ترنسمیترهای فشار (Pressure Transmitters)

نمونه ای از ترنسمیترهای فشار

ترنسمیتر یا فشارسنج های اختلاف فشار یکی از کلیدی ترین تجهیزات ابزار دقیق محسوب می شوند . این تجهیزات در اندازه گیری پارامترهای دیگری نظیر ارتفاع مخازن و فلو نیز کاربرد فراوان دارد و با توجه به دقت و تکرار پذیری که در اندازه گیری فلو و سطح مایعات دارند در صنعت بسیار استفاده می گردند. امروزه با توجه به پیشرفت علم الکترونیک و استفاده از میکروپروسسور در این تجهیزات امکان کالیبره و مانیتور از راه دور آنها را نیز ممکن کرده است. در انتخاب این تجهیزات بایستی به موارد زیر توجه کرد.

  • دقت ترنسمیتر
  • رنج و گستره اندازه گیری فشار
  • فشار تحمل تجهیز
  • جنس کپسول که معمولا استیل می باشد.
  • هوشمند یا اسمارت بودن تجهیز که معمولا پروتکل هارت است.
  • امکان کالیبره کردن

ملاحظات ترنسمیتر فشار

محل نصب ترنسمیترها روی لوله ها و مخازن در سراسر محوطه در نقاط اندازه گیری می باشد. در مجموع ترنسمیترها از سه قسمت اصلی تقویت کننده ، مبدل (ترانسدیوسر) و سنسور ساخته شده اند. ترنسمیتر فشار هم در کنترل فشار و نمایش مقدارهای فشار به کار می رود هم به عنوان ترنسمیتر مقادیر سطح مایعات در مخازن کاربرد دارد و در مدل های دیفرانسیلی (ترنسمیتر اختلاف فشار) در مانیتورینگ و کنترل به کار برده می شوند .
این تجهیزات اگر در نوع مدلهای قلمی باشند دارای قیمت ارزان هستند. ترنسمیتر فشار برای اندازه گیری دقیق فشار مکانیزم های متفاوتی را به کار می برد که در اکثر مدل ها از نوع استرین گیج در المان سنسور ترنسمیتر استفاده می شود. نکته دیگر دقت وسایل می باشد که درترنسمیترهای آزمایشگاهی دقیق و یا پیشرفته تا بیست و پنج صدم درصد و یا بالاتر و در مدلهای عادی و معمولی تا نیم درصد می باشد.

گیج اختلاف فشار سوئیچ دار چیست؟

گیج سوئیچ دار در واقع ترکیبی از مانومتر و یک سوئیچ است که روی یک یا چند فشار تنظیم می شود، زمانی که فشار سیال در محیط به میزانی که از پیش برای مانوستات تنظیم شده برسد، دستگاه توسط یک سیگنال ON/OFF به پمپ یا شیر فرمان می دهد تا جریان فشار را قطع یا وصل نماید. مانوستات نیز مانند سایر گیج های فشار و مانومتر ها انواع مختلفی دارد که با همان مکانیسم های یک مانومتر یا گیج فشار عمل می نمایند و فقط یک قطعۀ الکترونیکی به آن اضافه گردیده که البته خود این قطعۀ الکترونیکی مکانیسم ها و عملکرد های متفاوت و متنوعی را می تواند در بر داشته باشد که خود این موضوع وابسته به نوع و محل مصرف این گیج فشار می باشد. اگر بخواهیم یک نگاه کلی به مانوستات بیندازیم می توان گفت عملکردی شبیه به یک سوئیچ فشار یا پرشر سوئیچ دارد با این تفاوت که فشار را نشان هم می دهد. در کل مانوستات وسیله ای است که میزان فشار و خلاء را در محیط تنظیم نگاه می دارد.

