ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter) چیست؟
ترانسمیتر فشار دستگاهی است که فشار را به سیگنالهای الکتریکی یا الکترونیکی تبدیل میکنند. این ابزارها در فرآیندهای صنعتی مختلف از جمله پتروشیمی، نفت و گاز، صنایع غذایی، داروسازی و نیروگاه استفاده میشوند. بعبارتی پرشر ترانسمیتر از تجهیزات بسیار مهم و کاربردی صنعت ابزاردقیق هستند که کمیت فیزیکی فشار را اندازهگیری کرده و به سیگنال قابل درک الکتریکی تبدیل میکنند.
این تجهیزات از این رو مهم و حیاتی هستند که، عدم وجود آنها باعث اختلال و حتی نابودی سیستم اتوماسیون یک کارخانه یا دستگاه میشود. پرشر ترانسمیتر ها توانایی اندازهگیری دقیق فشار گازها و مایعات را دارند.
انواع ترانسمیترهای فشار
ترانسمیترهای فشار از نظر معیارهای مختلفی مانند نوع و مکانیزم قابل اندازهگیری تقسیمبندی میشوند. با توجه به تقسیمبندی زیر، انتخاب نوع مناسب ترانسمیتر فشار بستگی به محیط و شرایط اندازهگیری دارد.
- ترانسمیتر فشار مطلق
در این نوع ترانسمیتر، فشار واقعی در هر نقطه نسبت به خلا (فشار صفر مطلق) اندازهگیری میشود. پرشر ترانسمیتر مطلق برای اندازهگیری فشار در محیطهایی که فشار صفر اهمیت دارد، استفاده میشود.
- ترانسمیتر فشار نسبی یا فشار گیج
ترانسمیتر نسبی، فشار را نسبت به فشار اتمسفر (فشار محیط) اندازهگیری میکند. پرشر ترانسمیترهای نسبی برای اندازهگیری فشار در محیطهایی که فشار محیط به عنوان مرجع مهم است، کاربرد دارد.
- ترانسمیتر فشار تفاضلی یا اختلاف فشار
در این نوع ترانسمیتر، اختلاف فشار بین دو نقطه متفاوت در یک سیستم را اندازهگیری میکند. این نوع ترانسمیتر برای اندازهگیری تغییرات فشار در سیستمهایی که فشار متغیر دارند، استفاده میشود.
اجزای ترانسمیتر فشار
- دیافراگم یا حسگر فشار (عموما از فناوری پیزوالکتریک ساخته میشود)
- بدنه (از آلیاژهای مختلف از قبیل استیل، هستلوی، تیتانیوم و …)
- مدار ترانسمیتر
اساس کار پرشر ترانسمیتر
همانطور که میدانیم فشار نیرویی است که به واحد سطح وارد میشود. مقدار فشار بوسیله دیافراگم سنسور اندازه گیری شده و چون خروجی سنسور سیگنالی بسیار ضعیف است به مدار ترانسمیتر داده میشود تا به سیگنال استاندارد جریانی یا ولتاژی تبدیل شود. نهایتا این خروجی سیگنال استاندارد به اتاق کنترل (PLC – MONITORING) انتقال مییابد.
کاربرد ترانسمیترهای فشار
ترانسمیترهای فشار انواع مختلفی داشته و کاربردهای گستردهای در صنعت دارند و از آنها میتوان برای اندازهگیری فشار در باکس های روغن، فشار خطوط لوله ها (پایپ)، کمپرسورها، پمپها، تعیین مقدار فشار هوای داخل یک کوره صنعتی، مقدار فشار رباتها در برداشتن یک جسم، اندازه گیری جریان، تشخیص سطح مواد (بعنوان سطح سنج) و برای اندازه گیری چگالی استفاده کرد. در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع فرآوری غذا و دارویی، سیستمهای خنک کننده و گرمایشی، شیمیایی، پزشکی و در بسیاری از صنایع دیگر نیز کاربرد دارد.
