برنامه‌های کاربردی ترانسمیتر فشار
آنچه در این مطلب میخوانید:
ترانسمیتر فشار یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین ابزاردقیق از یک سیستم کنترلی در صنایع پیشرفته امروزی است. حفظ فشار خطوط فرآیندی، ابتدایی‌ترین کاربرد این ابزاردقیق است، اما اندازه‌گیری دقیق فشار توسط سنسور ترانسمیتر فشار و ارسال آن به واحد پردازشی سیستم کنترلی، منجر به اندازه‌گیری بسیاری از پارامترهای موردنیاز فرآیند می‌شود که در طی این مطلب نگاهی خواهیم داشت به برنامه‌های کاربردی که به‌وسیله یک ترانسمیتر فشار قابل‌اجرا هستند.
کاربرد ترانسمیتر فشار در صنعت
انواع ترانسمیتر فشار صنعتی، فشار را به یک سیگنال خروجی استاندارد 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل می‌کنند. سیگنال به دست آمده از دستگاه برای کاربردهای بسیار مهمی مانند اندازه‌گیری سطح مایع سیال ساکن استفاده می‌شود. استفاده از ترانسمیترهای فشار در صنایع مختلف پایداری کیفیت را تضمین می‌کند و در فرآیندهایی مانند فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب به کنترل کیفیت و حفاظت از سیستم کمک می‌کنند. همچنین ترانسمیترها بیشترین کاربرد را برای کنترل و جمع‌آوری داده‌های صنعتی و آزمایشگاهی دارند. در مقاله ترانسمیتر فشار چیست؟ به طور کامل به تعریف ترانسمیتر و معرفی این ابزار پرداخته شده است و میتوانید با مطالعه آن پاسخ این سوال را به خوبی دریافت کنید. در زیر تعدادی از کاربردهای ترانسمیتر فشار را دسته بندی کرده‌ایم:
- اندازه‌گیری و کنترل فشار
- نظارت و مانیتورینگ فرآیند
- اندازه‌گیری و کنترل سطح مخازن
- اندازه‌گیری دبی جریان سیال
- ایمنی فرآیند
- تشخیص نشتی
- سیستم کنترل پمپ
از جمله رایج‌ترین فناوری‌ها می‌توان به ترانسمیترهای فشار پیزومقاومتی، فرستنده‌های فشار خازنی، فرستنده‌های فشار مقاومتی لایه‌نازک و فرستنده‌های فشار فیبر نوری اشاره کرد. در ادامه به تعدادی از برنامه‌های کاربردی که استفاده از ترانسمیترهای فشار را الزامی می‌کند می‌پردازیم.
اندازه‌گیری دبی جریان
در صنایع فرآیندی، از ترانسمیترهای فشار، به‌ویژه ترانسمیتر فشار تفاضلی، برای اندازه‌گیری جریان مایع یا گاز درون خطوط لوله استفاده می‌شود. اندازه‌گیری افت فشار توسط اورفیس پلیت نصب شده در لوله رایج‌ترین روش اندازه‌گیری جریان است. اورفیس پلیت همان‌طور که در شکل نشان‌داده‌شده است، نوعی فلومتر صفحه‌ای با سوراخی با اندازه مشخص در مرکز آن است که با اندازه‌گیری فشار دیفرانسیل، برای سنجش دبی جریان سیال به‌خصوص بخار استفاده می‌شود. هنگامی که مایع یا گاز از دهانه عبور می‌کند، افت فشار از بالادست به پایین‌دست در صفحه اوریفیس رخ می‌دهد. این افت فشار متناسب با نرخ جریان است و به ترانسمیتر کمک می‌کند تا نرخ جریان در خط لوله را محاسبه کند.
