Karmsund instrumentering

PROSESSINSTRUMENTERING
Leksjon 1

1.1 INNFØRING I REGULERINGSSLØYFER ................................................. 3
1.1.1 NIVÅREGULERING....................................................................................... 3
1.1.2 MENGDEREGULERING ............................................................................... 4
1.1.3 TEMPERATURREGULERING ..................................................................... 5
1.1.4 TRYKKREGULERING................................................................................... 6
1.1.5 INSTRUMENTSYMBOLER OG KODESYSTEMER................................. 7
1.1.6 REGULATORFUNKSJON ........................................................................... 11
1.2 MÅLETEKNIKK 1 ............................................................................................ 12
1.2.1 TRYKKMÅLING........................................................................................... 12
1.2.2 MANOMETER ............................................................................................... 13
1.2.3 TESTUTSTYR FOR TRYKKMÅLING....................................................... 17
1.2.4 PNEUMATISK TILFØRSEL ELLER INSTRUMENTLUFT.................... 19
1.2.5 PNEUMATISK RELÈ.................................................................................... 21
2

3
1.1 INNFØRING I REGULERINGSSLØYFER
Vi skal nå se på prosessanlegg som er automatiserte og er dermed utstyrt for å holde oppsyn med seg selv,
og når det er nødvendig, regulerer seg selv.
1.1.1 NIVÅREGULERING
Først skal vi prøve å belyse hva som menes med reguleringssløyfer. Vi skal forklare dette med noen
eksempler. De vanligste reguleringssløyfene i prosessindustrien er nivå-, gjennomstrømning- (mengde-),
temperatur- og trykkregulering. Det første vi ser på er en nivåreguleringssløyfe som er vist i figur 1.1.1.
Figur 1.1.1 Nivåregulering
Måleomformeren omdanner prosessverdien, nivået i tanken, til et standard instrumentsignal og sender dette
videre til regulatoren. Her har vi innstilt det nivået som vi ønsker i tanken. Regulatoren sammenligner
signalet fra prosessen med det innstilte ønske, og dersom det er avvik mellom disse, forandrer regulatoren
ut-signalet som går til reguleringsventilen.
Dersom nivået i tanken er for lavt, vil regulatoren sende et signal som åpner reguleringsventilen litt mer.
Dermed strømmer det mer væske inn i tanken, og nivået vil stige.
Nivåreguleringssløyfa som er skissert ovenfor, er et typisk eksempel på en lukket reguleringssløyfe. Vi ser
tydelig at instrumentene sammen med prosessen danner en lukket ring eller sløyfe. Dette gjentar seg for de
andre sløyfene vi skal se på. I figur 1.1.2 er det skissert en gjennomstrømningsreguleringssløyfe eller
mengderegulering.

4
1.1.2 MENGDEREGULERING
Figur 1.1.2 Mengderegulering
I figuren over ser vi at en måleblende er plassert i et rør. Når det strømmer en væske eller en gass gjennom
røret vil det bli et trykkfall over måleblenda. Måleomformeren omformer dette til et standard
instrumentsignal og sender dette videre til regulatoren.
På samme måte som i forrige eksempel, sammenligner nå regulatoren signalet fra måleomformeren med
den innstilte ønskeverdien. Viser det seg at det er avvik mellom disse, korrigerer regulatoren ut-signalet og
reguleringsventilen stiller seg inn med en større eller mindre åpning for at gjennomstrømning skal bli større
eller mindre, alt etter som.
Det som er nytt i denne figuren er at det nå er tatt i bruk symboler i stedet for forklarende tekst plassert i
rektangler. Vi ser at disse symbolene tar mye mindre plass og gir samme informasjon. Instrumentsymboler
og kodesystemer skal vi komme tilbake til i et eget avsnitt.
I de to neste figurene vises to andre reguleringssløyfer. Begge har i hovedsak samme type instrumenter som
de vi har sett i de to foregående figurene. Altså, det som skal til for å få en lukket reguleringssløyfe er tre
instrumenter som er koplet til en prosess. Disse tre er:
Norsk
Engelsk
- måleomformer - transmitter
- regulator - controller
- reguleringsventil - controlvalve