مزایای پرشر ترانسمیتر
- نصب و راهاندازی نسبتا آسان
- قابلیت اندازهگیری اختلاف فشار
- کالیبره شده به هنگام ساخت در کارخانه
- عمر بسیار بالا در صورت انتخاب صحیح شرایط فرایند
- نگهداری بسیار کم (در صورت انتخاب از برندهای معتبر)
- امکان نصب و راه اندازی در محیط های قلیایی، اسیدی و خورنده
- ایمنی بسیار بالا نسبت به میدان های الکترومغناطیسی، تابشی و الکتریکی
- پرشر ترنسمیتر میتواند برای اندازه گیری فشار نسبت به فشار اتمسفر استفاده شود
- در صورت لزوم میتوانند بصورت غوطه ور در مایعات نیز مورد استفاده قرار گیرند (سنسور فشار هیدرواستاتیک)
انوع خروجی در پرشر ترانسمیتر
- 4-20 میلی آمپر سیگنال جریانی استاندارد
- HART
- خروجی 3 سیمه PNP و NPN
- فیلد باس Foundation Fieldbus
- پروفی باس Profibus PA
- مدباس Modbus
- خروجی IO-Link
سنسور فشار
سنسور فشار به عنوان یک دستگاه الکترونیکی، از فناوریها و مکانیزمهای مختلفی برای اندازهگیری فشار سیالات بهره میبرد.سنسورهای فشار از انواع مختلفی از تکنولوژیها برای اندازهگیری فشار استفاده میکنند. این تکنولوژیها شامل سنسورهای مکانیکی مثل فشار سنجهای پیزوالکتریک و ممبرانی، سنسورهای الکترونیکی بر مبنای اثر هال، سنسورهای نیمههادی و سنسورهای فشار گیجی میشوند.
از طریق دیتایی که توسط این سنسورها به دست میآید، امکان کنترلهای اتوماتیک، اندازهگیریهای محیطی، ایمنی و کنترل فرآیندها وجود دارد. به عنوان مثال، در صنعت خودروسازی، سنسورهای فشار برای اندازهگیری فشار در سیستمهای ترمز و توربوشارژ به کار میروند. در حوزه پزشکی نیز، از این سنسورها برای اندازهگیری فشار خون، تنفس و نیز در انتقال مایعات برای تنظیم فشار در سیستمهای پمپاژ استفاده میشود.
ترانسدیوسر فشار چیست؟
ترانسدیوسر فشار (Pressure Transducer) نوعی از ترانسمیترهای فشار است که فشار وارد شده به سنسورهای آن را به سیگنال الکتریکی یا الکترونیکی تبدیل میکند. این سیگنالها معمولاً به صورت ولتاژ یا جریان متغیر است.
انواع خطاهای اندازه گیری ترانسمیتر فشار کدامند؟
- خطای فول اسپن Full span
- خطا در اثر انتخاب محدوده فشار اشتباه
- ایجاد خطا به دلیل ناسازگاری با شرایط سیال
- خطا به دلیل غلط بودن زرو رفرنس Zero Reference
- خطای ترانسمیتر در اثر آسیبهای مکانیکی مانند سایش و خوردگی
با درک خطاهای اندازه گیری، میتوانید برای به حداقل رساندن تأثیر آنها و اطمینان از اندازه گیری فشار دقیقتر، اقدام کنید. خطای صفر (zero) و اسپن را میتوانید با کالیبراسیون برطرف نمایید.
نحوه انتخاب ترانسمیتر فشار صنعتی چگونه است؟ انتخاب ترانسمیتر فشار صنعتی مناسب کار آسانی نیست. در ادامه این مطلب آموزش کاملی را برای انتخاب ترانسمیتر فشار مناسب را ارائه میدهیم.
