ترانسمیترهای فشار یا پرشر ترانسمیتر چیست؟

ترانسمیتر فشار چیست: دستگاهی جهت اندازه‌گیری و انتقال دقیق فشار

ترانسمیترهای فشار یا پرشر ترانسمیتر، ابزارهای مهمی در صنعت و پروسه‌های مختلف به منظور اندازه‌گیری و انتقال دقیق فشار هستند.

این تجهیزات به کمک یک سنسور فشار اطلاعاتی مرتبط با وضعیت فشار در محیط را اندازه می‌گیرند و سیگنال‌هایی را تولید می‌کنند که به سیستم‌های کنترلی یا نمایشگرها منتقل می‌شوند.

در این مقاله، به مفهوم ترانسمیتر فشار، کاربردها، اجزاء تشکیل‌دهنده آن، و اصول کارکرد آن خواهیم پرداخت.

ترانسمیترهای فشار یا پرشر ترانسمیتر

ترانسمیتر فشار یک واحد اندازه‌گیری و تبدیل فشار به سیگنال الکتریکی یا الکترونیکی است.

این تجهیزات در محیط‌های صنعتی و فرآیندهای مختلف برای انتقال داده‌های مربوط به فشار به سیستم‌های کنترلی و نظارتی استفاده می‌شوند.

ترانسمیترهای فشار قادر به تبدیل مقادیر فشار به سیگنال‌های استانداردی مانند میلی‌آمپر (mA) یا ولتاژ (V) هستند که در دیگر تجهیزات و کنترل گرها قابل خواندن هستند.

کاربردهای ترانسمیترهای فشار

ترانسمیترهای فشار در انواع صنایع و محیط‌های کاری مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارند.

تعدادی از کاربردهای معمول ترانسمیترهای فشار عبارتند از:

1. صنایع نفت و گاز: در این صنعت‌ها، ترانسمیترهای فشار برای نظارت بر فشار چاه‌ها، خطوط لوله، و تجهیزات مربوط به حفاری و استخراج نفت و گاز استفاده می‌شوند.

2. صنایع شیمیایی و پتروشیمی: در فرآیندهای شیمیایی و پتروشیمی برای کنترل فشار و نظارت بر واحدهای تولید مواد شیمیایی از ترانسمیترهای فشار استفاده می‌شود.

3. صنایع غذایی و دارویی: در تولید مواد غذایی و دارویی، اندازه‌گیری فشار در تجهیزات و فرآیندها بسیار مهم است.

4. صنعت خودروسازی: ترانسمیترهای فشار در صنعت خودروسازی برای اندازه‌گیری فشار در سیستم‌های ترمز، تایرها، و تجهیزات مرتبط استفاده می‌شوند.

5. نیروگاه‌ها و تولید انرژی: در نیروگاه‌ها و واحدهای تولید انرژی برای نظارت بر فشار بخار، گازها، و سیالات حرارتی از ترانسمیترهای فشار استفاده می‌شود.

اجزاء ترانسمیتر فشار

ترانسمیترهای فشار عموماً از اجزاء اصلی زیر تشکیل شده‌اند:

1.سنسور فشار:

این قسمت ترانسمیتر فشار مسئول اندازه گیری فشار و تبدیل آن به سیگنال الکتریکی یا الکترونیکی می‌باشد.

سنسور فشار معمولاً با استفاده از اصول مختلف فیزیکی مانند ممان (Diaphragm)، استرین گیج (Strain Gauge)، پیزوالکتریک (Piezoelectric)، یا پیزورزیستیو (Piezoresistive) کار می‌کند.

این سنسورها تغییرات فشار را به تغییرات مکانیکی یا الکتریکی تبدیل می‌کنند.

2. ترانسدیوسر:

این بخش از ترانسمیتر مسئول تبدیل سیگنال مکانیکی یا الکتریکی از سنسور فشار به سیگنال الکتریکی است.

ترانسدیوسر معمولاً شامل یک مدار الکترونیکی است که سیگنال‌های ورودی را تقویت و تبدیل به سیگنال خروجی قابل استفاده می‌کند.

3. واحد نمایش:

برخی ترانسمیترهای فشار دارای واحد نمایشی هستند که می‌توانند فشار را به شکل عددی یا نمودار نمایش دهند.

این واحد نمایش معمولاً در سیستم‌های نظارتی و کنترلی برای نمایش مستقیم فشار به کار می‌رود.