5
1.1.3 TEMPERATURREGULERING
Figur 1.1.3 Temperaturregulering
Temperaturreguleringssløyfa, på figur 1.1.3, består her av TE og TT (måleomformer for temperatur), TIC
(temperaturindikerende regulator), TY (omformer av standardsignal fra strøm til luft) og TV
(reguleringsventil).
Måleomformeren føler på temperaturen på olja ut fra kjøleren og sender signal til regulatoren om tilstanden
i prosessen. Regulatoren sammenligner oljetemperaturen med ønskeverdien. Dersom det er avvik mellom
disse, forandrer regulatoren sitt ut-signal til reguleringsventilen. Er oljetemperaturen for høy, får
reguleringsventilen et signal om å åpne litt mer for å slippe mer kjølevann gjennom kjøleren, som igjen
fører til at oljetemperaturen vil synke.
I tillegg til selve reguleringssløyfa er prosessanlegget utstyrt med instrumenter som måler trykket (PI) på
kjøleren og temperaturen (TI) på olja ut fra kjøleren. Vi har også instrumenter som gir signal for å aktivere
en alarm- eller en nødavstengingsfunksjon.

6
1.1.4 TRYKKREGULERING
Figur 1.1.4 Trykkregulering
Også i trykkreguleringssløyfa på figur 1.1.4, ser vi at P&ID tegningen (Piping and Instrumentation
Diagram), inneholder de samme tre instrumentene som vi har nevnt tidligere. Her finner vi PT
(måleomformer for trykk), PIC (trykkindikerende regulator) og PV (reguleringsventil). I tillegg finner vi
brytere som gir signal for tilstander som må karakteriseres som unormale. Hva PSH og PSHH egentlig står
for skal vi ta for oss på neste side.

7
1.1.5 INSTRUMENTSYMBOLER OG KODESYSTEMER
Norsk standard NS-1438 som er lik den internasjonale ISO-3511 er mye brukt i oljeindustrien. Denne
standarden vil bli lagt til grunn for symbolbruken i dette kurset.
Hensikten med å standardisere instrumentsymboler og kodesystemer er å skape lik og entydig tolkning når
personell på de forskjellige nivåer skal kommunisere med hverandre. Dette gjelder på konstruksjon,
installasjon, idriftsettelse, produksjon, vedlikehold osv.
I figurene 1.1.5 og 1.1.6 er det tatt med utdrag fra NS-1438 standarden. For å tilegne seg dette, skal det en
del trening til og noen enkle eksempler er tatt med i figurene 1.1.7 og 1.1.8.
Prosesstilkopling
Pneumatisk 20-100 kPa
Elektrisk 4-20 mA
Kapillar
Generell
ISO 3511-
1
Hydraulis
k
Figur 1.1.5 Symboler for instrumenttilkopling og signaloverføring

8
Utdrag fra NS – 1438
Første bokstav
Etterfølgende bokstav
Prosessvariabel
Tilleggsfunksjon
A
Alarm
B Flamme Tilstandsindikering
C
Regulator
D Densitet, tetthet Differanse
E Elektriske størrelser Måleelement
F Gjennomstrømning Forhold, brøk
G Dimensjon Posisjon
H Håndstyrt Høy
I ITV-overvåking Indikator
J
Avtasting, scanning
K Tid programverk
L Nivå Lav
M Fuktighet
N Valgfri Valgfri Valgfri
O Valgfri
P Trykk, vakuum Punkt
Q Analyse Integrasjon, sum
R Radioaktivitet Skriver
S Hastighet Sikkerhet Kontraktfunksjon
T Temperatur Måleomformer
U Multivariabel Multifunksjon
V Viskositet Ventil
W Vekt, kraft
X Vibrasjon Uidentifisert
Y Valgfri Regneenhet
Z Aksialforskyvning Sikkerhetsfunksjon
Figur 1.1.6 Identifikasjonsbokstavenes betydning
Som det fremgår av figurene 1.1.5 og 1.1.6, er disse hentet fra NS-1438. Selve standarden er et forholdsvis
omfattende dokument, og egentlig et studium i seg selv, men den vesentligste delen og det som vi har bruk
for i dette kurset, kan hentes fra figurene ovenfor.

