پرشر ترانسمیتر و کاربردهای آن
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.
1. 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.
2. 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.
3. 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 (ترانسمیتر های فشار هیدرواستاتیک)
انواع 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
HART (Highway Addressable Remote Transducer) یک پروتکل ارتباطی است که برای تعامل دستگاههای اندازهگیری با کنترلرها در صنعت ساخته شده است. هارت در ابتدا برای تعامل با فیلد ترانسمیترها (Field Transmitters) در صنایع فرایندی و صنایع نفت و گاز توسعه داده شد که ترکیبی از ارتباط دیجیتال و آنالوگ را فراهم میکرد. در واقع سیگنالهای HART میتوانند همزمان به عنوان سیگنال آنالوگ و دیجیتال ارسال و دریافت شوند.
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