برای چه هدفی فشار را اندازه گیری میکنید ماهیت سیالی که اندازه گیری میکنید چیست نوع فشاری که باید اندازه گیری شود دمای سیال چقدر است محدوده اندازه گیری فشار حدودا چقدر است آیا سیال خورنده است نوع اتصال تجهیز به فرایند چگونه است شرایط محیطی را در نظر بگیرید رایج ترین کاربرد ترانسمیتر فشار برای اندازه گیری فشار نسبی یا خلاء است. به عنوان مثال: پمپ یا کمپرسور تحت فشار. لازم است بدانید اندازه گیری جریان فشار تفاضلی بر اساس اختلاف فشار ایجاد شده در یک سیال روان بوجود میآید. از ترانسمیتر فشار تفاضلی برای اندازهگیری چگالی مایعات نیز استفاده میشود.
ماهیت سیالات (گاز، مایع یا بخار) عامل مهمی است که هنگام اندازه گیری فرآیندها باید در نظر گرفته شود. دانستن خواص سیالی که باید اندازه گیری شود، کلید انتخاب سنسور مناسب برای فرآیند صنعتی شماست.
دمای سیال یکی دیگر از عوامل مهمی است که هنگام انتخاب یک ترانسمیتر فشار باید در نظر گرفته شود. ترانسمیترهای فشار عموماً برای کار با مایعات، گازها یا بخار در محدوده دمایی معین طراحی شده اند. حداقل و حداکثر محدودیت دمای عملیاتی ترانسمیترهای فشار، در انتخاب سنسور برای استفاده طولانی مدت باید در نظر گرفته شود. برای دماهای بالا، باید از ترانسمیتر های فشار دارای دیافراگم مهر و موم شده، استفاده کنید (تا برد الکترونیک سنسور را از گرمای سیال دور نگه دارید).
در زمان انتخاب ترانسمیتر فشار مهم است که خورندگی مایعات و گازهایی که مستقیما با تجهیز در ارتباط هستند، را در نظر بگیرید. متریال سنسور تحت شرایط خاصی توسط سیالات، خورده میشوند. این انتخاب تاثیر بسزایی در طول عمر سنسور دارد.
یکی دیگر از عواملی است که در انتخاب ترانسمیتر فشار باید در نظر گرفته شود نوع اتصال است.از اتصالات فلنجی برای محیطهای دارای فشار بالا استفاده کرد. همچنین از اتصال رزوه ای معمولاً برای اتصال آسان کاربرد دارند. اتصالات بهداشتی نیز ایمنی مواد غذایی و دارویی را در طول پردازش تضمین میکند.
شرایط محیطی مانند: دما و رطوبت، جوهای انفجاری، گرد و غبار، EMC، ارتعاشات و نیاز به سطح یکپارچگی ایمنی SIL2 ،ATEX ،IECEx عوامل مهم دیگری هستند که هنگام انتخاب یک فرستنده فشار باید در نظر گرفته شوند.
شما باید نحوه استفاده از ترانسمیترهای فشار را بدانید و اطمینان یابید که آنها می توانند تمام شرایط بالقوه در محیط کاری را تحمل کنند
سوالات متداول
ترانسمیتر فشار مطلق چیست؟
ترانسمیتر فشار مطلق وسیلهای است که در اندازهگیری فشار سیالات گازی، مایع و هوا نسبت به نقطه مرجع صفر (خلا) مورد استفاده قرار میگیرد. این دستگاه از یک سنسور موجود در فضای بسته (محیط ایزوله با فشار صفر مطلق) تشکیل شده است.
نحوه کار ترانسمیتر فشار مطلق چگونه است؟
وقتی سیال به محفظه سنسور میرسد، اختلاف فشاری ایجاد میشود که نمایانگر فشار مطلق سیال است. این فشار به صورت یک سیگنال از سنسور به ترانسمیتر ارسال میشود. سپس ترانسمیتر این سیگنال را تبدیل به دادههای استاندارد میکند و سیگنال آنالوگ 20-4 میلی آمپر رابه کنترلر ارسال میکند.
کاربردهای ترانسمیتر فشار مطلق در کدام صنایع است؟
در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی برای اندازهگیری فشار در خطوط لوله و تجهیزات گازی و نفتی. صنایع خودروسازی مدرن برای کنترل فشار در سیستمهای ترمز و روغن موتور. در صنایع داروسازی برای کنترل فشار در دستگاههای تولید و بستهبندی داروها. و نیز در صنایع غذایی برای اندازهگیری فشار در خطوط تولید و بستهبندی مواد غذایی.