انواع ترنسمیتر فشار

  • ترنسمیتر فشار به همراه نمایشگر
  • ترنسمیتر فشار مخصوص محیط های انفجاری
  • ترنسمیتر فشار تفاضلی
  • ترنسمیتر فشار هوشمند
  • ترنسمیتر فشار پایین
  • ترنسمیتر فشار صنعتی
  • ترنسمیتر فشار قلمی

هم چنین دسته ای از ترنسمیترهای فشار موجود هستند که برای اندازه گرفتن شکل پویای تغییرات سریع طراحی می شوند. مثالی که می توان از کاربرد این نوع ترنسمیترهای فشار بیان کرد اندازه گرفتن فشار احتراق سیلندر موتور و یا گاز توربین است.

در انتخاب تراسمیترهای فشار بایستی نکات زیر را در نظر داشت:

  • منفی یا مثبت بودن فشار
  • دقت وسیله
  • مطلق یا نسبی بودن فشار
  • محدوده اندازه گیری
  • نوع خروجی لازم
  • نوع خورندگی ماده

کاربردهای دیگر ترنسمیترهای فشار به شرح زیر می باشد:

  • اندازه گیری فشار
  • اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا
  • اندازه گیری جریان
  • اندازه گیری ارتفاع / عمق

شرکت روزمونت یکی از شرکت های زیر نظر شرکت بزرگ امرسون پروسس می باشد که توسط این شرکت خریداری شده و محصولات آن شامل انواع سنسور و ترنسمیتر فشار ، ترنسمیتر دما و سطح و جریان (فلو) ، تحت نام تجاری روزمونت در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می گیرد.

ترنسمیتر فشار روزمونت

ترنسمیتر فشار روزمونت S3051 با سری ابزار دقیقS3051  اندازه گیری دقیق و مطمئنی را در هر زمان انجام می دهد.

ترنسمیترهای فشار روزمونت مدل 1151 : ( انواع 1151 ، 1151 هوشمند ،DP 1151 ، GP1151،LT 1151)
ترنسمیترهای فشار روزمونت مدل 1151 برای مدت طولانی یکی از پرکاربردترین ترنسمیترهای صنعت نفت ، گاز ، پتروشیمی ، پالایشگاهی ، نیروگاهی و سایر صنایع مرتبط می باشد. تولید روزمونت 1151 در سال 2011 متوقف شد و این ترنسمیترها جای خود را به ترنسمیتر روزمونت 3051 داد .

ساختار داخلی ترنسمیترهای فشار

1- مانومتر

  • دستگاه بسیار ساده ای است که برای اندازه گیری فشار مورد استفاده قرار می گیرد. مانومتر یک تیوب پر از مایع می باشد که با اعمال یک فشار گاز ، ارتفاع مایع درون آن به تناسب تغییر می کند. به همین دلیل است که اغلب اوقات فشار را در واحدهایی از ارتفاع مایع اندازه گیری می کنند. در واقع مانومتر اساسا یک دستگاه اندازه گیری فشار تفاضلی می باشد که با تغییر مکان ارتفاع ستون مایع ، اختلاف بین دو فشار را نشان می دهد.

2- المان های فشار نوع مکانیکی

المان های سنجش فشار نوع مکانیکی عبارتند از : بیلوز ، دیافراگم و لوله بوردون . هر یک از این المان ها ، فشار سیال را به نیرو تبدیل می کند . اگر المان های مذکور مهار نشده و آزاد باشند ، به دلیل خواص ارتجاعی ذاتی آن ها متناسب با فشار اعمالی یک حرکت ایجاد می شود. بیلوز یک آکاردئون می باشد که افزایش فشار درون آن باعث دراز شدن آن می شود.
دیافراگم یک صفحه نازک است که تحت فشار سیال به طرف خارج خمیده می شود. خیلی از دیافراگم ها از فلز ساخته شده اند . برخی از دیافراگم ها را از موادی با استحکام کم می سازند به طوری که اثر فنری آنها ناچیز و قابل اغماض است .
لوله بوردون از یک آلیاژ فلزی فنر مانند ساخته شده که به شکل یک دایره به داخل خمیده شده است . بر اثر یک فشار داخلی ، لوله بوردون سعی می کند که راست شده و به شکل اصلی و قبل از خمیده شدن خود در زمان ساخت درآید . در اکثر ترنسمیترهای فشار از یک دیافراگم به عنوان المان سنجش فشار استفاده می شود . برای تبدیل فشار سیال به یک سیگنال الکتریکی تکنولوژی های مختلفی وجود دارد . این تکنولوژی ها مبنا و اصول ساخت ترنسمیترهای فشار الکتریکی می باشند .