اصول کار ترانسمیتر فشار

ترانسمیترهای فشار بر اساس اصول فیزیکی مختلف عمل می‌کنند. اصول کار مهم ترانسمیترهای فشار به شرح زیر است:

1.اصل ممان (Diaphragm): بسیاری از ترانسمیترهای فشار از ممان‌های نازک و غیرمتفرقه به عنوان سنسور استفاده می‌کنند.

این ممان‌ها به تغییرات فشار اطراف واحد حساس هستند و این تغییرات را به تغییرات مکانیکی تبدیل می‌کنند. سپس، یک ترانسدیوسر این تغییرات را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.

2. اصل استرین گیج (Strain Gauge): در این نوع ترانسمیترها، از سنسورهای استرین گیج استفاده می‌شود.

این سنسورها تغییرات نیرو و فشار را به تغییرات مقدار مقاومت الکتریکی تبدیل می‌کنند. سپس، ترانسدیوسر این تغییرات مقاومت را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.

3.اصل پیزوالکتریک (Piezoelectric): در ترانسمیترهای اصل پیزوالکتریک، سنسور از مواد پیزوالکتریک برای تبدیل فشار به سیگنال الکتریکی استفاده می‌کند. این مواد تغییرات دی‌الکتریک در پاسخ به تغییرات فشار را تولید می‌کنند.

انواع پرشر ترانسمیتر

انواع پرشر ترانسمیتر معمولاً بر اساس عملکرد، نوع سنسور، شکل ظاهری طبقه‌بندی می‌شوند. در ادامه، به برخی از انواع پرشر ترانسمیتر اشاره خواهیم کرد:

از نظر شکل ظاهری:

ترانسیمتر فشار معمولی:

ترانسیمتر فشار قلمی:

ترانسمیتر فشار قلمی یک نوع ترانسمیتر فشار است که به شکل قلمی طراحی شده و برای اندازه‌گیری و انتقال فشار به سیستم‌های کنترلی و نظارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این ترانسمیترها به دلیل شکل خارق‌العاده‌شان به نام “قلم” شناخته می‌شوند و معمولاً در مواردی که نیاز به اندازه‌گیری فشار با دقت و استحکام بالا دارید، استفاده می‌شوند.

از نظر نوع عملکرد:

ترانسمیتر فشار:

ترانسمیتر فشار یک واحد اندازه‌گیری و تبدیل فشار به سیگنال الکتریکی یا الکترونیکی است.

ترانسمیتر فشار تفاضلی (Differential Pressure Transmitter):

این نوع ترانسمیتر برای اندازه‌گیری فشار تفاضلی بین دو نقطه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به عبارت دقیق‌تر، این ترانسمیتر تفاضل فشار بین دو مکانیزم یا محیط را اندازه می‌گیرد. از این ترانسمیترها در کنترل فرآیندهای صنعتی و کاربردهای HVAC (گرمایش، تهویه، و تهویه مصرفی) استفاده می‌شود.

از نظر نوع سنسور:

ترانسمیتر فشار دیافراگمی (Diaphragm Pressure Transmitter):

این نوع ترانسمیتر از یک دیافراگم برای اندازه‌گیری فشار استفاده می‌کند.

دیافراگم عموماً از فولاد ضدزنگ درست شده و واکنش‌پذیری به تغییرات فشار دارد.

ترانسمیتر فشار دیافراگمی معمولاً در صنایع نفت و گاز، شیمیایی، و فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود.

ترانسمیتر فشار خازنی (Capacitive Pressure Transmitter):

ترانسمیتر فشار خازنی (Capacitive Pressure Transmitter) یک نوع ترانسمیتر فشار است که از اصول فیزیکی خازنی برای اندازه‌گیری فشار استفاده می‌کند. این نوع ترانسمیترها برای اندازه‌گیری فشار در محیط‌های مختلف و کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند.

ترانسمیتر فشار پیزوالکتریک (Piezoelectric Pressure Transmitter):

ترانسمیترهای پیزوالکتریک از سنسورهای پیزوالکتریک برای تبدیل فشار به سیگنال الکتریکی استفاده می‌کنند. این نوع ترانسمیترها معمولاً در اندازه‌گیری فشار در شرایط با ویبره و ارتعاشات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ترانسمیتر فشار ممان سیلیکونی (Silicon Strain Gauge Pressure Transmitter):

این نوع ترانسمیتر از ممان‌های سیلیکونی به عنوان سنسور فشار استفاده می‌کند.

