شرکت باروس صنعت وارد کننده و تامین کننده انواع ترانسمیترهای جابجایی
ترانسمیتر جابجایی:
سنسورهای جابجایی نیز بر اساس اصل شناوری اشمیدس طراحی شده اند.بر اساس طرح ارشمیدس هرگاه که جسمی درون مایعی غوطه‌ور شده باشد، نیرویی به بالا و برابر با وزنش به آن وارد میشود.که به آن نیروی شناوری میگویند.
تفاوت سنسور جابجایی با سنسور شناور :
در سنسور های شناوری، شناور تابع سطح سیال میباشد. و ترانسمیتر ازتغییر مکان شناور میزان سطح مخزن را اندازه‌گیری میکند.اما در سنسورهای جابجایی شناور به طور کامل درون سیال فرو رفته است.و جابجایی آن با تغییر ارتفاع سیال بسیار محدود میباشد.و ترانسمیتر با استفاده از اندازه‌گیری تغییر نیروی وزن جسم جابجا شونده، ارتفاع مخزن را اندازه‌گیری میکند.
مکانیزم طراحی سنسور جابجایی :
در این سنسورها، یک جسم جابجاشونده ( Displacer ) که به اهرمی متصل است، وارد مخزن می شود. هنگامیکه مخزن خالی است تمام نیروی وزن جسم جابجاشونده، به اهرم وارد میشود. و ترانسمیتر این نیرو را به عنوان سطح صفر سیال منظور می کند. وقتی سیال وارد مخزن می شود و بخشی از جسم جابجا شونده را در بر می گیرد، همزمان با افزایش نیروی شناوری سیال، از میزان نیروی وزن جسم، که به اهرم وارد می شود کاسته می شود. ترانسمیتر سطح، با اندازه گیری این تغییر نیرو، ارتفاع سیال درون مخزن را محاسبه میکند. جسم جابجا شونده در این سنسورها که تمام و یا قسمتی از آن در سیال فرو می رود، به گونه ای طراحی می شود، که با تغییر ارتفاع سیال، حرکت محدودی داشته باشد.
تغییر نیروی وزن جسم جابجا شونده، که با تغییر ارتفاع سیال متناسب است، را می توان با روشهای مختلفی اندازه گیری کرد. محاسبه تغییر نیروی وارده به یک فنر و یا محاسبه تغییرات گشتاور وارده به یک میله از پرکاربردترین تکنیکهایی هستند، که بدین منظور به کار گرفته می شوند. این دو مدل ترانسمیتر در شکل زیر نشان داده شده اند.
1-سنسور جابجایی مدل فنری :
در ترانسمیترهایی که بر اساس محاسبه نیروی فنر کار می کنند، جسم جابجا شونده از یک فنر آویزان می شود. هنگامی که مخزن خالی است و سیال پایین تر از جسم جابجا شونده قرار دارد، ترانسمیتر کل نیروی وزن جسم جابجا شونده را که به فنر وارد میشود اندازه‌گیری کرده و آنرا به عنوان ارتفاع صفر منظور می نماید. هرگاه سطح سیال بالا می آید مقداری از نیروی وزن، که به فنر وارد میشود کاسته خواهد شد. ترانسمیتر با اندازه‌گیری پیوسته این تغییرات که متناسب با تعبیر ارتفاع سیال میباشد، سطح سیال درون مخزن را محاسبه و سیگنالی به سیستم کنترل ارسال می کند.
2-سنسور جابجایی مدل گشتاور (Torque) میله‌ای :
نوع گشتاوری این ترانسمیترها را در شکل زیر مشاهده میکنید. نیروی وزن جسم جابجا شونده به یک میله وارد میشود. این نیرو گشتاوری را به میله وارد میکند. با بالا آمدن سطح سیال و تغییر نیروی وزن، گشتاور وارده به میله نیز تغییر خواهد کرد. ترانسمیتر با محاسبه این تغییر گشتاور ارتفاع سیال را اندازه گیری میکند.در این ترانسمیتر هنگامی که مخزن خالی است، نیروی وزن جسم جابجا شونده یک گشتاور چرخشی متناسب با وزن خود و طول مؤثر بازو به میله وارد می نماید. این گشتاور به انتهای لوله گشتاور اعمال میشود. زاویه‌ای که محور تحت آن می‌چرخد متناسب با وزن جسم جابجاشونده میباشد.
