تکنولوژی های نوین در ترانسمیترهای فشار
تکنولوژی های نوین در ترانسمیترهای فشار
این مقاله با پیشرفت دانش در حوزه ساخت و به کارگیری تجهیزات به ويژه ابزاردقیق با نگاه به تکنولوژی های نوین در ترانسمیترهای فشار و تغییرات در حوزه اندازه گیری و انتقال کمیت فشار در موارد مختلف در صنایع تدوین شده است.
علاوه بر آن شما با ترانسمیترهای فشار بی سیم و ترانسمیترهای هوشمند که وارد دنیای ابزار دقیق شده‌اند و وظایف پایش و کنترل فرایندهای صنعتی را به شیوه ای هوشمندانه انجام می‌دهند آشنا می‌شوید.
آنچه در این مقاله با کمک تکنولوژیهای نوین در ترانسمیترهای فشار می‌خوانید:
- موارد اندازه گیری فشار
- ترانسمیترهای هوشمند
- ترانسمیترهای مدرن
- سنسورهای اختلاف فشار
- محاسبه چگالی و جریان و سطح به کمک ترانسمیترها
به عنوان مثال یکی از موارد کاربردی ترانسمیترهای فشار میتوان بیان کرد که اگر در یک لوله روزنه‌ای ایجاد شود فشار آن مخزن به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. با اندازه‌گیری فشار قبل و بعد از ایجاد روزنه در مخزن اختلاف فشار در هر حالت محاسبه می‌گردد.
مواردی از به کارگیری تجهیزات اندازه گیری فشار و اختلاف فشار
- سرعت جریان فشار در یک لوله
- سطح مایع درون یک مخزن
- تراکم یک ماده
- رابط بین دو یا چند مایع در یک مخزن
نگاهی به سیر ایجاد ترانسمیترهای مدرن
سنسورهای فشار و ترانسمیترها سالیان زیادی است در فرایندهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. سیر تکاملی و تکنولوژیهای نوین در ترانسمیترهای فشار را با نگاه به مدل‌های اولیه ترانسمیترها ادامه می‌دهیم.
از سال ۱۹۴۰ با ترانسمیترهای پنوماتیک که سیگنال فشار به را به کنترلرهای پنوماتیکی ارائه می‌کردند، شروع شد. در سالهای ۱۹۵۰، ترانسمیترهای الکترونیکی ظاهر شدند که سیگنال فشار را به خروجی ۲۰-۴ میلی آمپر تبدیل می‌کردند که می‌توانست در کنترلرهای الکترونیکی و بعدا توسط کامپیوترها استفاده شود.
در سالهای ۱۹۸۰ ویژگی هارت به خروجی ۲۰-۴ میلی آمپر اضافه شد که ترانسمیترهوشمند را ایجاد نمود.
پس از آن سیگنالهای فیلدباس ایجاد و در حال حاضر وایرلس در هر دو مدل ترانسمیترهای هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ترانسمیترهای هوشمند امکاناتی فراتر از گزارش میزان فشار دارند. اطلاعات معنی دار و قابل توجهی توسط یک ترانسمیتر فشار گزارش می‌شود.
یکی از ویژگی‌های بسیار مهمی که ترانسمیترهای هوشمند در اختیار سیستم قرار می‌دهد امکان عیب یابی سیستم می‌باشد. زمانی که یکی از تجهیزات دچار شکستگی و یا احتیاج به سرویس مجدد داشته باشد توسط این گزارش‌های با ارزش ارسال می‌شود.
امکانات عیب یابی در دو مدل مانیتورینگ چرخه و مانیتورینگ فرآیند صورت می‌پذیرد.
نظارت بر فرآیند:
ترانسمیترهای فشار این قابلیت را دارند تا علاوه بر عملکرد مورد انتظار آنها درمورد گزارش مقدار فشار سیال مورد نظر انحرافات و مشکلاتی که ممکن است در طول فرایند رخ دهد را اعلام کنند. نارسایی‌هایی همچون
- ناپایداری شعله
- سرریز ستونهای تقطیر
- حفره پمپ
نظارت بر چرخه:
نظارت یکپارچه که به اتاق کنترل متصل بوده و هرگونه عملکردی خلاف معمول را به اتاق کنترل گزارش می‌دهد تا اپراتورها را از هرگونه مشکلی مانند
- آب در محفظه‌ها
- جعبه‌های اتصالی
- خوردگی سیم
- منبع تغذیه ناپایدار
ترانسمیترهای وایرلس از جمله جدیدترین تکنولوژیهای تجهیزات اندازه گیری و گزارش گیری فشار هستند که در ادامه به بررسی دقیق‌تر آنها و مقایسه با ترانسمیترهای قدیمی می‌پردازیم.
