ترانسمیتر فشار چیست؟
ترانسمیتر فشار که با نام پرشر ترانسمیتر نیز شناخته می‌شود وظیفه سنجش و نمایش میزان فشار سیالات مختلف گازی و مایعات را دارد، این دستگاه میزان فشار اندازه‌گیری شده را به یک سیگنال الکتریکی قابل فهم برای دیگر دستگاه‌ها مانند PLC ها تبدیل می‌کند.
این سیگنال‌های الکتریکی که توسط ترانسمیتر فشار تولید می‌شوند، از طریق اتصال به سیستم‌های کنترل مانند PLC، امکان نظارت دقیق و اعمال تغییرات لازم در فشار را فراهم می‌کنند و نقش مهمی در کنترل فرایند ایفا می‌کنند.
ترانسمیترهای فشار در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع غذایی و دارویی، تصفیه آب و فاضلاب و سیستم‌های اتوماسیون صنعتی کاربرد دارند. این دستگاه‌ها با ارائه داده‌های دقیق و قابل اعتماد، به بهبود کارایی، افزایش ایمنی و کاهش هزینه‌ها در این صنایع کمک می‌کنند.
اجزای اصلی تشکیل دهنده ترانسمیتر فشار
ممکن است برایتان سوال شود که مهمترین اجزای تشکیل دهنده ترانسمیتر فشار چیست؟ در پاسخ باید بگوییم که ترانسمیتر فشار متشکل از قطعات مختلفی است. این قطعات با همکاری یکدیگر فشار را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. مهمترین این اجزا عبارتند از:
- حسگر یا دیافراگم فشار: مهمترین بخش این وسیله که وظیفه اندازه‌گیری فشار را بر عهده دارد. سنسورهای مختلف مانند پیزوالکتریک، خازنی یا مقاومت متغیر می‌توانند با این هدف مورد استفاده قرار گیرند.
- مدار الکترونیکی: این بخش سیگنال خام از سنسور را تقویت، فیلتر و پردازش می‌کند. همچنین مسئول کالیبراسیون و تنظیم سیگنال به یک مقدار قابل استفاده در سیستم‌های کنترلی است.
- اتصالات ورودی و خروجی: این اتصالات برای انتقال دقیق مقدار ورودی به سنسور و ارسال سیگنال پردازش شده به سیستم کنترل استفاده می‌شود.
- پوشش محافظ: این پوشش اجزای داخلی را در برابر شرایط محیطی نامطلوب محافظت می‌کند.
- منبع تغذیه: انرژی لازم برای عملکرد سنسور و مدارهای الکترونیکی را تأمین می‌کند.
- نمایشگر و رابط کاربری: امکان مشاهده مقادیر اندازه‌گیری شده و تنظیمات را فراهم می‌کند.
- بدنه ترانسمیتر: که اغلب شامل آلیاژهای مختلف نظیر استیل، تیتانیوم و هستلوی می‌باشد.
فرآیند گام به گام عملکرد
فرایند سنجش فشار توسط این ابزار در چند مرحله اصلی انجام می‌شود:
1. ورود فشار: ابتدا، فشار سیال (گاز یا مایع) به یک حسگر فشار وارد می‌شود. این حسگر معمولاً شامل یک دیافراگم یا عنصر حساس به فشار است.
2. تبدیل فشار به سیگنال مکانیکی: فشار وارد شده باعث تغییر شکل دیافراگم یا عنصر حساس می‌شود. این تغییر شکل، یک سیگنال مکانیکی را ایجاد می‌کند.
3. تبدیل سیگنال مکانیکی به الکتریکی: سیگنال مکانیکی ایجاد شده توسط حسگر، به یک ترانسدیوسر (مبدل) منتقل می‌شود. ترانسدیوسر، این سیگنال مکانیکی را به یک سیگنال الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند.
4. تقویت و پردازش سیگنال: سیگنال الکتریکی تولید شده توسط ترانسدیوسر، معمولاً ضعیف است. بنابراین، در مرحله بعد، این سیگنال توسط یک تقویت‌کننده تقویت می‌شود. سپس، سیگنال تقویت شده توسط مدارهای الکترونیکی پردازش می‌شود.