  • سنسورهای Piezoresistive
  • سنسورهای خازنی تفاضلی
  • سنسورهای المان رزونانس

ترنسمیترهای فشار تفاضلی (Differential Pressure Transmitters)

ترنسمیتر فشار تفاضلی Deltabar PMD75

یکی از رایج ترین و مفیدترین دستگاه های اندازه گیری فشار در صنعت ، ترنسمیتر فشار تفاضلی می باشد . این دستگاه اختلاف فشار بین دو پورت ورودی را حس کرده و سیگنال نشان دهنده آن اختلاف فشار را نسبت به رینج کالیبره شده در خروجی خود ظاهر می کند .

رفتار و ساختمان ترنسمیتر DP

ترنسمیترهای فشار تفاضلی ای که برای کاربردهای اندازه گیری صنعتی ساخته شده اند معمولا متشکل از یک بدنه قوی ساخته شده از فولاد آهنگری شده می باشند که المان سنجش در آن قرار گرفته و در بالا دارای یک محفظه می باشند که اجزاء مکانیکی و یا الکتریکی لازم برای ترجمه فشار اندازه گیری شده به یک سیگنال استاندارد ابزار دقیق را در خود جای داده است .
در همه این ترنسمیترهای فشار تفاضلی المان سنجش فشار در نیمه پایینی دستگاه قرار گرفته (ساخته شده از فولاد آهنگری شده ) در حالی که مدارات الکترونیکی در نیمه بالایی دستگاه (ساختار رنگی ، گرد ، آلومینیوم ریخته گری ) قرار داده شده اند .
صرف نظر از سازنده یا مدل ، هر ترنسمیتر فشار تفاضلی (DP) دارای دو پورت فشار برای حس کردن فشارهای سیال فرآیند می باشد . رایج ترین المان سنجش استفاده شده در ترنسمیترهای DP دیافراگم می باشد . یک طرف این دیافراگم فشار سیال فرآیند را از پورت High دریافت می کند ، در حالی که طرف دیگر دیافراگم ، فشار سیال فرآیند را از پورت Low می گیرد . هر گونه اختلاف فشار بین دو پورت سبب می شود که دیافراگم از موقعیت ایستای خود (وسط) خارج شده و خمیده شود . سپس این خمیدگی به واسطه تکنولوژی های مختلف و بسته به سازنده و مدل ترنسمیتر به یک سیگنال خروجی ترجمه می شود .

کاربردهای ترنسمیتر DP

از ترکیب دو پورت فشار تفاضلی یک ترنسمیتر DP ساخته می شود ، که یک دستگاه اندازه گیری فشار بسیار تطبیق پذیر و چند منظوره می باشد . این دستگاه ممکن است برای اندازه گیری اختلاف فشار ، فشار مثبت (فشار گیج یا فشار نسبی)، فشار منفی (خلا) و حتی فشار مطلق تنها با اتصال پورت های بخش High و Low با روش های مختلف مورد استفاده قرار گیرد . در همه کاربردهای ترنسمیتر DP برای اتصال پورت های سنجش فشار ترنسمیتر به نقاط پروسه به یک سری وسایل نیاز است. برای این منظور تیوب های پلاستیکی و فلزی به خوبی کار می کنند .