آرشیو برچسب: ترانسمیتر فشار

انواع ترانسمیتر فشار یا پرشر ترانسمیتر

ترانسیمتر فشار به منظور بهینه سازی عملکرد سیستم های صنعتی و جلوگیری از بروز اختلال در فرآیندها طراحی و تولید شده است در واقع دستگاهی است که فشار را در مایعات، سیالات و یا گازها اندازه گیری می کند و خروجی های سطح پایین از عناصر سنجش فشار را به سیگنال های سطح بالاتر تبدیل می کنند که می توانند از طریق مسافت طولانی برای پردازش و استفاده بیشتر در سیستم های مختلف منتقل شوند. «ترانسمیتر» (Transmitter)، در لغت به معنای فرستنده است. وظیفه ترانسمیترهای فشار، اندازه گیری کمیت ‌های فیزیکی مرتبط با فشار است. ترانسمیترها می توانند از بروز مشکلاتی از قبیل افت جریان، افزایش لرزش، کاویتاسیون، شکست مکانیکی، آلودگی صوتی، بهینه سازی فشار سیستم و استهلاک قطعات جلوگیری کند. وجود ترانسمیتر باعث می‌ شود تا دستگاه‌ های در ارتباط با فشار، عملکرد بهتری داشته باشند و فعالیت آنها با هیچ‌ گونه مشکلی مواجه نشود. ترانسمیترها بر اساس کمیت قابل اندازه‌ گیری به انواع ترانسمیتر سطح، ترانسمیتر جریان، ترانسمیتر فشار، ترانسمیتر دما، ترانسمیتر موقعیت، ترانسمیتر سرعت، ترانسمیتر pH و غیره تقسیم ‌بندی می ‌شود.

انواع ترانسمیتر فشار

ترانسمیترهای فشار الکترونیکی

ترانسمیترهای فشار پنوماتیک

ترانسمیترهای فشار سنج

ترانسمیترهای فشار مطلق

ترانسمیترهای فشار دیفرانسیل

 

ترانسمیترهای فشار الکترونیکی

برای کمک به اپراتورها در بهبود کارایی فرآیند ترانسمیترهای فشار الکترونیکی

طراحی شده اند که شامل حسگرهای پیزورزیستیو هستند که به جبران فشارهای ساکن کمک می کنند. فرستنده ها را می توان با پروتکل های Foundation Fieldbus و HART® ارائه کرد. این به آنها اجازه می دهد تا اپراتورها را در مورد خرابی یا خاموش شدن احتمالی هشدار دهند.

ترانسمیترهای فشار پنوماتیک

برای اندازه گیری فشار دیفرانسیل از ترانسمیترهای فشار پنوماتیکی استفاده می شود. آنها با سلول های d/p  طراحی شده اند که فشار را اندازه گیری می کنند و یک سیگنال خروجی متناسب را ارائه می دهند. ترانسمیترهای فشار پنوماتیکی دارای محدوده ای از 0 تا 210 کیلو پاسکال هستند.

 

ترانسمیترهای فشار سنج

برای اندازه گیری فشار گیج که سرعتشان هشت برابر بیشتر از فرستنده های فشار معمولی است از ترانسمیترهای فشار سنج استفاده می شود. ترانسمیترهای فشار گیج قابلیت اندازه گیری فشارهای 0.3 تا 10000 psi را دارند. می توان این فرستنده ها را با پروتکل های HART، Profibus PA و Foundation Fieldbus ارائه داد. آنها بین دو تا پنج سال عملکرد پایدار را ارائه می دهند.

 

ترانسمیترهای فشار مطلق

ترانسمیترهای فشار مطلق محدوده اندازه گیری بسیار گسترده ای از 0.07 تا 200 کیلو پاسکال و از 0 تا 10000 psi دارند. این ترانسمیترها سیگنال های خروجی پنوماتیک را پس از انجام اندازه گیری فشار گیج مطلق ارائه می کنند. فرستنده های فشار مطلق در پیکربندی های مختلف مواد مانند فولاد ضد زنگ 316L، آلیاژ C-276 و مواد مرطوب Hastelloy موجود هستند.