5. ارسال سیگنال خروجی: در نهایت، سیگنال الکتریکی پردازش شده به صورت یک سیگنال استاندارد (مانند 4-20 میلی‌آمپر یا 0-10 ولت) به سیستم‌های کنترل یا نمایشگرها ارسال می‌شود.
انوع خروجی در پرشر ترانسمیتر
انتقال صحیح و دقیق اطلاعات از ترانسمیترهای فشار به سیستم‌های کنترلی از اهمیت بسزایی برخوردار است. انتخاب نوع خروجی مناسب به عواملی همچون محیط عملیاتی، فاصله انتقال، پیچیدگی سیستم کنترل و نیازهای خاص فرآیند بستگی دارد. در ادامه، مهمترین انواع خروجی‌های مورد استفاده در ترانسمیترهای فشار را معرفی می‌کنیم.
- سیگنال استاندارد 4-20 میلی‌آمپر: رایج‌ترین خروجی آنالوگ با مقاومت در برابر نویز، مصرف انرژی پایین و امکان انتقال سیگنال در فواصل طولانی.
- پروتکل HART: ترکیب سیگنال آنالوگ با سیگنال دیجیتال، امکان ارتباط دوطرفه و دسترسی به پارامترهای تشخیصی و تنظیمات دستگاه.
- مدباس (Modbus): با قابلیت اتصال چندین دستگاه به یک شبکه، مناسب برای انتقال داده‌های دیجیتال با سرعت بالا و هزینه پایین.
- خروجی IO-Link: استاندارد ارتباطی نقطه به نقطه برای سنسورها و عملگرها، پشتیبانی از تشخیص خطا.
- فیلدباس (Foundation Fieldbus): پروتکل ارتباطی دیجیتال دوطرفه برای اتوماسیون فرآیند، با قابلیت اجرای الگوریتم‌های کنترلی در دستگاه.
- پروفی‌باس (Profibus): پروتکل صنعتی با سرعت بالا برای اتوماسیون فرآیند و پشتیبانی از امنیت داده‌ها.
انواع خطاهای رایج در اندازه‌گیری
ترانسمیترهای فشار علیرغم دقت بالا، ممکن است تحت تأثیر عوامل مختلف دچار انواع خطا شوند. شناخت این خطاها برای کالیبراسیون مناسب، تعمیر و نگهداری و حصول اطمینان از صحت اندازه‌گیری‌ها ضروری است.
خطای فول اسپن (Full Span): انحراف در کل محدوده اندازه‌گیری که باعث می‌شود میزان خروجی نسبت به فشار واقعی، همواره با درصد ثابتی خطا همراه باشد.
ناسازگاری با سیال: تأثیر دما، ویسکوزیته، خورندگی یا ذرات معلق در سیال بر عملکرد سنسور و ایجاد خطای اندازه‌گیری.
خطای هیسترزیس: تفاوت در مقدار اندازه‌گیری شده هنگام افزایش فشار نسبت به کاهش در یک نقطه یکسان، باعث می‌شود دستگاه در چرخه‌های بالا و پایین رفتن فشار، مقادیر متفاوتی نشان دهد.
غلط بودن نقطه صفر: جابه‌جایی نقطه صفر ترانسمیتر که باعث می‌شود تمام اندازه‌گیری‌ها با یک ثابت خطا همراه باشند.
آسیب‌های فیزیکی: سایش، خوردگی، فرسودگی دیافراگم، نشتی یا آسیب‌های فیزیکی به بخش‌های حساس با کاهش دقت و پایداری دستگاه همراه می‌شود.
غیرخطی بودن (Non-linearity): انحراف رابطه بین فشار واقعی و سیگنال خروجی از حالت خطی ایده‌آل، که باعث می‌شود دقت اندازه‌گیری در نقاط مختلف متفاوت باشد.
نقش‌آفرینی پرشر ترانسمیترها در فرآیندهای صنعتی
این تجهیزات به واسطه تنوع در نوع سنجش فشار سیالات مختلف کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارند که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره شده است.
