سنسورهای فشار: ابزاری در صنعت و فناوری

103/6/15 , 9:22 ص نظر

در این مقاله مروری جامع از ترانسمیترهای فشار، اصول عملکرد، انواع، کاربردها و اهمیت آنها در صنعت ارائه می شود.

ترانسمیتر فشار یکی از مهمترین ابزار اندازه گیری در بسیاری از شرکت ها است که نقش مهمی در مدیریت و نظارت بر فرآیندهای تجاری دارد. با تبدیل فشار به سیگنال های الکتریکی قابل اندازه گیری، این دستگاه امکان نظارت دقیق بر فشار سیالات و گازها را فراهم می کند. در این مقاله به بررسی کامل ترانسمیتر فشار، اصول کار، انواع، کاربردها و اهمیت آن در صنعت می پردازیم.

1. تعریف و اصل کار ترانسمیتر فشار

1.1. تعریف ترانسمیتر فشار:

فرستنده فشار دستگاهی است که فشار را به صورت کمیت فیزیکی دریافت می کند و آن را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد تبدیل می کند. این سیگنال معمولاً به صورت جریان (4-20 میلی آمپر) یا ولتاژ (0-10 ولت) است.

1.2 نحوه کار:

- کسب فشار با سنسور

- تبدیل فشار به تغییرات فیزیکی (مانند تغییر شکل دیافراگم)

- تبدیل یک تغییر فیزیکی به سیگنال الکتریکی

- تقویت و استانداردسازی سیگنال

- ارسال سیگنال به سیستم کنترل یا نمایشگر

2. قسمت های اصلی ترانسمیتر فشار

2.1. سنسور فشار:

- دیافراگم

- لوله بوردون

- بلوز (Fanusi)

2.2. تغییر به:

- پیزوالکتریک

- کرنش سنج

- کندانسور مورد استفاده در پمپ فشار.

- اتته

2.3. مدار الکترونیکی:

- امپلیفیر

- طرح پردازش سیگنال

- مدار خروجی

2.4. بدن و مفاصل:

- خانه ضد آب و ضد انفجار است

- نحوه تماس

images_1724422034_66c89792a4b38.jpg

3. انواع ترانسمیترهای فشار

3.1. بسته به نوع فشار اندازه گیری شده:

- ترانسمیتر فشار مطلق

- فرستنده فشار نسبی (گیج)

- ترانسمیتر فشار دیفرانسیل

3.2 بسته به فناوری حسگر:

- ترانسمیتر فشار پیزوالکتریک

- فرستنده فشار برای اندازه گیری فشار

- ترانسمیتر فشار خازنی

- ترانسمیتر فشار مقاومتی مورد استفاده در پمپ LEO.

3.3. بسته به کاربرد:

- ترانسمیتر فشار صنعتی

- ترانسمیتر فشار بهداشتی

- ترانسمیتر فشار ضد انفجار

amashusho_1724422034_66c89792aa22c.jpg

4. خواص مهم ترانسمیترهای فشار

4.1. دقت:

- مقدار اندازه گیری شده چقدر به مقدار واقعی نزدیک است

- معمولاً به صورت درصدی از محدوده کل بیان می شود

4.2. ثبات:

- ثبات در اندازه گیری در طول زمان

- مقاومت در برابر تغییرات محیطی

https://seemorgh.com/product-services/reportage/480725-%D8%A7%D8%A8%D8%B2%D8%A7%D8%B1-%D8%AF%D9%82%DB%8C%D9%82-%D9%86%D9%82%D8%B4-%D8%AD%DB%8C%D8%A7%D8%AA%DB%8C-%D8%AF%D8%B1-%DA%A9%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%84-%D9%88-%D8%A7%D9%86%D8%AF%D8%A7%D8%B2%D9%87-%DA%AF%DB%8C%D8%B1%DB%8C-%D9%81%D8%B1%D8%A2%DB%8C%D9%86%D8%AF%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%B5%D9%86%D8%B9%D8%AA%DB%8C/
4.3. محدوده اندازه گیری:

- محدوده فشاری که فرستنده می تواند اندازه گیری کند

- از چند میلی بار تا چند هزار بار

4.4 زمان پاسخگویی:

- پاسخ سرعت به تغییرات فشار را انتقال دهید

- اهمیت در فرآیندهای با تغییر سریع

4.5. مقاومت در برابر شرایط محیطی:

- دما

- رطوبت

- ارتعاشات

5. کالیبراسیون پرس های فرستنده

5.1. اهمیت کالیبراسیون:

- حفظ دقت اندازه گیری

- اطمینان از عملکرد صحیح

5.2. روش های کالیبراسیون:

- کالیبراسیون در محل با استفاده از کالیبراتور قابل حمل

- کالیبراسیون با تجهیزات حساس آزمایشگاهی

5.3. فرکانس تعادل:

- بستگی به نوع کاربرد و نیاز صنعت دارد

- معمولا یک یا دو سال

6. ترانسمیترهای فشار در صنایع مختلف

6.1. صنعت نفت و گاز:

- پایش فشار در خطوط لوله

- فشار در مخزن ذخیره را کنترل کنید

- اندازه گیری فشار در چاه های نفت و گاز

6.2. صنعت پتروشیمی:

- کنترل فرآیندهای شیمیایی

- پایش فشار در راکتورها

- اندازه گیری فشار در فیلترها و مبدل های حرارتی

images_1724422034_66c89792aca12.jpg

6.3. صنعت آب و فاضلاب;

- کنترل فشار در شبکه های توزیع آب

- نظارت بر سطوح در تانک ها

- کنترل پمپ

6.4. هوافضای هندوستان:

- اندازه گیری فشار در سیستم های هیدرولیک هواپیما

- نظارت بر فشار کابین

- کنترل فشار سوخت

6.5. صنعت خودرو:

- اندازه گیری فشار روغن موتور

- لاستیک ها را چک کنید

- نظارت بر فشار در سیستم ترمز

7. مزایا و معایب استفاده از مبدل فشار

7.1. مزایا:

- دقت اندازه گیری بالا

- قابلیت اتصال به سیستم های کنترل و مانیتورینگ

- مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی

- امکان اندازه گیری از راه دور

7.2. چالش:

- هزینه اولیه نسبتا زیاد است

- نیاز به کالیبراسیون مداوم

- حساسیت به برخی عوامل محیطی مانند دما

images_1724422034_66c89792affe2.jpg

8. نوآوری ها و روندهای آینده در فناوری ترانسمیتر فشار

8.1. فرستنده هوشمند:

- خود تشخیصی و گزارش خطا

- امکان تنظیم از راه دور

8.2. اینترنت اشیا (IoT):

- فرستنده ها را به شبکه های بی سیم متصل کنید

- قابلیت نظارت و کنترل از راه دور

8.3.

- اندازه گیری همزمان فشار، دما و دبی

- هزینه و پیچیدگی سیستم را کاهش می دهد

8.4. کوچک سازی:

- اندازه و وزن حامل را کاهش می دهد

https://seemorgh.com/product-services/reportage/480739-%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B3%D9%85%DB%8C%D8%AA%D8%B1-%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1-%D8%A7%D8%A8%D8%B2%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D8%AF%D8%B1-%D8%B5%D9%86%D8%B9%D8%AA-%D9%88-%D9%81%D9%86%D8%A7%D9%88%D8%B1%DB%8C/

- امکان نصب در مکان های باریک را افزایش دهید

9. انتخاب فرستنده فشار مناسب.

9.1 عوامل مهم در انتخاب:

- محدوده فشار مورد نیاز

- دقت مورد نیاز

- شرایط محیطی

- نوع مایع

- نوع خروجی مورد نیاز (آنالوگ یا دیجیتال)

9.2. ملاحظات اقتصادی:

- قیمت شروع

- هزینه های نگهداری و کالیبراسیون

- امید به زندگی

9.3. الزامات و استانداردهای ایمنی:

- گواهی های ضد انفجار

- استانداردهای صنعتی مانند ATEX، IECEx

10. نصب و نگهداری پرس-هندلر

10.1 نکات مهم نصب:

- مکان مناسب را انتخاب کنید

- اتصال صحیح به فرآیند

- محافظت در برابر ضربه و ضربه

10.2. نگهداری پیشگیرانه:

- بازرسی منظم

- تمیز کردن اتصال

- نشتی را بررسی کنید

10.3. عیب یابی و رفع متداول:

- خطای بستن

- نویز در سیگنال خروجی

- خرابی دیافراگم

11. ملاحظات ایمنی و زیست محیطی

11.1. ایمنی در مناطق خطرناک:

- استفاده از مواد غیر منفجره

- دستورالعمل های نصب را در مناطق خطرناک رعایت کنید

11.2. ملاحظات زیست محیطی:

- استفاده از مواد سازگار با محیط زیست

- مدیریت زباله در پایان عمر دستگاه

12. مقایسه ترانسمیترهای فشار و سایر روشهای اندازه گیری فشار

12.1. مانومتر:

- مزایا: ساده، ارزان

- معایب: عدم توانایی در انتقال داده، دقت کمتر

12.2. سوئیچ های فشار:

- مزایا: ساده، مناسب برای کنترل روشن/خاموش

معایب: عدم اندازه گیری دقیق، محدودیت برد

12.3. فشار سنج دیجیتال:

- مزایا: دقت بالا، صفحه نمایش دیجیتال

- معایب: محدودیت در انتقال اطلاعات

تفاوت بین فرستنده فشار و گیج فشار

فرستنده فشار و نشانگر دو ابزار برای اندازه گیری فشار هستند، اما تفاوت های مهمی بین آنها وجود دارد که در کاربرد و عملکرد آنها منعکس می شود:

1. اندازه گیری و انتقال داده ها:

- فرستنده فشار: فرستنده فشار فشار را اندازه می گیرد و سیگنال الکتریکی مربوط به فشار (معمولاً 4-20 میلی آمپر یا 0-10 ولت) را خروجی می دهد. این سیگنال به سیستم کنترل یا نمایشگرهای دیجیتال ارسال می شود.

- فرستنده ها معمولاً برای کنترل و نظارت خودکار در سیستم های صنعتی استفاده می شوند.

گیج های فشار: فشارسنج ها فشار را به صورت مکانیکی یا الکتریکی اندازه گیری می کنند و مستقیماً روی صفحه نمایش داده می شوند. این نمایشگر آنالوگ (دستی) یا دیجیتال است.

- گیج ها اغلب برای خواندن و بررسی دستی فشار سایت استفاده می شوند.

2. دقت و محدوده اندازه گیری:

- فرستنده فشار: ترانسمیترها معمولا دقت بالاتر و محدوده اندازه گیری فشار وسیع تری دارند. آنها برای برنامه هایی که نیاز به دقت بالا و نظارت مداوم دارند مناسب تر هستند.

- گیج های فشار: گیج ها اغلب دقت کمتری دارند و در کاربردهایی استفاده می شوند که نیاز به کنترل دقیق ندارند.

3. درخواست:

- فرستنده فشار: در سیستم های اتوماسیون صنعتی، سیستم های کنترل فرآیند و نظارت از راه دور استفاده می شود.

- مانومتر: برای کاربردهای عمومی تر و موقعیت هایی که اپراتور باید مستقیماً فشار را مشاهده کند استفاده می شود.

4. ساختار و نصب:

- فرستنده فشار: ترانسمیترها پیچیده تر هستند و نیاز به نصب الکتریکی دارند. آنها معمولاً در سیستم هایی ساخته می شوند که نیاز به ارتباط با دستگاه های دیگر دارند.

- گیج فشار: گیج ها ساده و به راحتی نصب می شوند. آنها نیازی به برق ندارند (در مدل های مکانیکی) و به سادگی روی لوله یا مخزن نصب می شوند.

5. خروجی:

- سنسور فشار: دارای خروجی الکتریکی (مانند جریان یا ولتاژ) است که می تواند به سیستم های نظارت و کنترل مختلف متصل شود.

- مانومتر: دارای خروجی بصری (نمایشگر دستی یا دیجیتال) مناسب فقط برای مشاهده انسان.

در نهایت، انتخاب بین یک فرستنده فشار و یک فشار سنج به نیازهای خاص سیستم یا فرآیند بستگی دارد. مبدل ها برای کاربردهای صنعتی پیچیده و کنترل های اتوماتیک ایده آل هستند و اندازه گیری ها را ساده می کنند. بیشتر برای کنترل های دستی استفاده می شود.

اثر

ترانسمیتر فشار یک ابزار مهم در صنعت مدرن است که نقش مهمی در بهبود فرآیندها و افزایش ایمنی با دقت بالا و قابلیت ادغام در سیستم های کنترل ایفا می کند. با پیشرفت تکنولوژی، این ابزارها هوشمندتر، دقیق تر و قابل اعتمادتر می شوند. انتخاب، نصب و نگهداری صحیح ترانسمیتر فشار می تواند تاثیر بسزایی بر عملکرد و بهره وری سیستم های صنعتی داشته باشد. با توجه به اهمیت روزافزون دقت و کنترل در فرآیندهای صنعتی، می‌توان انتظار داشت که نقش ترانسمیترهای فشار در آینده صنعت و فناوری بیشتر شود.