با افزایش ارتفاع مایع درون مخزن نیروی وزن جسم جابجاشونده کم میشود. و در نتیجه گشتاور وارده به بازو و حرکت چرخشی لوله گشتاور هم کمتر می شود. این موضوع منجر به چرخش محور به یک زاویه جدید، متناسب با وزن جسم جابجاشونده میشود. این حرکت مکانیکی میله گشتاور به یک فلاپر منتقل میشود. که با تغییر موقعیت فلاپر نسبت به نازل سیگنال پنوماتیکی متناسب با ارتفاع سیال تولید میشود.
جسم جابجا شونده (Displacer) :
جسم جابجاشونده معمولا به شکل استوانه ساخته می شود. طول و قطر آن با توجه به رنج اندازه گیری، چگالی نسبی سیال و فشار و دمای کاری مورد نظر تعیین می شود. نیروی اعمال شده به جسم جابجاشونده از سوی سیال وابسته به چگالی سیال است. لذا این سنسور تنها باید درون سیالی قرار داده شود، که برای آن طراحی شده است.
تغییرات چگالی بیشترین تأثیر را بر دقت اندازه گیری سطح با این روش دارد. و توصیه می شود از این سنسور تنها در شرایطی که چگالی سیال در طول واکنش ثابت باقی می‌ماند، استفاده شود. چنانچه دقت اندازه گیری مهم باشد باید با اندازه‌گیری پیوسته چگالی سیال، تغییرات آن را جبران سای کرد. انداه گیری سطح بین دو سیال به کمک این سنسورها امکان پذیر است. در صورتیکه ارتفاع سیال درون یک مخزن تغییراتی نداشته باشد می توان از این سنسورها برای انداه گیری تغییرات چگالی نیز استفاده کرد.
محدودیت های استفاده از روش سنسور جابجایی (Displacer) :
جسم جابجاشونده مستقیما با سیال درون مخزن در تماس میباشد.لذا این تماس باعث چسبیدن سیالات ویسکوز به دیسپلیسر میگردد. در صورتیکه چنین اتفاقی رخ دهد وزن جسم تغییر کرده و ترانسمیتر از کالیبره خارج می گردد. لذا در سیالاتی که تولید بلور و کریستال می کنند و یا چسبندگی بالایی دارند استفاده از این نوع سنسورها پیشنهاد نمیشود.
تلاطم و اغتشاش سطح سیال نیز بر این سنسورها تأثیرگذار است، و منجر به نوسان نیروی وزن جسم جابجا شونده می شود. تغییرات ناگهانی و به یکباره سطح ممکن است، ترانسمیتر را از کالیبره خارج نماید. لذا در شرایطی که این تلاطم و اغتشاش در سطح سیال وجود داشته باشد، باید جسم جابجا شونده را همانند ترانسمیتر نشان داده شده در شکل زیر ، درون یک لوله قرار داد.
صدمه دیدن اجزاء لوله گشتاور، فرسودگی و ساییدگی قطعات مکانیکی و متحرک سنسور از دیگر مواردی هستند که انداه گیری سطح با این نوع سنسورها را با مشکل مواجه می کنند. و ضروری است که قسمت های مختلف ترانسمیتر و بخشهای مکانیکی سنسور، بصورت دوره ای بازدید شده و معایب احتمالی آنها رفع گردد.
نصب :
نصب سنسور از بیرون مخزن، علاوه بر حذف تأثير تلاطم سطح سیال، این امکان را فراهم مینماید که سنسور توسط شیرهای جداکننده از مخزن جدا شوند.و انجام سرویس‌ها و تعمیرات بر روی سنسور بدون نیاز به توقف فرایند امکان‌پذیر گردد.
در این شرایط شیرها و خطوط لوله ای که جهت اتصال سنسور به مخزن به کار میرود باید متاسب با شرایط شیمیایی و فرایندی مخزن و سیال درون آن انتخاب شوند. معمولا یک محل برای تخلیه از پایین و محلی جهت تخلیه گازها و بخارات در بالای محفظه در نظر گرفته میشود. شرایط دمایی سیال درون محفظه باید باسیال درون مخزن یکی باشد؛ که میتوان از لوله های گرم کننده و یا سرد کننده برای حفظ شرایط دمایی سیال درون محفظه، در شرایطی برابر با سیال درو مخزن، استفاده کرد.
معایب و مزایا :
مزایا :
- دقت بالا
- تشخیص حد فاصل بین دو سیال
معایب :
- خطای بالا در سیالات با ویسکوزیته بالا
- نا مناسب برای سطوح با عمق بیش از دو متر
برای مشاهده انواع سوییچ های دما لطفا کلیک کنید.