مزایای ترانسمیترهای وایرلس
تکنولوژی های نوین در ترانسمیترهای فشار وایرلس قابلیت نصب سریع و بسیار کم هزینه تر از ترانسمیترهای با سیم را در دارند و می‌توانند در هر جای مورد نظر نصب شوند.
- ۷۵ درصد زمان نصب نسبت به ترانسمیتر با سیم
- نگهداری آسان‌تر و کم هزینه‌تر
محدودیت‌های ترانسمیترهای با سیم
ترانسمیترهای با سیم برای نصب و راه اندازی به سیم، کابل کشی، جعبه تقسیم، کابین‌های تقسیم و ورودی و خروجی احتیاج دارند تا سیگنال فشار را به سیستم کنترلی ارسال کنند.
این موضوع موجب شد که زیر ساختهای مورد نیاز نصب و بهره‌برداری از ترانسمیترهای فشار با هزینه‌های زیاد و دشواری‌هایی همراه شود.
اطلاعات به دست آمده از نقاط نظارت فشار افزوده می‌تواند به افزایش طول عمر تجهیزات و بازدهی بسیار بیشتر آنها کمک کند. علاوه بر آن سنسورهای فشار بیسیم که با باتری عمل می‌کنند را به راحتی میتوان جابه جا کرده و در نقاط مورد نظری مثل لوله، مخزن یا خط بخار برای انعطاف پذیری در كاربردهای مختلف نصب كرد.
اتصالات فرآیندی بهبود یافته
در بررسی تکنولوژی های نوین در ترانسمیترهای فشار نحوه اتصال فیزیکی فرستنده فشار به فرآیند می‌تواند تا حد زیادی بر صحت و قابلیت اطمینان کلی اندازه‌گیری تأثیر گذار باشد.
در نصب ساده ترانسمیتر به محل مورد نظر ممکن است که لوله‌ها دچار نشتی اتصال یا انجماد و در تاسیسات پیچیده ممکن است لرزش‌ها و اتصالات مورد نیاز برای مخازن دقت لازم در اندازه گیری را با مشکل مواجهه کنند. درحالیکه سنسورهای فشار جدیدی که در دسترس هستند به اتصالات کمتری نیاز دارند و هنگام نصب و نگهداری آنها کارایی و دقت اندازه گیری بالایی دارند.
سیستم نصب سنسورهای اختلاف فشار گذشته با اشکالاتی رو به رو بود. در سیستم‌های جدید با قرار دادن دو ترانسمیتر فشار در بالا و پایین فرآیند و ایجاد ارتباط الکترونیکی بین آنها، برطرف شده.
این فرآیند با درصد خطای پایین و با کمک سنسورهای از راه دور به خوبی انجام می‌گیرد و اثرات محیط زیستی بد نخواهد داشت.
ردیابی گرما
ردیابی گرما می‌تواند هزینه و پیچیدگی قابل توجهی را به هر فرآیند اضافه کند و به کارآیی زیادی برای اجرای آن نیاز دارد، زیرا برنامه‌های کاربردی با استفاده از ردیابی گرما از خرابی‌های مکرر رنج می‌برند. این چالش‌های اندازه‌گیری و عملکرد غیر بهینه می‌تواند منجر به کاهش کارآیی، کاهش کیفیت محصول و هزینه گزاف شود.
در برخی از لول ترانسمیترها dP می‌توانند با دیافراگم سیلها برای گسترش دامنه دما، این چالش‌ها را برطرف کنند.
همچنین این سیستم نیازی به سیستم‌های گرمایشی برای جلوگیری از یخ زدگی نخواهد داشت.
دیافراگم سیلها این قابلیت را دارند که در فاصله زیاد و در دماهای گرم یا سردتر نسبت به ترانسمیترها عمل کنند. با استفاده از این راه حل، یک دیافراگم میانی در فرستنده، دو مایع پر کننده مختلف را با دمای کارکرد متفاوت از هم جدا می‌کند.
به عنوان مثال، در یک فرایند با درجه حرارت بالا، مایع پر کننده دمای بالا فقط بلافاصله در کنار فرآیند گرم استفاده می‌شود و یک مایع پر کننده به کپیلاری متصل استفاده می‌شود. راه حل وابسته به ردیابی گرما نیست و اندازه گیری فرایند قابل اطمینان‌تر، دقیق‌تر و سریعتر را ایجاد می‌کند، به ویژه در شرایط خاص.