ترانسمیتر فشار نسبی یا فشار گیج چیست؟
ترانسمیتر فشار گیج، یکی از انواع ترانسمیترهای فشار است که برای اندازهگیری فشار سیالات نسبت به فشار محیط مورد استفاده قرار میگیرد. این ترانسمیتر با بهرهگیری از سنسورهای خاص، فشار را نسبت به فشار محیط (فشار جو) اندازهگیری میکند.
نحوه عملکرد و اساس کار ترانسمیتر فشار نسبی چگونه است؟
در ترانسمیتر فشار گیج، سنسور بر خلاف ترانسمیتر فشار مطلق، در یک فضای کاملاً بسته قرار نمیگیرد. وجود یک مجرای متصل به محیط بیرونی ترانسمیتر، باعث قرارگیری سنسور در معرض فشار محیط میشود. سنسور این ترانسمیتر با حس تغییرات فشار، سیگنال ضعیفی را به ترانسمیتر ارسال میکند که سپس ترانسمیتر آن را به سیگنال استاندارد تبدیل میکند.
کاربردهای ترانسمیتر فشار نسبی یا فشار گیج در کجاست؟
ترانسمیترهای فشار گیج، امکان کنترل دقیق تغییرات فشار را دارند و در جایکه که نیاز به کنترل تغییرات فشار نسبت به فشار محیط باشد کاربرد دارند. مثالا در پزشکی، نفت و گاز، کارخانههای تولید مواد شیمیایی و صنایع فراوری کاربرد دارند.
ترانسمیتر فشار تفاضلی یا ترانسمیتر اختلاف فشار چیست؟
ترانسمیتر اختلاف فشار DP یا فشار تفاضلی (Differential Pressure Transmitter) دستگاهی است که در اندازهگیری اختلاف فشار بین دو نقطه از سیستم استفاده میشود. این نوع ترانسمیتر، پرکاربردترین و متداولترین نوع ترانسمیترهای مورد استفاده در سیستمهای کنترل سیالات است.
اساس کار ترانسمیتر DP تفاضلی را شرح دهید؟
ترانسمیتر فشار تفاضلی بوسیله سنسور (دو حسگر) خود قادر است، اختلاف فشار بین دو نقطه مختلف در یک سیستم را اندازهگیری کند. این دستگاه قادر است کمیتهای فیزیکی مختلفی نظیر: سطح مایعات چگالی، ویسکوزیته و جریان را نیز اندازهگیری کند. به کمک ترانسمیتر فشار تفاضلی، امکان کنترل دقیق افت فشار در سیستمهای مختلف و بهبود عملکرد آنها فراهم میشود.
کاربرد ترانسمیتر تفاضلی را توضیح دهید؟
- نیروگاهها
- صنایع داروسازی
- صنایع کاغذسازی
- سیستم تصفیه آب
- تاسیسات تهویه مطبوع
- صنایع فرآوری مواد غذایی
- تجهیزات دریایی و زیردریایی
- صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی
تفاوت ترانسدیوسر فشار با ترانسمیتر چیست؟
تفاوت ترانسمیتر با ترانسدیوسر در این است که ترانسدیوسر سیگنال مکانیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند. برای مثال، یک ترانسدیوسر الکتریکی میتواند مقادیر یا تغییرات در دما را مستقیماً اندازهگیری کرده و آن را به سیگنال الکتریکی معادل تبدیل کند.
اما ترانسمیتر وظیفه دریافت سیگنال الکتریکی از ترانسدیوسر را دارد و آن را به یک سیگنال الکتریکی با برد بزرگتر تبدیل کرده و سپس سیگنال قابل تفسیری را به سیستم کنترل (مانند PLC یا CS) ارسال میکند. به طور معمول، خروجی ترانسمیتر به صورت آمپر است.