9
Eksempler på symbolbruk
Figur 1.1.7 Eksempel på bokstav- og symbolbruk
Figur 1.1.7 viser en prosesstilkopling der TT står for Temperatur Transmitter og er tilkoplet prosessen med
kapillarrør som er fylt. 003 og 21 betyr at dette er sløyfe 003 i system 21. Signaloverføringen til TIC
(Temp. Indi. Controller) er et elektrisk standardsignal, E -en som er tegnet inn på linja, og står for
(electrical). Regulatoren er plassert i sentralt kontrollrom, streken i symbolet.
Videre, er det elektrisk signal ut fra regulatoren til TY som betyr Temp. relè, i dette tilfellet I/P- omformer.
Her blir signalet omformet til pneumatisk standardsignal, A-en på linja, og står for (air), og går til TV
(Temp. Valve), på norsk, temperaturreguleringsventil.
Figur 1.1.8 Illustrasjon av bokstav- og symbolbruk på en tenkt separator

10
I figur 1.1.8 er det tegnet inn noen symboler rundt en tenkt separator. PSH og PSHH er to pressostater,
begge føler på trykket på tanken og signalene blir overført elektrisk til sentralt kontrollrom. PSH gir
instrument sikringssystem (ISS) alarm PAH, mens derimot PSHH gir både alarm og avstengningsfunksjon
PAHH. Avstengningen kan enten være prosessteknisk PSD eller det kan være nødavstenging ESD (P eller
E i trekanten).
Vi går over til reguleringssløyfa, der vi skal se på instrumentene PT, PC og PV (sløyfe 403). PT er en
Trykk Transmitter som er isolert og har oppvarming (heattrced). Den overfører signalet elektrisk til
regulatoren PC som er plassert i sentralt kontrollrom. Rundt sirkelen med PC er det nå tegnet inn et
kvadrat. Dette betyr at regulatoren er en del av et data kontrollsystem og at den blir presentert på skjerm.
PCS betyr Prosess Control System og forteller at regulatoren tilhører dette systemet. H og L til høyre for
symbolet, betyr at regulatoren også gir høy- og lavalarm. Ut-signalet fra regulatoren er elektrisk og går til
reguleringsventilen PV. Pila i dette symbolet betyr at ventilen stenger når styresignalet faller bort.

11
1.1.6 REGULATORFUNKSJON
Vi skal se litt nærmere på hvordan en regulator må arbeide i en reguleringssløyfe for å holde prosessen på
tilnærmet riktig verdi. Dette er bare en liten innføring om regulatorens virkemåte. Vi kommer tilbake i et
senere kapittel til en mer inngående forklaring.
Figur 1.1.9 Nivåregulering
Vi skal nå konsentrere oss om hvordan regulatoren må korrigere ut-signelet sitt når det oppstår et
prosessavvik i systemet. Vi repeterer. Måleomformeren sender et standardsignal til regulatoren om nivået i
tanken. Dette signalet kalles ER-verdien. ER-verdien sammenlignes med SKAL-verdien som er verdien vi
ønsker at prosessen skal ha og som stilles inn på regulatoren. Dersom nivået i tanken nå begynner å øke,
pga at utløpsventilen i tanken er blitt stengt litt, vil ER-verdien inn til regulatoren stige tilsvarende.
Regulatorens oppgave er nå å forandre UT-signalet sitt. Vi forstår at ventilen må få et signal fra regulatoren
som stenger ventilen litt.
All den tid at reguleringsventilen som er montert inn i rørsystemet er en ventiltype som stenger ved
signalsvikt (bortfall), må regulatoren redusere sitt UT-signal, dermed stenger ventilen litt, og nivået slutter
å stige i tanken. Denne regulatorfunksjonen kalles revers.
Konklusjon:
Når ER-verdien øker og UT-signalet avtar er regulatorens funksjon REVERS (R).
Når ER-verdien øker og UT-signalet øker er regulatorens funksjon DIREKTE (D).
Hvilken funksjon en regulator skal ha, må vurderes i hvert enkelt tilfelle. Den riktige funksjonen må
dermed stilles inn på regulatoren for at reguleringssløyfa skal fungere.

