شرکت باروس‌صنعت تامین‌کننده انواع ترانسمیتر فشار
اندازه‌گیری فشار بر اساس اندازه‌گیری نیرو :
دراین روش فشار بصورت غیر‌مستقیم و با اندازه‌گیری میزان نیروی وارده به یک سنسور اندازه‌گیری میشود.در ساخت سنسورهایی که با این روش عمل میکنند از فناوری‌های متفاوتی استفاده میشود.یکی از متداول‌ترین نوع این سنسورها،کشش‌سنج (Strain Gauge) میباشند. ساختمان این حسگرها(Sensors)از ورق‌های فلزی(Metal Foil) به جنس نیکل و کروم(Nickel-Chrome)یا مس و نیکل(Copper-Nickel Alloy) میباشدکه بر روی یک صفحه نشانده شده است. هنگامیکه یک کشش‌سنج در معرض فشار قرار می گیرد، مقاومت الکتریکی آن تغییر میکند. که میزان تغییر مقاومت با اندازه نیروی وارده از سوی سیال متناسب می باشد. با اندازه‌گیری تغییرات مقاومت میتوان فشار را اندازه‌گیری کرد. برخی کشش‌سنج‌ها نیز از نیمه هادی‌هایی نظیر سیلیکون ساخته میشوند. در این حالت مقاومت‌هایی از جنس سیلیکون با ژرمانیوم بر روی یک کریستال نشانده میشوند.
در زیر به برخی از روش‌های انوازه گیری فشار اشاره میگردد.
پل وتسون:
جهت اندازه‌گیری تغییرات مقاومت، در این نوع سنسورها معمولا از پل‌وتستون استفاده میشود، پل‌وتستون یکی از انواع مبدل‌هایی است که در بخش دوم فشارسنج‌ها به‌کار می‌رود. ساختار یک پل‌وتستون در شکل زیر نشان داده شده است، هنگامیکه پل در حالت تعادل باشد رابطه زیر برقرار است و در اندازه ولتاژخروجی Vo تغییری نخواهد داشت.
R4 مقاومت کشش‌سنج است که در یکی از شاخه‌های پل قرار گرفته است.
R1*R3=R2*R4
با اعمال فشار و تغییر مقاومت کشش‌سنج و ثابت بودن مقاومت های دیگر حالت تعادل پل‌وتسون و در نتیجه ولتاژ خروجی تغییر میکند.با این تغییر ولتاژ و استفاده از رابطه زیر میتوان فشار را اندازه گیری کرد.
اثر خازنی:
استفاده از اثر خازنی یکی دیگر از روش‌هایی است که در این نوع سنسور های اندازه گیری فشار به‌کار گرفته میشود.اندازه خازن بین دو صفحه موازیکه فاصله میان انها با هوا پر شده باشد از رابطه زیر بدست قابل محاسبه میباشد.
در رابطه بالا یکی از عوامل مؤثر در تعیین اندازه خازن، فاصله بین دو صفحه می باشد. سنسورهای فشار خازنی به نحوی طراحی میشوند که نیروی فشار باعث جابجایی دو صفحه موازی گردد. با اندازه گیری میزان تغییرات خازن می توان فشار را اندازه‌گیری کرد. فضای بین دو صفحه با نوعی روغن(Silicon Oil) ، با ثابت دی‌الکتریک مشخص پر میشود. یک نمونه سنسور خازنی و برشی از نمای داخلی آن در شکل زیر نشان داده شده است.
همانطور که در شکل مشاهده می کنید. فشار ورودی، یک دیافراگم را تحریک می کند، و این دیافراگم باعث جابجایی صفحات و نفیبر فاصله میان آنها و در نتیجه تغییر اندازه خازن می شود. یکی از معایب این سنسورها، نغیبر اندازه ثابت دی الکتریک روغن در اثر تغییرات دمایی است. برای رفع این مشکل، یک سنسور دمای داخلی در مجموعه فشارسنج تعبیه می شود. با اندازه گیری پیوسته دما، فشارسنج بصورت داخلی تغییرات دمایی را جبران سازی می کند.
