در این مقاله به این سوال که چرا از ریشه مربع در اندازه گیری جریان استفاده می شود؟ پاسخ می دهیم.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
- اندازه گیری اختلاف فشار یک روش رایج برای اندازه گیری جریان در عرض یک انسداد است.
- اختلاف فشار نسبت مستقیمی با مجذور جریان دارد.
- رابطه ریشه مربع فقط برای اندازه گیری جریان از نوع DP اعمال می شود.
- این سنسورهای DP یا ترانسمیتر های DP می‌توانند اختلاف فشار را در میان موانع مختلف ایجاد شده در کانال جریان یا در یک خط جریان اندازه‌گیری کنند.
- این اختلاف فشار با استفاده از عناصر اولیه مانند صفحه اوریفیس ، لوله ونتوری و غیره ایجاد می شود.
- اما، اتلاف فشار با سرعت جریان در سراسر دهانه متناسب نیست.
- رابطه فوق یک رابطه خطی نیست یا به آن رابطه ریشه مربع می گویند زیرا اختلاف فشار اندازه گیری شده رابطه غیرخطی با جریان از طریق خط لوله دارد.
- رابطه گرافیکی بین اختلاف فشار(ΔP) و سرعت جریان(Q) سهمی درجه دوم است.
- اهمیت بد این رابطه درجه دوم این است که وقتی یک ابزار سنجش فشار به یک سنسور جریان متصل می شود، نرخ جریان مستقیماً حس نمی شود. اما ابزار سنجش فشار، مجذور جریان را حس می کند.
- برای اندازه‌گیری دقیق جریان در محدوده عملیاتی، تابع ریشه مربع باید در حلقه پیاده‌سازی شود.
- استخراج کننده ریشه مربع اختلاف فشار اندازه گیری شده را به سرعت جریان تبدیل می کند.
- تقریباً 50٪ از تمام برنامه های اندازه گیری جریان از روش اختلاف فشار برای استخراج میزان جریان استفاده می کنند. رابطه بین اختلاف فشار(DP) و جریان به صورت زیر است :
جایی که
= Q سرعت جریان
= DP اختلاف فشار
= K ثابتی است که به عوامل مختلفی مانند قطر لوله، قطر اوریفیس و غیره بستگی دارد.
استخراج ریشه مربع در اندازه گیری جریان چیست ؟
استخراج کننده ریشه مربع یک نوع تهویه کننده سیگنال است.
استفاده از نشانگرها، ضبط کننده ها و کنترل کننده ها برای ثبت خطی سرعت جریان آسان است.
استخراج ریشه مربع در اندازه‌گیری جریان یک تبدیل حسابی است که به مقیاس اندازه‌گیری خطی برای تبدیل آن به مقیاس ریشه مربع غیرخطی اعمال می‌شود.
مقیاس ریشه دوم با در نظر گرفتن ریشه دوم نسبت بین خواندن اندازه گیری و دهانه کامل ایجاد می شود.
استخراج ریشه مربع گاهی اوقات به نام مقیاس بندی ریشه مربع نامیده می شود. و این یک گام اساسی در در نظر گرفتن نرخ جریان از اندازه گیری فشار تفاضلی است.
استخراج کننده ریشه مربع چیست؟
- یک استخراج کننده ریشه مربع یک سیگنال اتلاف فشار خطی را به نرخ جریان غیرخطی تبدیل می کند.
- استخراج کننده ریشه مربع یک ابزار الکترونیکی یا پنوماتیکی است که سیگنال جریان خطی مربوطه را از ترانسمیتر جریان تولید می کند.
- معمولا سیگنال ترانسمیتر جریان به شکل یک جذر است.
چرا سرعت جریان با جذر δp نسبت مستقیم دارد ؟
- بر اساس اصل برنولی، جذر DP با نرخ جریان متناسب است. یعنی اگر فشار زیاد باشد، جریان افزایش می یابد و بالعکس.
- سرعت جریان در لوله برابر است با سرعت ضرب در مقطع، زیرا فشار تنها از یک انتهای لوله می آید.
- المان جریان با شتاب دادن به جریان سیال در فلومتر بر اساس فشار تفاضلی، تغییر فشار ایجاد می کند.
- خط لوله عمداً برای ایجاد یک منطقه کم فشار تنگ شده است.
چرا در ترانسمیتر های جریان از ریشه مربع استفاده می شود؟
به طور کلی، ترانسمیتر جریان بر اساس ریشه مربع پیکربندی می شود، زیرا یک تغییر کوچک در اختلاف فشار در انتهای پایین منجر به تغییر زیادی در جریان می شود.
اگر ریشه مربع در کنترلر در نظر گرفته شود، تغییر زیاد در جریان، آن را نسبت به نویز الکتریکی سیگنال mA حساس می کند.
استخراج ریشه مربع در کجا انجام می شود ؟
ترانسمیتر اختلاف فشار هوشمند تقریباً مدرن این امکان را می دهند که تبدیل DP به ریشه مربع در ترانسمیتر محاسبه شود.
اما، همه سیستم‌های اسکادا و دی سی اس دارای بلاک‌های تابع استخراج ریشه مربع هستند تا ورودی‌های ترانسمیترهای DP را پیکربندی کنند.
تمام استخراج ریشه مربع در یکی از این مکان ها انجام می شود.
بنابراین، مهندس سیستم ابزار و کنترل این گزینه را دارد که کجا تبدیل سیگنال را انجام دهد.
فرمول استخراج ریشه مربع :
الف) برای تبدیل یک سیگنال خطی 4 به 20 میلی آمپر به سیگنال ریشه مربع رابطه زیر اتخاذ می شود.
ب) و برای تبدیل یک سیگنال ریشه مربع به سیگنال خطی 4 تا 20 میلی آمپر از این فرمول استفاده کنید :
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