12
1.2 MÅLETEKNIKK 1
1.2.1 TRYKKMÅLING
Når en gass eller en væske presser på en flate, virker det en kraft på flaten. Denne kraften på flaten kalles
trykk og definisjonen for trykk er kraft pr. flateenhet.
p = F / A
Enheten for trykk er newton pr. kvadratmeter ( N / m 2 ) eller pascal (Pa). Denne målestørrelsen er svært liten,
derfor bruker en ofte kilopascal ( kPa) eller megapascal (MPa).
Fortsatt er enheten bar mye brukt, men skal erstattes av pascal og sammenhengen er slik:
1 bar = 100 kPa.
Standardsignalet som brukes på instrumenteringssløyfer der mediet er luft, er 20 – 100 kPa. Tidligere var
det vanlig å angi instrumentsignalet i psi (pound pr. square inch) og størrelsen var 3 – 15 psi. Philips bruker
dette i en viss grad på Ekofiskfeltet i Nordsjøen. Statoil og til dels Hydro bruker fortsatt bar og signalet blir
0,2 – 1,0 bar.
Tabellen nedenfor viser sammenhengen mellom noen av de mest brukte trykkenhetene.
Pa Bar lbf/in 2 (psi) mm H 2 O v /20 ºC
1 10 · 10 -6 0,145038 · 10 -3 1.02176 · 10 -1
100 · 10 3 1 14,5038 10217,6
6,89476 · 10 3 68,9476 · 10 -3 1 704,477
9,78706 9,78706 · 10 -5 1,41949 ·10 -3 1
Figur 1.2.1 Sammenhengen mellom de mest brukte trykkenheter
Definisjoner i forbindelse med trykkmåling
Når en skal måle trykk måler en dette oftest i forhold til en referanse. Disse referansene er atmosfæretrykk
eller absolutt vakuum.
Overtrykk
Alle trykk som har referanse i atmosfæretrykket og som er høyere enn dette, kalles overtrykk.
Undertrykk
Alle trykk som har referanse i atmosfæretrykket og som er lavere enn dette, kalles undertrykk.

13
Absolutt trykk
Alle trykk som måles med referanse i absolutt vakuum, kalles absolutt trykk.
Differansetrykk
Ved å måle forskjellen på to trykk, måler vi et differansetrykk.
I figur 1.2.2 er vist sammenhengen mellom disse trykkdefinisjonene.
Figur 1.2.2 Overtrykk, undertrykk, absolutt trykk og differansetrykk
1.2.2 MANOMETER
Indikerende instrumenter brukes til å omforme et prosesstrykk til en visuell presentasjon. Manometeret er
et typisk eksempel på dette. Det mest brukte manometeret i prosessindustrien er bourdonrørmanometeret.
Vi skal se på oppbygning og virkemåte til dette instrumentet.
Hoveddelen i bourdonrørmanometeret er et bøyd rør, vanligvis med et ovalt tverrsnitt (se figur 1.2.3).

14
Figur 1.2.3 Bourdonrørmanometer. 1)Tilkopling, 2)Rørfjær, 3)Endestykke, 4)Viserverk, 5)Viser, 6)Tannsegment,
7)Spiralfjær
Virkemåte
På grunn av at røret er bøyd, er det arealforskjell på veggene inne i røret. Ytterveggen har større areal enn
innerveggen. Når røret settes under trykk vil det dermed være større krefter på ytterveggen enn på
innerveggen, dette fører til at røret retter seg ut. Hvor mye det retter seg ut, er avhengig av stivheten i røret
og hvor stort trykk røret utsettes for. Bevegelsen overføres via lenke og tannstang til viserdrevet og viseren.
For å eliminere en eventuell dødgang mellom tennene på tannstanga og viserdrevet, er det montert på en
liten spiralfjær. Fjæra spenner, med liten kraft, på den samme side av tennene som er i inngrep, mot
hverandre.
Bruksområde for bourdonrørmanometeret er fra ca 50 % vakuum og oppover til 3000 bar.
Som nevnt ovenfor, brukes bourdonrørmanometeret for å indikere trykket på et anlegg. Manometeret kan
skrus direkte til et prosessrør eller til en tank, gjerne med en stengeventil i mellom. Figur 1.2.4 viser dette.
Figur 1.2.4 Trykkmåling med manometer
Mange instrumenter i prosessindustrien er pneumatiske og trenger følgelig lufttilførsel. I slike tilfeller er
det også vanlig å montere inn et manometer etter en reduksjonsventil for å vise tilførselstrykket. De fleste
pneumatiske instrumenter krever et trykk på 140 kPa. Figur 1.2.5 viser dette.