ترانسفورماتورهای تفاضلی با تغییرات خطی ( LVDT):
نوع دیگری از سنسورهای فشار بر اساس عملکرد،ترانسفورماتورهای تفاضلی با تغییرات خطی ساخته میشوند. این ترانسفورماتورها شامل یک بوبین و سه سیم پیچ هستند، سیم پیچ اولیه در وسط، و دو سیم پیچ ثانویه در دو انتهای بوبین قرار گرفته اند. سیم پیچ های ثانویه و اولیه بر خلاف جهت هم پیچیده شده‌اند. هر گاه سیم‍‌پیچ اولیه را به یک ولتاژ AC وصل کنیم و هسته فرومغناطیسی را حرکت دهیم، در سیم پیچ های ثانویه ولتاژی القاء میشود. حال چنانچه هسته فرومغناطیسی تحت تأثیر دیافراگمی که با نیروی فشار مرتجع میشود، حرکت کند، به آسانی میتوان با اندازه گیری ولتاژ القاء شده در سیم‌پیچهای ثانویه، فشار را اندازه گیری کرد. ساختار یک ترانسفورماتور تفاضلی در شکل زیر نشان داده شده است.
فشارسنج هایی که بر اساس محاسبه نیرو، فشار را اندازه گیری می کنند، دقت بالاتری نسبت به فشارسنج های مکانیکی دارند. و برای اندازه گیری فشارهایی که با سرعت تغییر می کنند مناسبتر میباشند. لذا از این سنسورها بیشتر در ساخت ترانسمیترهای فشار استفاده میشود.
ترانسمیتر فشار :
1- ترانسمیتر فشار گیج، مطلق و اختلاف فشار
این نوع از ترانسمیترها بصورت الکترونیکی میباشند و میتوانند دارای نمایشگر یا بدون نمایشگر باشند.از جمله مهمترین ویژگی های این نوع از ترانسمیتر ها میتوان به ارسال سیگنالهای خروجی بصورت 4 تا 20 میلی‌آمپر یا 1 تا 10 ولت اشاره نمود. این نوع از ترانسمیترهای فشار قابلیت استفاده در مناطق مستعد انفجار را دارا میباشند که باید دراین صورت حتما در هنگام انتخاب تجهیز به ضدانفجار(Ex) بودن تجهیزدقت نمود.
از جمله مهمترین برند های معتبری که برای این نمونه از ترانسمیتر فشار میتوان اشاره نمود به شرح زیر میباشد:
ترانسمیتر فشار با تجهیزات جدا کننده:
عنصر اولیه در فشارسنج ها به دلیل تماس دایمی با سیال تحت فشار، بیشتر از قسمت‌های دیگر در معرض خوردگی یا ساییدگی قزاز دارد.همچنین در مواری که سیالچگالی بالا یا چسبناک میباشد ممکن است در این بخش ته‌نشین شده و مسیر ورودی فشار را مسدود نماید.در این موارد برای دور نگه داشتن سیال از سنسور ازدیافراگم ها استفاده میگردد.
امروزه در فشارسنجهایی که بصورت یکپارچه ساخته میشود‌از دیافراگم‌ها جهت محافظت از سنسور استفاده میگردد.اما نحوه نصب بگونه‌ای میباشد که قابل رویت نمیباشد.
انتخاب ترانسمیتر فشار با تجهیزات جداکننده:
•هنگام انتخاب و بهره‌برداری از فشارسنجهایی ک از جداکنند استفاد می کنند، باید موارد زیر را مدنظر داشته باشیم.
قطر دیافراگم باید متناسب با رنج فشار و شرایط دمایی سیال مورد نظر انتخاب گردد.