 

ترانسمیترهای فشار دیفرانسیل

این ترانسمیترهای می توانند محدوده کالیبره شده ای از 0.5 اینچ H2O تا 2000 psi (1.2 mbar تا 276 bar) داشته باشند. آنها را می توان با پروتکل HART و Foundation Fieldbus ارائه کرد. طراحی های همسطح به فرستنده ها اجازه می دهد تا با انواع مختلفی از منیفولدها، عناصر اولیه و آب‌ بندی دیافراگم یکپارچه شوند.

 

کاربرد ترانسمیترهای فشار

ترانسمیترهای فشار برای هر صنعتی که نیاز به اندازه گیری و کنترل فشار سیالات دارد، مورد استفاده قرار می ‌گیرد. از جمله صنایعی که نیازمند ترانسمیتر فشار هستند عبارت ‌اند از مواد غذایی، نفت و گاز، پتروشیمی، پالایشگاه، تولید مواد شیمیایی، داروسازی، کاغذ سازی، تأسیسات بهداشتی، نیروگاه، تأسیسات سرمایشی و غیره هستند.

اجزای دقت ترانسمیتر فشار

دقت مرجع

اغلب یک عدد دقت “محدود” معمولاً روی جلد بروشور یا در وب سایت جداگانه ذکر شده است. این عدد را می توان “دقت مرجع” یا چیزی مشابه نامید که فقط برخی از بخش های دقت را شامل می شود، نه همه بخش ها. برای مثال فقط خطی بودن، پسماند بودن و تکرارپذیری را شامل می شود.

 

این “دقت در بهترین حالت” شامل تمام اجزای دقت عملی که باید در نظر بگیرید (موقعیت نصب، دمای محیط و غیره) نمی شود. بنابراین، فکر نکنید که این مشخصات همان چیزی است که می توانید در عمل از ترانسمیتر فشار هنگام نصب آن در فرآیند خود انتظار داشته باشید.

 

این “دقت در بهترین حالت” ممکن است برای دقیق ترین محدوده فشار برای دقیق ترین ترانسمیتر های فشار  با اعداد 0.04٪ یا حتی 0.025٪ محدوده باشد.

 

انتخاب یک ترانسیمتر فشار مناسب

1- دقت اندازه گیری :

با توجه به مدارات الکترونیکی، هسته مرکزی و تکنولوژی ساخت سنسور آن، دقت اندازه گیری، این نوع سنسور ها متفاوت است و باید با توجه به نیاز پروسه صنعتی مورد نظر و دقت اندازه گیری، که ترانسمیتر فشار باید داشته باشد، در انتخاب آن در نظر گرفت.

 

2- محدوده فشار :

برای کاربردهای عمومی و صنعتی رنج‌های متفاوتی از فشار وجود دارد. فشارهایی در اندازه هایی پاسکال و میلی بار، وکیوم و فشارهای معمولی برای کاربردهای عمومی،  استفاده می‌شود. و فشار های بالا در مکانیزم ‎‌های خاص صنعتی کاربرد دارد.

 

3- سیگنال خروجی :

برای انتقال عدد فشار اندازه گیری شده با توجه به پروسه مورد نظر و صنعت، نوع کنترلر و نمایشگر و شرایط محیطی ، باید در نظر گرفته شود و برای ارتباط سنسور فشار به کنترلر نویزهای الکتریکی مزاحم و کابل رابط مناسب نیز مدنظر باشد. در اکثر موارد به دلیل عدم نویز پذیری بالا و انتقال در مسافت طولانی از، سیگنال نوع جریانی 4 الی 20 میلی آمپر بیشتر استفاده می‌ شود.

ترانسمیتر فشار چیست ؟

از زمان گالیله، دانشمندان در تلاش برای اندازه گیری فشار بوده اند  و حدس می زدند تقریباً برای سیصد سال آینده، دانشمندان به اکتشافاتی دست خواهند زد که به درک آنها از اندازه گیری فشار کمک می کند. با این حال، تا سال 1930، با اختراع یک کرنش سنج بدون پیوند توسط روی کارلسون، مهندس عمران، گام های بزرگی با فناوری مبدل فشار UPC1 برداشته شد. ترانسمیترهای فشار به عنوان مبدل فشار هم شناخته می شوند، در کاربردهای صنعتی و فرآیندی برای اندازه گیری فشار مایعات، سیالات و گازها در تجهیزات مختلف کاری استفاده می شوند. این فرستنده ها یک جزء حیاتی در صنایع فرآیندی به ویژه صنعت نفت و گاز هستند که با انواع سیالات و گازها سروکار دارند.