ترانسمیتر سطح هیدرواستاتیک چیست؟
سنسور سطح هیدرواستاتیک، اختلاف ارتفاع بین دو نقطه را اندازه گیری می کند. از این سنسور میتوان برای اندازه گیری ارتفاع ستون مایعات استفاده کرد.
ترانسمیتر فشار مناسب برای اندازه گیری فشار گازها، بخارات و مایعات تا 100 درجه سانتیگراد
جنس نوک سنسور از سرامیک بدون سایش ساخته شده است و یک راه حل فوق العاده اقتصادی برای انواع کاربردها در اغلب صنایع و کارخانجات بشمار میآید. از لحاظ ابعاد کوچک ساخت شده است و میتواند در محدوده 0 الی 60 بار عمل دقیق اندازهگیری فشار را انجام دهد. به علت استفاده از متریال و قطعات بسیار عالی، طول عمر سنسور بسیار بالایی دارد
ترانسمیتر فشار هیدرواستاتیک با سلول اندازه گیری سرامیکی برای اندازه گیری سطح مایعات همانند مخازن آب، فاضلاب و همچنین اندازه گیری سطح در سد ها و چاه های عمیق ایده آل است. در این سنسور فشار هیدرو استاتیک حداکثر طول کابل سنسور 1000 متر است.
.
ترانسمیتر فشار قلمی سری برای اندازهگیری فشار در محدوده 1- الی 600+ بار میباشد. خطای این سری تنها 0.5% در حالت فول اسکیل است.
جنس این تجهیز از استیل بوده و متریال قسمت سنسور از سرامیک است. دمای مجاز برای این ترانسمیتر فشار قلمی در بازه 25- تا 100+ درجه سانتیگراد است.
گیج دیجیتالی (مانومتر) دستگاهی ویژه برای کاربردهای مختلف طراحی شده است. مناسب برای رنج های اندازهگیری متعددی در محدوده 1- بار تا 1600 بار دارد. خطای اندازهگیری در این سری تنها 0.2% فول اسکیل دارد.
با خروجی های متنوع ابزار دقیق برای هر سلیقهای. سیگنال آنالوگ – فرکانسی و رلهای (2رله) در این دستگاه در دسترس است. این تجهیز تنها پرشر گیج دیجیتالی است که خروجی IO-Link را ارائه میدهد.
صفحه نمایش 5 سگمنتی و دکمههای لمسی خازنی کارایی ترانسمیتر فشار را بسیار آسان نموده است. نمایشگر قابلیت چرخش 90 درجه در جهت بالا و پایین دارد. همچنین میتوانید صفحه نمایش را 180 درجه در جهت چپ و راست بچرخانید.
ترانسمیتر فشار تفاضلی برای اندازه گیری فشارمایعات، گازها و بخارات در محدوده اندازهگیری -16 بار الی +16 بار کاربرد دارد. دارای سنسور چند متغیره با دقت بسیار بالا و محافظت شده در برابر اضافه فشار تا 400 بار و دقت بسیار بالای اندازهگیری 0.065 درصد. جنس بدنه سنسور متنوع به انتخاب مشتری (استیل 316، تیتانیوم، هستلوی C276 و مونل). دارای خروجی های متنوع از قبیل: 4 الی 20 میلی آمپر هارت، پروفی باس، فیلد باس و 4 الی 20 میلی آمپر سیگنال استاندارد به انتخاب خریدار میباشد. جنس آلیاژ نوک سنسور (سیل) نیز میتواند به انتخاب مشتری تغییر کنند: آلیاژ مس، فلورالاستومر (مقاوم در برابر انواع مواد شیمیایی) و اتیلن پروپیلن دی ان مونومر (سازگاری بسیار عالی در برابر مواد نفتی و روغنی). جنس کلگی تجهیز نیز میتواند توسط خریدار از بین پلاستیک، آلومنیوم و استیل 316 انتخاب شود. دارای تائیدیه های ضد انفجاری و ذاتی محصول و همچنین دارای درجه ایمنی و ریسک قطعات الکترونیکی SIL2 که احتمال خرابی قطعات بسیار پائینی دارد.