بررسی فشار گاز در مقابل فشار مایع
عواملی که فشار مایع را تحت تأثیر قرار می‌دهند با عواملی که بر فشار گاز تأثیر می‌گذارد متفاوت هستند.
هنگام اندازه گیری فشار، درک خصوصیات فشار مایعات و گازها بسیار مهم است.
فشار هیدرواستاتیک که توسط مایع اعمال می‌شود تحت تأثیر سه عامل قرار دارد:
- ارتفاع مایع در یک ستون
- چگالی مایع
- فشار بر روی سطح مایع (فضای بخار)
با افزایش ارتفاع مایع در ستون، فشار در پایین ستون مایع افزایش می‌یابد. فشار بیش از حجم مایع تحت تأثیر ارتفاع قرار دارد.
بر خلاف مایع، یک گاز بر تمام قسمت‌های ظرفی که در آن نگه داشته می‌شود فشار برابر دارد. دو عامل در فشار ناشی از گاز اثر می‌گذارند:
- حجم ظرفی که گاز در آن نگهداری می‌شود
- دمای گاز
رابطه بین فشار دما و حجم گاز توسط با استفاده از قانون گاز ایده آل از طریق فرمول زیر قابل محاسبه است.
Ideal gas law: PV = nRT
فشار گاز تحت تأثیر تغییر دما است. اگر حجم ظرف نگهدارنده گاز و میزان گاز تغییر نکند، فشار وارد شده به وسیله گاز به دیواره‌های ظرف، متناسب با تغییرات دمای گاز تغییر می‌کند. یا به بیان ساده، با اندازه گیری فشار و دما در مخزن، میتوان گاز را اندازه‌گیری کرد.
اگر حجم ظرف نگهدارنده گاز و مقدار گاز بدون تغییر باشد.
اندازه گیری جریان
اندازه گیری جریان به منظور پیدا کردن سرعت جریان سیال از طریق لوله می‌باشد. هنگامی که یک مایع از طریق روزنه‌ای از لوله خارج می‌شود، فشار مایع افت می‌کند. لذا اندازه‌گیری فشار قبل و بعد خروج مایع و یا در زمان انحباس مایع در صنایع مهم می‌باشد و این از طریق سنسورهای فشار مدرن به راحتی صورت می‌پذیرد.
اندازه گیری سطح
اندازه گیری سطح در یک لوله و یا مخزن از طریق فشار و مطابق فرمول زیر امکان پذیر می‌باشد.
ارتفاع=وزن مخصوص مایعات/فشار
مخازن یا محفظه‌های بسته، احتیاج به سنسور اختلاف فشار یا dP دارند تا فشار بخار ایجاد شده را محاسبه کنند.
مخازن یا محفظه‌های باز به یک ترانسمیتر اختلاف فشار مطلق نیاز دارند که فشار کم انتقالی به اتمسفر محاسبه و گزارش شود.
اندازه گیری چگالی
فشار برابر است با ارتفاع ستون مایع که با وزن مخصوص مایع ضرب می‌شود. بنابراین، اگر ارتفاع ستون یک ثابت شناخته شده باشد، مانند فاصله بین دو نقطه اندازه‌گیری فشار بر روی یک محفظه، چگالی را میتوان به کمک فشار با استفاده از معادله زیر محاسبه کرد:
specific gravity = pressure/height of liquid (level)
میتوان مقادیر گرانشی خاص را به واحدهای چگالی یا واحد در هر واحد از حجم مانند گرم در هر سانتی متر مکعب تبدیل کرد.
با کمک این تکنولوژی‌ها، اندازه‌گیری مقادیر فشار چگالی جریان و دیگر پارامترهای مهم فیزیکی در بخش‌های مختلف صنایع، به کار گرفته شده است. روز به روز روش‌هایی جدیدتر همگام با پیشرفتهای تکنولوژی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برای خرید ترانسمیتر می‌توانید از نکاتی که در پست مورد نظر قرار دارد استفاده نمایید.
انواع ترانسمیتر ویکا Wika گزینه‌های بسیار متنوعی از این سنسورهای فشار و دما را تولید و روانه بازار کرده که در بین مشتریان در بازارهای جهانی و ایرانی از خوشنامی برخوردار بوده و مورد مصرف زیادی در بازار دارد.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.