اگر بخواهیم تاریخچه ابداع ترانسمیتر فشار را بررسی کنیم:

1930: روی کارلسون اولین کرنش سنج سیم بدون پیوند UPC7 را برای اندازه گیری کرنش در یک سازه بتنی طراحی کرد.

1938: آرتور روگ، مؤسسه فناوری ماساچوست، و ادوارد سیمونز، مؤسسه فناوری کالیفرنیا، به طور مستقل اما به طور همزمان فرآیندی را برای یک گیج فشار سیم پیوندی توسعه دادند. این دو مرد در نهایت با هم برای ثبت اختراع اقدام کردند.

1952: فشار سنج های فویل توسط پیتر جورج اسکات جکسون از Saunders-Roe Ltd اختراع شد. فشار سنج های فویل مزایایی نسبت به گیج های سیم پیوندی، از جمله اتلاف گرما بهتر، پایداری حرارتی بهتر، تکرارپذیری بهتر و هزینه های تولید پایین تر داشتند.

1954: مبدل فشار خازنی توسط کارل اسپولدینگ ساخته شد. این سنسورها راهی برای اندازه گیری فشارهای بسیار کوچک با دقت کافی فراهم می کردند.

دهه 1960: اولین مبدل های لایه نازک با پایداری خوب و هیسترزیس کم ساخته شد. این فناوری امروزه برای اندازه گیری فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرد. در همین حال، اختراعات UPX13 دیافراگم سیلیکونی و سنسور سیلیکونی نیز در اواخر دهه 1960 توسط Art Zias و John Egan از مرکز تحقیقات Honeywell توسعه یافت.

1973: ویلیام پولی از شرکت Bendix یک مبدل خازنی با استفاده از کوارتز طراحی کرد. این امر امکان اندازه گیری محدوده های فشار کمتر را فراهم می کند.

1979: رابرت بل از Kavlico بر اساس فناوری مبدل خازنی ساخته شد تا بدنه کوارتز را با یک بدنه سرامیکی جایگزین کند. این طرح امروزه به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرد.

از 1974 یک مدل ویژه ابداع شد که یکی از ترانسمیترهای خاص سوئیسی می باشد به نام ترانسمیتر keller است که با سنسور فشار کار می کند و برای کیفیت و دقت در فشار ترانسمیترها به کار می رود. همین موارد باعث شده تا keller  به تولید کننده پیشرو دارای گواهی ایزو 2001 مبدل های فشار و ترانسمیترهای فشار تبدیل شود.

ترانسمیترهای فشار انواع مختلفی دارند:

ترانسمیتر فشار به همراه نمایشگر

ترانسمیتر فشار مخصوص محیط های انفجاری

ترانسمیتر فشار تفاضلی

ترانسمیتر فشار هوشمند

ترانسمیتر فشار پایین

ترانسمیتر فشار صنعتی

ترانسمیتر فشار قلمی

 

از جمله ابزارهای اندازه گیری دما به محصولات زیر می توان اشاره کرد که هر کدام کاربرد مخصوص خود را دارند:

گیج فشار

گیج اختلاف فشار

پرشر سوئیچ (سوئیچ فشار)

کالیبراتور فشار

 

گیج فشار:

یک مدل فرستنده فشار سنج (GP) فشار فرآیند را با فشار هوای محلی مقایسه می کند. فرستنده های فشار گیج که دارای پورت هایی برای نمونه برداری از فشار هوای محیط در زمان واقعی هستند. فرستنده های فشار سنج بسیار دقیق امروزی می توانند تحت تأثیر نوسانات فشار محلی قرار گیرند. اندازه گیری های بالاتر از فشار هوای محیط به عنوان یک عدد مثبت نشان داده می شود، در حالی که عدد منفی نشان دهنده اندازه گیری های زیر محیط است. اندازه گیری فشار گیج با حرف “g” به دنبال واحد اندازه گیری قرائت نشان داده می شود (یعنی inH2O(g) یا psig).

نمونه کاربردهای صنعتی این مدل: سطح مخزن باز، فشار خط و فشار پتو در یک مخزن.