15
Figur 1.2.5 Måling av pneumatisk tilførselstrykk
Installasjon
Det er viktig at manometeret er montert på en trygg og forsvarlig måte og at plasseringen er gunstig både
for avlesing og for at det ikke utsettes for skade. For vedlikehold og kalibrering er det også viktig at
installasjonen er utført etter bestemte krav. Det er utarbeidet retningslinjer (standard) for dette. Det er
vanlig at manometeret monteres på brakett, tilkoplingsstøtte eller på instrumentpanel. Figur 1.2.6 viser
eksempler på dette.
Figur 1.2.6 Eksempler på montering av manometer
Kalibrering og vedlikehold
Å kontrollere om et manometer viser riktig verdi, og eventuelt justere dersom det er for stort avvik, kalles å
kalibrere instrumentet. Dette foregår vanligvis på kalibreringsverkstedet. For å utføre en slik test på et
manometer eller på prosessinstrumenter generelt, må prosedyre for slikt arbeid følges nøye. Før kalibrering
må instrumentet demonteres. Eksempel på dette følger:

16
Demontering
Innhent først klarsignal fra vakthavende operatør i kontrollrommet.
Vær sikker på at du tar det rette instrumentet. Sjekk nøye at identifikasjonsnummeret (tag no) er det rette i
forhold til arbeidsordre.
Lukk avstengningsventilen opp til manometeret. Vær obs. på at det fortsatt står fullt trykk på oversiden av
ventilen og inn i manometeret.
Er manometeret utstyrt med dreneringsventil, åpnes denne forsiktig mens prosesstrykket reduseres. Er det
gass under høyt trykk som dreneres, må en være obs. på at det kan dannes isplugger (kondensert vann som
fryser) i gasstrømmen dersom dreneringen går for raskt.
Dersom manometeret ikke har dreneringsventil, må prosesstrykket avluftes via gjengepartiet. Dette er en
operasjon som må foregå med stor forsiktighet ved høye prosesstrykk (gass).
Bruk rett verktøy ved demontering. Unngå å bruke krefter på selve huset. Instrumentet er nå klart til å tas
med til kalibreringsverkstedet.
Kalibrering
Når manometeret, som har vært i drift, som skal testes og kalibreres, må det være reingjort og eventuelt
tømt for væske, dersom det var væskefylt. En slik test er en del av det forebyggende vedlikeholdet på
anlegget. Figur 1.2.7 viser et manometer som er tilkoplet en deadweighttester.
Figur 1.2.7 Deadweighttester i bruk til kalibrering av manometer
Vi skal nå gå igjennom prosedyren for kalibrering av manometeret:
Først tas frontglasset av. Nå må vi vurdere instrumentets konstruksjon. Noen manometer har festeskruer på
baksiden av instrumentet, disse løses og vi kan delvis fjerne selve huset og får dermed tilgang til måleverk
og kalibrering med skalaen og viseren på.
Andre instrumenter har ikke denne muligheten, og en må da ta viser og skalaskive av, for å komme til
måleverket. Før en gjør dette, må det merkes av på huset, fem faste punkter som er utgangspunktene for
kalibreringen. Disse er: 0 %, 25 %, 50 %, 75 % og 100% av instrumentets fulle utslag.
Uten at det tilføres trykk til manometeret, settes viseren på 0 %.
Det legges vekter på deadweighttesteren som tilsvarer 100 % utslag på manometeret og trykket pumpes opp
til vektene flyter. Viseren skal nå være på 100 %-merket. Dersom dette ikke stemmer, må instrumentet