- به منظور نظارت بر روی فشار عملیاتی و اختلاف فشار انواع کمپرسور و پمپ‌های صنعتی
- برای کنترل و اندازه‌گیری فشار جهت کنترل کیفیت در فرآیند ساخت و ساز ماشین آلات صنعتی و اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات
- به منظور بررسی فشار در عملیات حفر چاه گاز و نفت
- نظارت بر عملکرد خطوط انتقال، توربین‌ها، ولوهای کنترل
- به منظور بررسی و کنترل پمپ‌های بزرگ مخصوص انتقال آب و فاضلاب در شبکه‌های توزیع خدمات شهری
- بررسی کردن فشار پمپ‌های مورد استفاده در انتقال سیالات نیمه و ویسکوز در کارخانه‌های نوشیدنی و مواد غذایی
- اندازه‌گیری پمپ‌های انتقال سیالات شیمیایی در کارخانه‌های پتروشیمی و شیمیایی
- اندازه‌گیری، بررسی و کنترل روند انتقال دادن دوغاب در پروژه‌های عمرانی و معدنی
- کنترل و تنظیم کردن فشار تجهیزات در تأسیسات گرمایشی و سرمایشی
- بررسی و کنترل فشار وارده در کارخانه کاغذ سازی در حین تولید کاغذ
- نظارت همه جانبه بر روی پودرهای موجود در صنایع داروسازی و سیستم‌های انتقال ذرات ریز
علاوه بر موارد ذکر شده، از ترانسمیترهای فشار در صنایع نساجی، کشاورزی، تولید سیمان و پلاستیک سازی نیز استفاده می‌شود.
برندهای معتبر و موجود در بازار
در صنعت اندازه‌گیری و کنترل فرآیندها، برندهای معتبری وجود دارند که محصولات باکیفیتی ارائه می‌دهند. برخی از برندهای معتبر در این حوزه عبارت‌اند از:
1. زیمنس (Siemens): یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان تجهیزات صنعتی در جهان که محصولات پیشرفته‌ای با دقت بالا عرضه می‌کند.
2. ویکا (WIKA): برندی آلمانی با سابقه طولانی در تولید دستگاه‌های اندازه‌گیری، به‌ویژه در صنایع پتروشیمی و نفت و گاز. ترانسمیتر فشار ویکا همواره یکی از بهترین و پرطرفدارترین محصولات این حوزه بوده است.
3. روزمنت (Rosemount): زیرمجموعه‌ای از شرکت Emerson که به دلیل دستگاه‌های با کیفیت در حوزه‌های مختلف شناخته می‌شود.
4. یوکوگاوا (Yokogawa): برندی ژاپنی که به دلیل دقت و پایداری بالا در فرآیندهای صنعتی پیچیده مورد اعتماد است.
سخن پایانی
در این مقاله تلاش کردیم تا به پرسش «ترانسمیتر فشار چیست؟» پاسخ کاملی بدهیم. این دستگاه با دقت بالا فشار را اندازه‌گیری و به سیگنال‌های الکتریکی قابل پردازش تبدیل می‌کند. پرشر ترانسمیترها به بهبود دقت و کارایی در فرآیندهای صنعتی کمک می‌کنند و نقش مهمی در افزایش بهره‌وری و جلوگیری از مشکلات ناشی از تغییرات فشار دارند.
با انتخاب صحیح ترانسمیتر فشار و نگهداری مناسب از آن، می‌توان بهبود قابل توجهی در عملکرد سیستم‌ها و افزایش طول عمر تجهیزات صنعتی به دست آورد. بنابراین، آگاهی از اصول عملکرد، انواع، و کاربردهای این ابزار، می‌تواند به مهندسان و تکنسین‌ها در انتخاب و استفاده بهینه از این ابزارها کمک شایانی کند. شما می‌توانید جدیدترین ترانسمیترهای فشار را با کیفیت اورجینال و پایین‌ترین قیمت، از سایت DSO خریداری کنید.