 

گیج اختلاف فشار

فرستنده های فشار دیفرانسیل (DP) اختلاف بین دو فشار را اندازه گیری می کنند. آنها از نقطه مرجعی به نام فشار سمت پایین استفاده می کنند و آن را با فشار سمت بالا مقایسه می کنند. درگاه‌های دستگاه با سمت بالا و پایین مشخص می‌شوند. بسته به اینکه ضلع پایین یا بالا مقدار بزرگتر باشد، قرائت DP می تواند منفی یا مثبت باشد. فرستنده DP را می توان به عنوان یک فرستنده فشار سنج استفاده کرد اگر سمت پایین به اتمسفر باز بماند.

کاربردهای صنعتی: سطح مخزن بسته، چگالی، سلامت فیلتر و جریان DP (عنصر ثانویه)

 

پرشر سوئیچ (سوئیچ فشار)

سوئیچ فشار یا پرشر سوئیچ (Pressure Switch)، وسیله ای الکتریکی است که فشار را در هر محیطی اندازه‌ گیری می ‌کند. از پرشر سوئیچ برای تشخیص حضور سیال استفاده می ‌شود. سوئیچ فشار، افزایش یا افت فشار و دستیابی به مقدار فشاری که توسط کاربر مشخص شده است را تشخیص می‌ دهد.

 

کالیبراتور فشار

دستگاهی بسیار مهم است که با استفاده از این دستگاه میتوانیم عملکرد دستگاهای دیگر را بررسی کنیم و به کیفیت آن ها بسنجیم. در این دستگاه فشار نقش بسیار مهمی را در فرایند های مختلف دارد. کالیبراتور فشار دارای دو مدل دیجیتال و آنالوگ است همچنین قادر است تا به صورت دستی و یا رومیزی نیز مورد استفاده قرار بگیرد که در صورت استفاده از دستی بودن آن، این دستگاه قادر است تا ۷۰۰ بار را اندازه گیری کند و قابلیت حمل و نقل را نیز دارد.

 

انواع ترانسمیترهای فشار به شرح زیر است:

ترانسمیتر فشار سنج

فرستنده مطلق

فرستنده فشار دیفرانسیل

ترانسمیترهای فشار چند متغیره

که در اینجا به بررسی دو مدل می پردازیم :

فرستنده مطلق

اندازه گیری فرستنده فشار مطلق (AP) نسبت به فشار خلاء کامل (فشار صفر مطلق). بنابراین، فرستنده های AP تحت تأثیر نوسانات فشار اتمسفر محلی قرار نمی گیرند. تمام اندازه گیری های فشار مطلق مثبت هستند. حرف “a” یا مخفف “abs” در واحد اندازه گیری (یعنی inH2O(abs) یا psia) یک اندازه گیری فشار مطلق را نشان می دهد. این فرستنده دقت بسیار بالایی دارد.

مثال برای کاربردهای صنعتی: هرگونه کاربرد حیاتی ذخیره سازی و تحویل (به عنوان مثال، گازهای سمی) از آنجایی که شرایط جوی می تواند نوسان داشته باشد، ضروری است که این سیستم ها دقیق باشند و از مرجع ایستا استفاده کنند.

 

ترانسمیترهای فشار چند متغیره

یک فرستنده چند حسگر برای زمانی که چندین متغیر وجود داشته باشد استفاده می شود. این مدل می تواند شامل یک کامپیوتر جریان یا RTU باشد. با این مدل می توان دما و جریان حجمی در میان متغیرهای دیگر اندازه گیری شوند. این نوع فرستنده ها به طور گسترده در صنایعی که شامل اندازه گیری جریان گاز و بخار است استفاده می شود.

 

امروزه در بازار بیش از ۵۰ نوع ترانسمیتر فشار وجود دارد که هر کدام از آنها با یک سبک خاص کار می کند. به خاطرهمین تنوع توصیف کردن همه آنها در یک مقاله و توضیح دادن آنها در یک روش کار ممکن نیست. به طور کلی فرستنده ها و ترانسمیترهای فشار می توانند تغییرات فشار در شرایط مختلف را اندازه گیری کنند و آن را به صورت یک عدد دیجیتالی گزارش دهند.

عملکرد ترانسمیتر فشار چگونه است؟

وقتی سیال عبور می کند به پشت المنت اندازه گیری می رسد و تغییرات فشار سیال عبوری به المنت باعث تغییر جریان خروجی می شود و وضعیت سنسور را تغییر می دهد. فشار روی فرستنده فشار به عنوان نیرویی بر دیافراگم عمل می کند.