دیدگاه های ترانسمیتر فشار

با بهبود شرایط اقتصادی در سراسر جهان و بسیاری از پروژه‌های با تأخیر که به صورت آنلاین باز می‌گردند، می‌توان انتظار داشت که رشد و نوآوری در بازار ترانسمیتر فشار ادامه یابد. فشار یکی از چهار متغیر اصلی است که در یک محیط فرآیند اندازه گیری می شود. سه مورد دیگر جریان، دما و سطح هستند. در حالی که فشار در یک فرآیند معمولاً با ترانسمیتر های فشار که شامل یک ترانسمیتر و یک سنسور است اندازه‌گیری می‌شود، برخی از اندازه‌گیری فشار نیز توسط مبدل‌ها (ترانسدیوسر) انجام می‌شود.

مبدل های فشار (ترانسدیوسر فشار) عموماً از نظر هزینه کمتر و کوچکتر از ترانسمیتر های فشار هستند و به طور گسترده در خارج از صنایع فرآیندی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها معمولاً دارای سیم های شل در یک انتها هستند و در همان سطح ترانسمیتر های فشار عمل نمی کنند. در این مقاله مفصلا  دیدگاه های ترانسمیتر فشار را بررسی می کنیم.

🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل

فهرست مطالب:

🔰انواع ترانسمیتر های فشار

🔰فن آوری های سنجش فشار

🔰 روندهای کلیدی در ترانسمیتر های فشار

انواع ترانسمیتر های فشار

احتمالاً مهمترین تمایز در بازار ترانسمیتر های فشار در بین چهار نوع ترانسمیتر فشار است:

• ترانسمیتر های فشار چند متغیره (MV) دو یا چند متغیر فرآیند – معمولاً فشار و دما – را در یک دستگاه اندازه‌گیری می‌کنند.
• ترانسمیتر اختلاف فشار (DP) اختلاف فشار بالادست و پایین دست یک انقباض را در لوله ای به نام عنصر اولیه اندازه گیری می کنند.
• ترانسمیتر های فشار گیج مقداری از فشار را اندازه گیری می کنند که شامل فشار اتمسفر می شود.
• ترانسمیتر های فشار مطلق مقداری از فشار را اندازه گیری می کنند که شامل فشار اتمسفر نمی شود.

ترانسمیتر های فشار چند متغیره

تقریباً به طور کامل برای اندازه‌گیری جریان به‌ویژه برای اندازه‌گیری جریان بخار و گاز استفاده می‌شوند. آنها معمولاً جریان حجمی را با اندازه گیری اختلاف فشار در بالادست و پایین دست یک انقباض در لوله که عنصر اولیه نامیده می شود، اندازه گیری می کنند. آنها جریان حجمی را با استفاده از این اختلاف فشار محاسبه می کنند. سپس از فشار ویا دما برای محاسبه جریان جرمی استفاده می کنند. ترانسمیتر های فشار چند متغیره معمولاً برای اندازه گیری جریان جرمی بخار و گاز استفاده می شوند. از آنجایی که جرم بخار و گاز هر دو با فشار و دما متفاوت است، مهم است که خوانش دقیق دما و فشار برای بدست آوردن قرائت صحیح از جریان جرم داشته باشیم.

ترانسمیتر های اختلاف فشار

مانند ترانسمیتر های چند متغیره، ترانسمیتر های اختلاف فشار DP نیز برای ایجاد اختلاف فشار در جریان، به انقباض در لوله متکی هستند. صفحات اوریفیس رایج ترین نوع عنصر اولیه هستند. صفحات اوریفیس گرد و معمولاً صفحات فلزی هستند که سوراخ یا روزنه ای در آنها بریده شده است. بسته به موقعیت و شکل سوراخ، انواع مختلفی از صفحات اوریفیس وجود دارد. برخی دارای سوراخ های متعدد با اشکال مختلف هستند. اگرچه آنها معایبی دارند، مانند افت فشار و حساسیت به گرفتگی در صورت وجود ناخالصی در جریان هستند.

انواع دیگر از عناصر اولیه عبارتند از لوله های ونتوری، نازل های جریان، لوله های پیتوت، عناصر گوه ای و عناصر جریان آرام. لوله های ونتوری دارای دهانه وسیعی هستند که به سمت داخل منحنی می شود و اغلب با اندازه های خط بزرگ استفاده می شوند. نازل های جریان نسبت به لوله های Venturi طول کمتری دارند و اغلب برای جریان بخار استفاده می شوند. لوله های پیتوت جریان را در یک نقطه اندازه گیری می کنند. با این حال، لوله‌های پیتوت متوسط ساخته شده‌اند که جریان را در چندین نقطه اندازه‌گیری می‌کنند و در نتیجه دقت بالاتری را ارائه می‌دهند. لوله های پیتوت میانگین به طور گسترده ای برای اندازه گیری جریان دودکش و گازهای خروجی استفاده می شود. در اینجا آنها با فلومتر های اولتراسونیک و حرارتی رقابت می کنند.