اندازه‌گیری سطح مایع
ترانسمیترهای فشار همچنین می‌توانند برای محاسبه سطح یا ارتفاع سیال مخازن فرآیند استفاده شوند. این تکنیک اغلب برای اندازه‌گیری سطح مایع در مخازن ذخیره‌سازی مانند مخازن آب توسط یک ترانسمیتر فشار آب استفاده می‌شود. برای بیشتر کاربردهای عملیاتی، عمق مایع به طور مستقیم با فشار متناسب است. سنسور سطح فشار یک سنسور فشار خارجی یا شناور است که برای اندازه‌گیری سطح هر سیال در مخزن ذخیره یا فرآیند مورداستفاده قرار می‌گیرد.
سطح هر مایع به طور غیرمستقیم به‌واسطه اندازه‌گیری فشار سیال در کف مخزن اندازه‌گیری می‌شود. برای دستیابی به عملکرد عالی ترانسمیتر فشار، استفاده از مواد شیمیایی سازگار مهم است. همچنین، باید برای هر کاربرد به طور دقیق کالیبره شود زیرا هر مایع چگالی و وزن مخصوص خود را دارد.
علاوه بر این، تغییرات در دمای فرآیند می‌تواند باعث تغییر وزن مخصوص شود که باید در هنگام محاسبه سطح در نظر گرفته شود. این سنسورها را می‌توان به‌گونه‌ای طراحی کرد که دیافراگم را از تجمع آلودگی دور نگه دارد، بنابراین می‌توان از عملکرد صحیح و اندازه‌گیری دقیق سطح فشار هیدرواستاتیک اطمینان حاصل کرد.
اندازه‌گیری چگالی
یک مایع همگن با تغییر چگالی در مخزن، فشار متفاوتی بر ترانسمیتر وارد می‌کند. تا زمانی که ارتفاع سطح مایع ثابت باشد، ترانسمیتر به تغییرات چگالی پاسخ خواهد داد. چگالی وزن در واحد حجم است، به‌عنوان‌مثال، کیلوگرم بر مترمکعب. اگر چگالی افزایش یابد خروجی ترانسمیتر در کف یا قسمت‌های پایینی مخزن افزایش می‌یابد. برای این کاربرد نیز مشابه با اندازه‌گیری سطح مایع از انواع ترانسمیتر اختلاف فشار استفاده می‌شود.
این اندازه‌گیری را می‌توان در مخازن باز یا بسته و یا با مایعات تمیز یا ناخالص اعمال کرد. انتخاب نوع ابزار مناسب، از جمله نصب آب‌بند با فلنج در دقت داده خروجی تأثیر مستقیم می‌گذارد.
اندازه‌گیری حجم
اگر رابطه‌ای بین حجم و سطح اندازه‌گیری شده برای مخازن با شکل‌های تعریف شده در دسترس باشد، می‌توان پس از تعیین سطح سیال در یک مخزن، حجم سیال واسط را نیز محاسبه کرد.
تشخیص نشت خطوط
برای تشخیص هرگونه نشتی در خط لوله، روش‌های زیادی وجود دارد، یکی از متداول‌ترین روش‌ها، تشخیص آن به‌وسیله اندازه‌گیری فشار است، چرا که یکی از عمده‌ترین علل کاهش فشار یک فرآیند، افت فشار سیال فرآیندی است. ترانسمیترهای فشار ثابت که مستقیماً روی خط لوله در فواصل مختلف نصب می‌شوند، می‌توانند نقطه نشتی خاص را در امتداد هر لوله حامل سیال واسط، مشخص کنند.
جمع‌بندی
ترانسمیتر فشار ابزاری پرکاربرد در اکثر صنایع فرآیندی است که برای اندازه‌گیری و کنترل فشار مورداستفاده قرار می‌گیرد. کنترل فشار علاوه بر اینکه می‌تواند کیفیت تولید و ایمنی تجهیزات و کاربران را تضمین کند برای موارد کنترلی ضروری است. از جمله مواردی که با استفاده از اندازه‌گیری و کنترل فشار مورد محاسبه قرار می‌گیرند می‌توان به اندازه‌گیری دبی جریان، سطح سیال در مخازن، حجم و چگالی سیال و هم چنین تشخیص نشتی خطوط اشاره کرد که در این مطلب مورد بررسی قرار گرفتند.