•قطر دیافراگم بر دقت و سرعت اندازه‌گیری فشار، مؤثر میباشد. و در نقطه اتصال این فشارسنج‌ها به محل اندازه‌گیری، باید مسیری جهت تخلیه هوا یا مایعات ناخواسته در نظر گرفت شود.
•در صورتیک ترانسمیتر فشار در فرآیندهای بهداشتی و غذایی مورد استفاد قرار می گیرد جهت جلوگیری از تماس سنسور با سیال بهتر است از فشارسنج های مجزا شده استفاد نماییم.
•جنس قطعات جداکننده سنسور از سیال، باید از موادی انتخاب گردد ک در اثر تماس با سیال خورده نشود و یا تحت تأثیر فشار آسیب نبیند. برای سیالات پرتلاطم و با خورندگی بالا استفاد از دیافراگم ایی از جنس فولاد ضد زنگ
و یا Hastelloy C پیشنهاد می شود.
•در فشارسنجهایی که با اتصال به محل انداز گیری متصل می شوند، اتصالات نیز باید قابلیت تحمل فشار فرایندی را داشته باشند. و کلاس فشار آنها، مطابق با خطوط لول و یا مخزنی باشد که فشارسنج بر روی آن نصب میگردد.
•در مواردی که فشارسنج بطور مستقیم به محل اندازه‌گیری متصل نمی شود، از تیوب‌هایی جهت اتصال ورودی‌های فشارسنج به محل مورد نظر استفاد میشود.
ترانسمیتر فشار قلمی:
یک ترانسمیتر فشار (فرستنده فشار) مقدار فشار فیزیکی را به یک سیگنال استاندارد صنعتی تبدیل می کند. از جمله کاربردهای این نمونه از سنسورهای فشار میتوان به صنایع نفت،گاز و پتروشیمی، صنایع فولاد،سیمان،پزشکی،صنایع غذایی و بهداشتی و … اشاره نمود.این نمونه از سنسور های فشار در رنج‌های مختلف و درجه حفاظت‌ها معمولی و Ex عرضه میگردد.
از جمله معروف ترین و پرکاربرد ترین برند در زمینه ترانسمیترهای قلمی در دنیا میتوان به برند آلمانی Wika اشاره نمود.
انتخاب ترانسمیتر فشار قلمی :
در انتخاب و خرید این نمونه از ترانسمیترها باید به موارد زیر اشاره نمود.
- رنج فشار کاری ترانسمیتر
- دقت اندازه‌گیری
- نسبی یا مطلق بودن فشار
- نوع سیگنال خروجی (4 تا 20 میلی آمپر یا 0 تا 10 ولت)
- خورندگی سیال
- نوع اتصال ترانسمیتر فشار
انتخاب و خرید فشارسنج‌ها و ترانسمیتر فشار:
پیش از خرید یک فشارسنج یا ترانسمیتر فشار لازم است اطلاعات مورد نیار جمع‌آوری شده و سپس نسبت به خرید تجهیز اقدام گردد.
اطلاعات مربوط به انتخاب یک فشارسنج به دو دسته تقسیم میگردد که باید در مدارک یا فرم های جدا تکمیل گردد. در زیر اظلاعات مورد نیاز و مدرک مربوطه قید گردیده است.
1-اطلاعات فرایندی:
شامل مشخصات و ویژگی شیمیایی و فرایندی سیال میباشد.این ویژگی ها شامل خواص فیزیکی سیال(گاز، مایع، بخار، تکفازی یا دوفازی) ،کمترین و بیشترین فشار و دمای کاری، چسبندگی و چگالی سیال،ویژگی محیطی، خطای سنسور.
2-مدرک داده برگ مشخصات ابزار دقیقی:
کارشناسان ابزار دقیقبا توجه به ویژگی‌های درج شده در مدرک قبلی، تجهیز موردنظر از برند های مختلف را بررسی نموده و پس ازنتخاب در اختیار واحد تدارکات و خرید قرار میدهد.
جهت معرفی و تعاریف فشار لطفا کلیک کنید.