نازل جریان برای سیستم اندازه گیری فشار تفاضلی (عکس از ABB)

ترانسمیتر ها برای اندازه گیری هم جریان و هم سطح استفاده می شوند، اگرچه جریان رایج تر از این دو است. اندازه گیری مخزن هیدرواستاتیک یک کاربرد سطح رایج است. کاربردهای ترانسمیتر های اختلاف فشار DP با عناصر اولیه شامل انتقال گاز طبیعی، اندازه‌گیری جریان هوا، اندازه‌گیری گاز پشته‌ای، بسیاری از انواع اندازه‌گیری جریان مایع، و کاربردهای زیر دریا برای حفاری نفت و گاز است. ترانسمیتر های اختلاف فشار DP را می‌توان تقریباً در هر جایی که نیاز به اندازه‌گیری جریان باشد، به‌جز برای دوغاب‌ها و سایر کاربردهایی که مایع دارای ناخالصی‌هایی است که می‌تواند عنصر اولیه را مسدود کند، استفاده کرد. لوله‌های ونتوری و نازل‌های جریان، ناخالصی‌ها را بهتر از صفحه‌های اوریفیس و لوله‌های میانگین Pitot کنترل می‌کنند.

ترانسمیتر فشار مطلق و گیج

هر دو ترانسمیتر فشار مطلق و گیج می توانند در اندازه گیری جریان استفاده شوند، اگرچه هیچ کدام نمی توانند جریان را مستقیماً اندازه گیری کنند. از ترانسمیتر های مطلق و گیج می توان برای اندازه گیری فشار برای یک فلومتر چند متغیره استفاده کرد. در این مورد، مولفه اختلاف فشار فلومتر چند متغیره اندازه‌گیری جریان حجمی را انجام می‌دهد، در حالی که ترانسمیتر فشار مطلق یا گیج، فشاری را ارائه می‌کند که برای محاسبه دبی جرمی ضروری است.

تفاوت بین ترانسمیتر های فشار مطلق و گیج در این است که ترانسمیتر های مطلق از اتمسفر جدا هستند و بنابراین خوانش آنها شامل فشار اتمسفر نمی شود. در مقابل، ترانسمیتر های فشار گیج به اتمسفر باز هستند و خوانش آنها شامل فشار اتمسفر است. در حالی که ترانسمیتر های فشار جایگزین بسیاری از فشارسنج‌های مکانیکی اولیه شده‌اند، گیج‌های شماره‌گیر هنوز به طور گسترده در مواقعی که نیاز به خواندن فشار است استفاده می‌شود و نیازی به خروجی قرائت به شکل سیگنال به دستگاه دیگری نیست.

لوله ونتوری برای سیستم اندازه‌گیری اختلاف فشار (عکس از ABB)

فن آوری های سنجش فشار

سه فناوری اصلی سنجش فشار مورد استفاده در ترانسمیترهای فشار عبارتند از: Piezoresistive, strain gauge/gage and capacitive. Piezoresistive تکنولوژی حسگر پیشرو است و به دنبال آن کرنش سنج قرار دارد.

Piezoresistive

سنسورهای فشار پیزورزیستیو معمولاً حاوی چندین ویفر نازک سیلیکونی هستند که بین سطوح محافظ تعبیه شده‌اند. سطوح به پل وتستون متصل می شوند که قادر به تشخیص تفاوت در مقاومت است. مقدار کمی جریان از سنسور فشار عبور می کند. با تغییر مقاومت، جریان کمتری از سنسور عبور می کند. این تفاوت توسط پل وتستون تشخیص داده می شود و میزان فشار کاهش یافته گزارش می شود.

Strain gauge

سنسورهای فشار سنج، جابجایی دیافراگم الاستیک را در نتیجه اختلاف فشار در سراسر دیافراگم اندازه گیری می کنند. در یک سنسور کرنش سنج، فشار سنج به یک دیافراگم متصل می شود و به یک پیکربندی پل وتستون متصل می شود. کرنش تغییری در مقاومت الکتریکی ایجاد می کند که متناسب با فشار است.

Capacitive

سنسورهای فشار خازنی دارای یک دیافراگم نازک به عنوان یک صفحه خازن هستند. دیافراگم از یک طرف در معرض فشار مرجع و از طرف دیگر فشار فرآیند قرار دارد. تغییرات فشار باعث تغییر در ظرفیت خازن می شود. در حالی که فولاد ضد زنگ رایج ترین ماده دیافراگمی است، Hastelloy و Inconel نیز نتایج خوبی به دست می دهند. تانتالیوم برای کاربردهای در دمای بالا استفاده می شود.