17
områdejusteres. En justerer i tilfelle områdeskruen litt utover fra, eller innover mot kamarmens opplagring,
alt etter om viserutslaget var for stort eller for lite, henholdsvis.
Trykket tas nå av testeren og viseren går tilbake mot 0%-merket. Vanligvis får vi nå et avvik. Vi justerer
dette slik at viseren kommer tilbake til 0 %-merket.
Det legges nå på vekter igjen som tilsvarer fullt utslag på manometeret. Trykket pumpes opp og vi vil nå se
hva vår justering førte til. Viseren skal nå nemlig være nærmere 100 %-merket enn første gang vi hadde
pumpet opp trykket. Dersom vi var heldige med vår justering, er instrumentet nå nøyaktig nok på 0 og 100
%.
Vi må nå kontrollere manometeret på 25, 50 og 75 %. Ligger disse testene innenfor tillatt avvik, kan
kalibreringssertifikat fylles ut og jobben er utført.
1.2.3 TESTUTSTYR FOR TRYKKMÅLING
Det er mange forskjellige instrumenter på markedet når det gjelder testutstyr for trykkmåling og
kalibrering. Vi skal imidlertid se på noen som er aktuelle for oss i forbindelse med lab-øvelser som skal
kjøres i semesteret.
Deadweighttester
Dette instrumentet har vi allerede stiftet bekjentskap med under kalibrering av manometeret. Vi skal nå gå
litt nærmere inn på hvor det brukes og i tillegg se litt på oppbygning og virkemåte.
En deadweighttester er et presisjonsinstrument som brukes til å teste eller kontrollere andre
testinstrumenter. Dette kan være presisjonsmanometre til bruk ved komparator (sammenligner), eller
kalibrering av trykktransmittere med spesiell god nøyaktighet. Når deadweighttesteren blir brukt til slike
oppgaver er den å betrakte som en trykkstandard, dvs et sporbart referanseinstrument. Se figurene 1.2.7,
1.2.8 og 1.2.9 som viser oppbygningen.
Figur 1.2.8 Prinsippskisse av stempel/
sylinderforbindelse i en deadweighttester
Figur 1.2.9 Deadweighttester, dobbeltsylinder
(Bodenberg)

En hydraulisk deadweighttester består i hovedsak av en hydraulisk presse som skaper et trykk ved å løfte en
helt bestemt masse av et presisjonsstempel i en presisjonssylinder. Fysikken bak dette er:
m · g = p · A
Ut fra dette ser en at trykket som skal til for å løfte massen (loddene) er produktet av m og g dividert med
A. Kjenner en massen, tyngdens akselerasjon og arealet til stempel/sylinderforbindelsen med stor
nøyaktighet, er trykket kjent. Dette ledes til manometeret som skal testes. Nøyaktigheten til en
deadweighttester kan være svært god, gjerne 0,01 % av trykket som genereres.
Pneumatisk kalibrator
En pneumatisk kalibrator som er vist på figur 1.2.10, brukes til testing og kalibrering av pneumatiske
instrumenter.
Figur 1.2.10 Pneumatisk kalibrator (Wallace & Tiernan)
Kalibratoren er plassert i en koffert og inneholder et stort og nøyaktig differensialtrykkmanometer. Dette er
montert på en plate sammen med to reduksjonsventiler og en vender. Figur 1.2.11 viser instrumentet og
utstyret med tilkoplinger.