سیلیکون به عنوان یک ماده انعطاف‌پذیر و واکنش‌پذیر به تغییرات فشار شناخته می‌شود.

این ترانسمیترها در اندازه‌گیری فشار در مایعات و گازها به کار می‌روند.

نکات مهم در انتخاب تراسمیترهای فشار

انتخاب ترانسمیترهای فشار مناسب برای فرآیندها و کاربردهای خاصی می‌تواند مسئولیت مهمی باشد.

در نظر داشتن نکات کلیدی در انتخاب ترانسمیترهای فشار به شما کمک می‌کند تا از عملکرد بهینه و دقیق این تجهیزات در سیستم‌های شما اطمینان حاصل کنید.

در ادامه به برخی از نکات مهم در انتخاب ترانسمیترهای فشار اشاره می‌کنیم:

1. محدوده اندازه‌گیری (Range):

یکی از نکات اساسی در انتخاب ترانسمیتر فشار، محدوده اندازه‌گیری آن است.

باید اطمینان حاصل کنید که محدوده اندازه‌گیری ترانسمیتر توانایی پوشش فشارهای مورد نیاز در فرآیند شما را دارد. همچنین، اگر فشار در فرآیند شما تغییر می‌کند، محدوده اندازه‌گیری باید مناسب باشد.

2. دقت و توانایی اندازه‌گیری (Accuracy and Measurement Capability):

دقت ترانسمیتر در اندازه‌گیری فشار بسیار مهم است. دقت بالا به شما اطمینان می‌دهد که داده‌های دقیقی برای کنترل و نظارت بر فرآیند دارید.

همچنین، باید توجه داشته باشید که ترانسمیترها معمولاً در دامنه دقت‌های مختلف تولید می‌شوند، بنابراین انتخاب دقت مناسب بر اساس نیاز شما ضرور است.

3. نوع سنسور و تکنولوژی:

نوع سنسور مورد استفاده در ترانسمیتر (مانند دیافراگم، استرین گیج، پیزوالکتریک، پیزورزیستی و …) می‌تواند تأثیر زیادی بر روی عملکرد و دقت ترانسمیتر داشته باشد.

هر نوع سنسور مزایا و معایب خود را دارد و باید بر اساس نیازهای خاص فرآیند انتخاب شود.

4. شرایط محیطی:

ترانسمیترهای فشار باید با شرایط محیطی فرآیند سازگار باشند.

این شرایط شامل دما، فشار، رطوبت، تاثیر ارتعاشات و شوک‌های مکانیکی، و مواد خورنده ممکن در محیط فرآیند می‌شوند.

باید از مطابقت ترانسمیتر با این شرایط مطمئن شوید.

5. امکانات اضافی:

بعضی ترانسمیترها امکانات اضافی مانند قابلیت کالیبره و تنظیمات دیجیتال، قابلیت اتصال به شبکه‌های صنعتی، و قابلیت انتخاب سیگنال خروجی را دارا هستند.

انتخاب ترانسمیتر با امکانات اضافی ممکن است در مدیریت و نظارت بهتر بر فرآیند کمک کند.

6. استانداردها و مقررات:

ترانسمیترهای فشار باید با استانداردهای صنعتی مطابقت داشته باشند.

معمولاً استانداردهای مورد نیاز برای هر کاربرد خاص تعیین می‌شوند و باید ترانسمیتر مطابق با این استانداردها انتخاب شود.

7. قابلیت اتصال:

ترانسمیتر باید با سیستم کنترلی و نمایشگرهای شما سازگار باشد.

این شامل نوع سیگنال خروجی (مانند 4-20mA یا 0-10V) و پروتکل‌های ارتباطی (مانند HART یا Modbus) می‌شود.

8. قیمت و هزینه مالکیت:

هزینه ترانسمیترهای فشار می‌تواند متفاوت باشد. باید برنامه مالی خود را در نظر بگیرید و ترانسمیتری را انتخاب کنید که با هزینه شما بخورد.

9.نوع فشار (Gauge Pressure, Absolute Pressure, Differential Pressure):

بسته به نوع فشاری که باید اندازه‌گیری شود (فشار مطلق، فشار گیج، فشار تفاضلی)، ترانسمیتر فشار مناسب باید انتخاب شود.