 روندهای کلیدی در ترانسمیتر های فشار

بازار ترانسمیتر فشار در چند سال گذشته رشد قابل توجهی داشته است. در اینجا برخی از روندهای برتر در این بازار آورده شده است.

ترانسمیتر های چند متغیره

از ترانسمیتر های چند متغیره می توان برای کاهش نیاز به خرید یک کامپیوتر جریان جداگانه برای انجام محاسبه جریان استفاده کرد. اگر از ترانسمیتر های فشار و دما جداگانه استفاده شود، خروجی‌های مقدار به یک رایانه جریان ارسال می‌شوند که محاسبه جریان را انجام می‌دهد. برای فلومترهای چند متغیره، قدرت محاسباتی رایانه جریان معمولاً روی ترانسمیتر چند متغیره قرار می گیرد، که محاسبه جریان را نیز انجام می دهد. می توان انتظار داشت که روند به سمت ترانسمیتر های چند متغیره در بازارهای ترانسمیتر اختلاف فشار DP و فلومتر ادامه یابد. این محصولات معمولاً کمتر از هزینه خرید ترانسمیتر ها به صورت جداگانه به فروش می رسند.

ترانسمیتر های چند متغیره با عنصر جریان یکپارچه

شرکت روزمونت Emerson Rosemount (www.rosemount.com) و سایر شرکت‌ها یک ترانسمیتر چند متغیره را معرفی کرده‌اند که شامل یک عنصر اولیه یکپارچه می‌شود و در نتیجه یک فلومتر چند متغیره کامل ایجاد می‌کند. این مزیت را دارد که فلومتر را می توان با عنصر اصلی که قبلاً روی آن نصب شده است کالیبره کرد. همچنین در هنگام خرید یک ترانسمیتر اختلاف فشار DP و یک عنصر جریان اولیه، مانند صفحه اوریفیس یا نازل جریان، برای کاربران نهایی نیازی به معامله با دو تامین کننده مختلف نیست.

ترانسمیتر وایرلس

ترانسمیتر های فشار بی سیم به ویژه برای تاسیسات جدید محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. آنها را می توان در مکان های صعب العبور نصب کرد، معمولا هزینه های نصب کمتری را ارائه می دهد و اضافه کردن نقاط اندازه گیری به یک فرآیند را آسان تر می کند. در حالی که بی سیم هنوز درصد کمی از کل بازار ترانسمیتر فشار را تشکیل می دهد، انتظار می رود این روند رشد کند.
بازارهای انرژی باعث رشد می شوند

افزایش سرمایه گذاری در بازارهای انرژی باعث رشد ترانسمیتر فشار می شود. نقاط اندازه گیری بیشتری باید نظارت شوند زیرا دسترسی به منابع طبیعی در نقاط دورافتاده دشوارتر می شود. در عین حال، مقررات زیست محیطی افزایش تعداد نقاط اندازه گیری را ضروری می کند. این امر برای ترانسمیتر های فشار مطلق و گیج و همچنین برای ترانسمیترهای جریان DP صادق است. با بهبود شرایط اقتصادی در سراسر جهان، و بسیاری از پروژه‌های با تأخیر که به صورت آنلاین باز می‌گردند، می‌توان انتظار داشت که رشد و نوآوری در بازار ترانسمیتر فشار ادامه یابد.

[fusion_person name=”تیم تولیدمحتوای میراکنترل” title=”میراکنترل؛کنترل فرایند اتوماسیون” picture=”https://miracontroller.com/wp-content/uploads/2021/02/icons8-manager-80.png” picture_id=”21002|full” pic_link=”” linktarget=”_self” pic_style=”” pic_style_blur=”” pic_style_color=”” pic_bordersize=”” pic_bordercolor=”” pic_borderradius=”” hover_type=”none” background_color=”” content_alignment=”center” icon_position=”bottom” social_icon_boxed=”” social_icon_boxed_radius=”” social_icon_color_type=”” social_icon_colors=”” social_icon_boxed_colors=”” social_icon_tooltip=”left” blogger=”” deviantart=”” digg=”” dribbble=”” dropbox=”” facebook=”” flickr=”” forrst=”” instagram=”” linkedin=”” myspace=”” paypal=”” pinterest=”” reddit=”” rss=”” skype=”” soundcloud=”” spotify=”” tumblr=”” twitter=”” vimeo=”” vk=”” whatsapp=”https://wa.me/989125376505″ xing=”” yahoo=”” yelp=”” youtube=”” email=”info@miracontroller.ir” show_custom=”no” hide_on_mobile=”small-visibility,medium-visibility,large-visibility” class=”” id=””]تمامی محتوای قرارگرفته در این سایت نتیجه زحمات یکایک افراد تیم تولیدمحتوای میراکنترل است. استفاده از این مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.[/fusion_person][/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]