19
Figur 1.2.11 Kalibrator utstyrt med instrument, reduksjonsventiler og tilkoplinger
Kalibratoren kan brukes til å måle trykk med. Den kan sende ut et trykk som en kan avlese størrelsen på og
den kan måle differensialtrykk. Viseren kan bevege seg nesten to omdreininger, og en får dermed stor
oppløsning på måleverdien. Dette bidrar til at instrumentet har stor nøyaktighet (0,067 % av fullt utslag).
Kalibratorene har forskjellige måleområder og forskjellige skalaverdier. Eksempler: 0 – 3000 mmH 2 O, 0 –
30 psi eller 0 – 2,0 bar osv.
1.2.4 PNEUMATISK TILFØRSEL ELLER INSTRUMENTLUFT
Det er svært viktig at lufttilførselen til pneumatiske instrumenter er ren og tørr. Dersom ikke dette er
tilfelle, vil vann og urenheter tette til kanaler og trange passasjer i instrumentene.
I standarder om instrumentluft, pekes det på fire faktorer som fastsetter krav om kvaliteten på lufta.
1) Doggpunkt
Doggpunktet i lufta må være tilstrekkelig lavt slik at ikke fuktighet kan kondensere og skape vanndråper.
Disse kan tette innsnevringer, enten de er i dråpeform eller som iskrystaller. Med doggpunkt menes den
temperaturen på lufta som får vanndampen i lufta til å kondensere. Dette betyr at desto mindre vann lufta
inneholder, desto lavere temperatur må vi ned til før det blir kondens i anlegget. For utendørsanlegg kreves
det en doggpunktstemperatur på ca 8 ºC lavere enn den laveste målte temperatur på anlegget. For
innendørsanlegg gjelder også 8 ºC under laveste målte temperatur, men doggpunkt over + 2 ºC godtas ikke.
2) Partikkelstørrelse
Partikkelstørrelsen, støv, i instrumentluften må ikke overstige 3 µm.
3) Olje
Konsentrasjonen av olje eller oljeholdige gasser i instrumentluften, som kan komme fra smørning av
kompressoren, må ikke overstige 1 ppm.
4) Forurensninger
Forurensninger etter montasje, avskalling av galvanisering eller av rustdannelse, giftige gasser, eksplosive
gasser etc. må unngås.
Lufttilførsel
På større installasjoner finner en ofte to luftsystemer. Disse er arbeidsluft og instrumentluft. Arbeidsluft
brukes ofte til pneumatikksystemer og som drivkraft til verktøy. Denne lufta er det ikke stilt samme strenge
krav til som til instrumentlufta og må absolutt ikke brukes som erstatning.

20
Figur1. 2.12 Instrumentluftanlegg
Instrumentlufta produseres av kompressorene og tørkes og filtreres før den sendes ut på anlegget. Dette
består ofte av en ringledning, som går gjennom prosessanlegget, og har avgreininger til luftmanifolder med
ventiler og fordelingsmulighet til det enkelte instrument. Figur 1.2.12 viser skjematisk oppbygning av et
slikt anlegg og hvilke trykk som er vanlig både på ringledningen og som tilførseltrykk til det enkelte
instrument.
Reduksjonsventil
Trykket som står på ringledningen er som oftest alt for høyt for å koples direkte til prosessinstrumenter. For
å redusere dette til rett størrelse, som vanligvis er 1,4 bar overtrykk, benyttes en trykkreduksjonsventil.
Figur 1.2.13 viser oppbygning av ventilen.
1 Membran
2 Fjær
3 Justering
4 Ventilsete
5 Fjærdemper
6 Ventilskive
7 Åpning
8 Luftehull
Figur1. 2.13 Trykkreduksjonsventil