خروجی ترانسمیتر فشار

ترانسمیتر فشار خروجی‌های مختلفی دارد که به منظور ارتباط با سیستم‌های کنترلی و نظارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دو خروجی اصلی ترانسمیتر فشار عبارتند از:

1. سیگنال آنالوگ:

خروجی سیگنال آنالوگ یکی از معمول‌ترین و رایج‌ترین انواع خروجی در ترانسمیترهای فشار است.

این سیگنال به صورت جریان مستقیم (معمولاً 4-20 میلی‌آمپر) یا ولتاژ (معمولاً 0-10 ولت) ارائه می‌شود.

سیگنال آنالوگ معمولاً به میزان خطی با فشار متناسب است، به عبارت دیگر، هر یک واحد تغییر در فشار باعث تغییر مشابه در سیگنال آنالوگ می‌شود.

2. سیگنال دیجیتال:

ترانسمیترهای فشار مدرن اغلب دارای خروجی دیجیتال نیز هستند.

این خروجی‌ها می‌توانند اطلاعات را به صورت دیجیتال ارائه دهند و از پروتکل‌های ارتباطی مانند HART، Modbus، PROFIBUS، یا Foundation Fieldbus استفاده می‌کنند.

سیگنال‌های دیجیتال به تبادل اطلاعات با سیستم‌های کنترلی و نظارتی از راه دور و تنظیمات پیشرفته کمک می‌کنند.

همچنین، ترانسمیترهای فشار ممکن است دارای خروجی همزمان سیگنال آنالوگ و دیجیتال باشند تا به انتخاب کاربران بستگی داشته باشد و به اطلاعات دقیق و کامل فرآیند دسترسی داشته باشند.

برندهای ترانسمیتر فشار

در بازار ترانسمیتر فشار، تعداد زیادی شرکت و برند معتبر و محبوب وجود دارد که این تجهیزات را تولید می‌کنند. انتخاب برند مناسب برای ترانسمیتر فشار باید بر اساس نیازها و اهداف خاص شما صورت گیرد. در ادامه، برخی از برندهای شناخته شده در زمینه ترانسمیتر فشار را معرفی می‌کنم:

1. Emerson Rosemount: برند Rosemount یکی از معتبرترین و معروف‌ترین برندها در زمینه ترانسمیترهای فشار و اندازه‌گیری‌های صنعتی است. آنها تجهیزات متنوعی از ترانسمیترهای فشار و دما تولید می‌کنند و با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته به دقت بالا و قابلیت‌های متعدد معروف هستند.

2. Siemens :Siemens یکی از شرکت‌های بزرگ و معتبر در زمینه تجهیزات اتوماسیون صنعتی و اندازه‌گیری است. آنها ترانسمیترهای فشار متعددی با قابلیت‌های گوناگون تولید می‌کنند که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.

3.Endress+Hauser :Endress+Hauser یک شرکت برجسته در زمینه اندازه‌گیری و ابزار دقیق صنعتی است. آنها ترانسمیترهای فشار با دقت بالا و مشخصات فنی مناسب تولید می‌کنند که در کنترل فرآیندها و اندازه‌گیری فشار به کار می‌روند.

4. ABB :ABB یک شرکت بزرگ و معتبر در زمینه اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق است. آنها ترانسمیترهای فشار متنوعی با استفاده از تکنولوژی‌های مدرن تولید می‌کنند.

5. Yokogawa :Yokogawa یک برند ژاپنی معروف در زمینه ابزار دقیق صنعتی و اتوماسیون است. آنها ترانسمیترهای فشار با قابلیت‌های گوناگون ارائه می‌دهند.

6. Honeywell : Honeywell یکی از شرکت‌های بزرگ در صنعت اتوماسیون و کنترل صنعتی است. آنها ترانسمیترهای فشار با تکنولوژی‌های مدرن تولید می‌کنند و در اندازه‌گیری فشار به کار می‌روند.

7. WIKA : WIKA یک شرکت آلمانی مشهور در زمینه تجهیزات اندازه‌گیری فشار و دما است. آنها ترانسمیترهای فشار با کیفیت و دقت بالا تولید می‌کنند.

8. KROHNE :KROHNE یک شرکت بین‌المللی در زمینه اندازه‌گیری و ابزار دقیق صنعتی است. آنها ترانسمیترهای فشار و سایر تجهیزات اندازه‌گیری تولید می‌کنند.