

為了實現期望的能源成本降低，工廠壓縮機采用順序網格式結構，通過中心控制器來滿足通常的壓縮空氣供應需求。由于設備的壓縮空氣需求根據生產負荷可能會發生變化， 按照相應設備要求使用較大的壓縮機提供空氣。許多壓縮機運行時的壓力設置和負載速度都在不斷變化。如果所需的壓縮空氣超出要求，系統總氣壓會上升。這種情況下，網絡中的一個或者多個壓縮機可被關閉或者降速運行，來適應提高的單獨需求。這可防止超出系統壓力設定點限制并降低能耗。隨后壓縮機只在不能滿足集體需求時重新啟動。

因此，集中式和順序多壓縮機設備可以作為有效的削減成本策略，減輕單個壓縮機部分負載運行所造成的能源浪費，以及壓縮空氣系統中大幅度壓力波動的影響。為了支持這些措施，Gems壓力傳感器和壓力開關被用于正確控制集中式工廠壓縮機序列。這有助于確保精確的壓力水平監測和按需提供壓縮空氣。Gems 2200和3100系列壓力變送器，以及許多其他選的公司壓力開關產品組合，能夠無縫支持這些施。

  手術室壓縮空氣輸送

在手術室內，集中式級空氣壓縮機有助于確保不同設定壓力水平下的麻醉氣體和患者吸入氧氣的安全輸送。這些壓縮機還可為手術設備提供動力。和手術壓縮空氣通常使用的水冷或者氣冷壓縮機系統生成。為了確保高效運行，壓縮機使用自動歧管面板以及歧管儲備進行檢測。每個儀表都編程為一組預設定的緩沖壓力范圍。當自動歧管耗盡時，第二個應急儲備歧管啟用，確保不中斷的氣流。兩個歧管都需要精確、連續的壓力水平監測。

Gems堅固可靠的3100系列壓力傳感器可用于集中式壓縮機的監測和控制。它們可構成壓縮機啟用和停用控制電路的一部分，使其能夠自動監測供氣壓力。這種情況下，3100系列壓力傳感器有助于確保緩沖氣壓保持在預設范圍內。這些傳感器能夠在各種不同壓力設置下可靠運行，并具有低熱誤差和較寬的溫度補償范圍。傳感器還可按照應用規定的壓力范圍、端口、連接器、電纜和電器輸出進行定制。此外，3100系列還可用作壓力水平降低到可接受值以下時的警報器。

通用壓縮機測量挑戰

多種不同行業都依賴商業級空氣和氣體壓縮機來滿足它們的關鍵需求。無論何種壓縮機尺寸和應用，對可靠壓力檢測和控制的需求始終存在。特定儀器對于降低壓縮機損耗、延長使用壽命、優化能耗和提高工作效率都是至關重要的。同等重要的還有可靠的壓力測量合作伙伴，有助于實現這些目標。所有壓縮機應用的共同點是市場對Gems傳感器的信賴。Gems公司作為堅固、高可靠性壓力測量設備的設計和開發專家，已經在商業級空氣和氣體壓縮機領域有60年的成功實踐經驗。通過與Gems的合作，客戶能夠獲得從數百例成功應用中得到的經驗和教訓，更*的是能夠訪問業內大的標準產品目錄組合。