21
Oppbygningen av en trykkreduksjonsventil består i hovedtrekk av hus som har innløp og utløp samt kanaler
og porter og ellers tilpasninger som skal til. Ventilen (4 og 6) kan åpne og stenge luftpassasjen. Ventilen
blir styrt av membranen (1), den blir forspent av en fjær (2). Strammingen av fjæra reguleres med rattet (3).
Funksjonen til trykkreduksjonsventilen er å holde utløpstrykket mest mulig konstant. Virkemåten forklares
slik at når lufttilførselen blir satt på, strømmer den fritt gjennom ventilen (4,6) som nå holdes helt åpen av
den forspente fjæra. Trykket på utløpssida stiger, og dette medfører at trykket under membranen også
stiger. Det forplanter seg gjennom åpningen. Etter hvert som trykket øker, vokser krafta fra membranen.
Den er rettet oppover mot fjæra og presser den sammen. Sleiden som holder ventilen vil følge etter, og det
medfører at ventilen begynner å strupe for innløpslufta.
Fjærkrafta og krefter fra membranen vil komme i balanse når vi har nådd det trykket som tilsvarer det vi
har strammet fjæra til. Vanligvis har instrumentet som krever 1,4 bar lufttrykk, et visst luftforbruk. Det
fører til at reduksjonsventilen står hele tiden å regulerer, slipper passelig luftmengde gjennom, for å holde
det rette trykket.
Vi ser også at vi kan stille ned utløpstrykket ved å slakke på fjæra. Dette medfører at membranen løftes
ytterligere. Innløpsventilen blir løftet til stengt posisjon av innløpstrykket, på undersida av ventilen.
Eksosventilen, i sentrum av membranen, vil åpne, å slippe luft ut til det fri som pilene viser. Dette vil pågå
til fjærkrafta igjen er i balanse med kreftene fra membranen.
1.2.5 PNEUMATISK RELÈ
I de aller fleste pneumatiske instrumenter brukes det pneumatiske relèet. Eksempler på disse instrumentene
er: Måleomformer, regulator, skriver, I/P-omformer, ventilstiller, etc. For å forstå virkemåten til disse
instrumentene, er det viktig å ha klart for seg virkemåten til det pneumatiske relèet. Vi skal nå se på
oppbygning og virkemåte, og tar utgangspunkt i figur 1.2.14.
Virkemåte
Figur 1. 2.14 Snitt av pneumatisk relè. (Foxboro)

22
På lignende måte som et transistortrinn i elektronikken, forsterker opp et signal, vil et pneumatisk relè
omforme en liten variasjon på inngangen til en stor variasjon på utgangen. Dersom variasjonen på
inngangssignalet er ca. 7 kPa, vil forandringen på utgangen bli ca. 80 kPa. Eksempel på variasjon i
signalene kan være at inngangssignalet kan variere fra 7 – 14 kPa og utgangssignalet varierer henholdsvis
fra 20 – 100 kPa.
Det pneumatiske relè har lufttilførsel på ca. 140 kPa. På figuren ser vi at tilførselen kommer inn i sentrum
av relèet. Øverst kommer inngangssignalet. Dette kommer ofte fra et plate/dyseelement, noe som vi skal
komme tilbake til under kapitlet om måleomformer.
I tillegg til disse to portene, ser vi portene for relèets utgangssignal og eksos.
Når inngangssignalet øker, blir det større krefter på membranen og dette fører til at den beveger seg mot
venstre. Ventilen, som ser ut som en kjegle, og hviler på membranen, beveger seg tilsvarende til venstre.
Den skyver kula mer fra setet sitt, dermed åpnes tilførselsventilen noe og eksosventilen stenges tilsvarende.
Stillingen til disse to ventilene er avgjørende hvor stort utgangssignalet blir.
I dette tilfellet kan vi tenke oss at inngangssignalet økte med 2 kPa fra 10 kPa til 12 kPa, membranen gikk
litt til venstre og tilførselsventilen åpnet litt og eksosventilen stengte litt. Dette ville medføre at signalet ut
fra relèet ville øke fra ca. 54 kPa til ca. 77 kPa en forskjell på 23 kPa. Vi ser da at vi har en forsterkning på :
F = ∆ ut/ ∆inn = 23/2 = 11,5
Fjæra i relèet spenner kula mot setet. Dersom skruen strammes, blir kula presset hardere mot setet og det
skal større krefter til før relèet begynner å åpne. Ut fra dette kan vi justere hvilket trykk inn på membranen
som vi ønsker skal være åpningstrykket for relèet.
Dersom det er utført service på et relè (reingjort), er det svært viktig at justeringsskruen blir strammet
nøyaktig like mye som før service.
Et pneumatisk instrument som er utstyrt med relè, bruker luft kontinuerlig. Når signalet fra instrumentet er
stabilt (ikke variasjon), vil ventilene i relèet stå i en bestemt stilling. Tilførselsventilen er litt åpen og det er
eksosventilen også. Eksosventilen har åpen port ut i det fri og vi vil merke en suselyd fra relèet, dette er
normalt.