مبدل های فشار دستگاه هایی هستند که برای اندازه گیری و انتقال دقیق فشار سیال در صنایع مختلف استفاده می شوند. این دستگاه ها در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، داروسازی، آب و فاضلاب و انرژی نقش بسزایی دارند. با این دستگاه ها می توان فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرد و برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی استفاده کرد. در این مقاله به تعریف سنسور فشار، انواع، کاربردها، ساختار و عملکرد، مزایا و محدودیت های استفاده از این دستگاه می پردازیم.
https://tejaratonline.ir/fa/news/239090/%DA%AF%DB%8C%D8%AC-%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA1. تعریف سنسور فشار
فرستنده فشار یا مانومتر وسیله ای است که فشار یک سیال (گاز یا مایع) را اندازه گیری می کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. این سیگنال می تواند آنالوگ یا دیجیتال باشد و برای نظارت، کنترل و اندازه گیری فشار در یک فرآیند صنعتی استفاده می شود. ترانسمیترهای فشار معمولاً در سیستم هایی استفاده می شوند که کنترل و اندازه گیری دقیق فشار مهم است.
2. انواع ترانسمیترهای فشار
انواع مختلفی از ترانسمیترهای فشار وجود دارد که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده اند. انواع رایج ترانسمیترهای فشار عبارتند از:
الف- ترانسمیتر فشار مطلق: این نوع فرستنده برای اندازه گیری فشار نسبت به خلاء مطلق طراحی شده است. فشار مطلق همیشه مثبت است و معمولاً در هوافضا، اندازه گیری فشار گاز در خلاء و سایر فرآیندهایی که نیاز به دقت بالایی دارند استفاده می شود.
ب ترانسمیتر فشار گیج: یک فرستنده فشار گیج فشار را نسبت به فشار اتمسفر اندازه گیری می کند. این نوع فرستنده برای کاربردهایی مناسب است که فشار اتمسفر تغییر می کند و فشار مورد نظر باید نسبت به فشار اتمسفر اندازه گیری شود.
ج فرستنده فشار دیفرانسیل: این نوع ترانسمیتر اختلاف فشار بین دو نقطه را اندازه گیری می کند و به ویژه در فرآیندهایی که اختلاف فشار بین دو ناحیه مهم است (مثلاً اندازه گیری جریان در لوله ها) استفاده می شود.
د ترانسمیتر فشار ترکیبی مطلق و نسبی (ترنسمیتر فشار مرکب): ترانسمیترهای فشار مرکب برای اندازه گیری فشار بالا و پایین نسبت به فشار خلاء و اتمسفر طراحی شده اند. این نوع فرستنده مخصوصاً برای محیط هایی که هر دو نوع فشار مورد نیاز است مناسب است.
3. طراحی و عملکرد سنسور فشار
https://tejaratonline.ir/fa/news/239123/%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B3%D9%85%DB%8C%D8%AA%D8%B1-%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AAیک ترانسمیتر فشار به طور کلی از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
الف- سنسور فشار: سنسور فشار قسمت اصلی فرستنده فشار است که فشار سیال را اندازه گیری کرده و آن را به سیگنال تبدیل می کند. این حسگرها معمولاً از مواد نیمه هادی یا پیزوالکتریک ساخته می شوند و با تغییر فشار، تغییر ولتاژ ایجاد می کنند.
ب مبدل: مبدل سیگنال خروجی موسیقی را تقویت کرده و آن را به استاندارد تبدیل می کند. این سیگنال می تواند آنالوگ یا دیجیتال باشد. در سیستم های دیجیتال از روش هایی مانند HART و Modbus برای ارتباط استفاده می شود.
ج مدار الکترونیکی: مدار الکترونیکی فرستنده فشار وظیفه پردازش و تبدیل سیگنال را بر عهده دارد. این مدارها شامل مدارهای تقویت کننده، فیلترها، مبدل های آنالوگ به دیجیتال و سایر قطعات الکترونیکی است.
4. استفاده از ترانسمیتر فشار
ترانسمیترهای فشار در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از کاربردهای اصلی این دستگاه عبارتند از:
الف- صنعت نفت و گاز
تنظیم فشار در خطوط انتقال، چاه های نفت و گاز و پالایشگاه ها به ویژه در صنعت نفت و گاز اهمیت دارد. از سنسورهای فشار برای اندازه گیری فشار در این نقاط برای جلوگیری از مشکلاتی مانند نشتی یا ترک استفاده می شود.
ب- صنعت پتروشیمی
در پتروشیمی از ترانسمیترهای فشار برای کنترل و اندازه گیری فشار در فرآیندهای پیچیده و حساس مانند تقطیر، استخراج و فرآوری محصولات شیمیایی استفاده می شود.
ج- صنعت آب و فاضلاب
در سیستم های تصفیه آب و فاضلاب از ترانسمیترهای فشار برای کنترل و اندازه گیری فشار در سیستم های تامین آب و تصفیه خانه ها استفاده می شود. این فرستنده ها به طور خاص برای جلوگیری از نوسانات فشار که در تجهیزات و لوله ها رخ می دهد استفاده می شوند.
در صنعت داروسازی
ترانسمیترهای فشار در فرآیندهای دارویی استفاده می شود که در آن کنترل فشار دقیق در راکتورها و تجهیزات تولید دارو مورد نیاز است. این توزیع کننده ها به توزیع دارو با کیفیت و دقت بالا کمک می کنند.
5. مزایای استفاده از ترانسمیتر فشار
استفاده از ترانسمیتر فشار مزایای زیادی دارد که برخی از آنها عبارتند از:
دقت بالا. ترانسمیترهای فشار فشار را با دقت بالایی اندازه گیری می کنند و اطلاعات دقیقی از وضعیت سیستم ارائه می دهند.
قابلیت اندازه گیری در شرایط سخت: فرستنده های فشار قادر به کار در شرایط محیطی سخت از جمله دمای بالا، فشار بالا و محیط های آلوده هستند. این ویژگی استفاده از آنها را در صنایع با شرایط سخت کاری آسان می کند.
قابلیت اتصال به سیستم های کنترلی: بسیاری از فرستنده های فشار قابلیت اتصال به سیستم های کنترل صنعتی و ارسال پیام های مداوم به سیستم مانیتورینگ را دارند. این ویژگی امکان کنترل بهتر و افزایش بهره وری را فراهم می کند.
کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری: با استفاده از سوئیچ های فشار می توان از مشکلات ناشی از نوسانات فشار کنترل نشده جلوگیری کرد. این به کاهش هزینه های نگهداری و جلوگیری از خرابی های احتمالی کمک می کند.
6. محدودیت ها و چالش ها هنگام استفاده از ترانسمیترهای فشار
اگرچه ترانسمیترهای فشار دارای مزایای زیادی هستند، اما محدودیت ها و چالش هایی در استفاده از این دستگاه ها وجود دارد. این چالش ها عبارتند از:
نیاز به کالیبراسیون: فرستنده های فشار برای ارائه داده های دقیق نیاز به کالیبراسیون دارند. این کالیبراسیون معمولا باید در فواصل زمانی معین انجام شود تا از دقت اندازه گیری اطمینان حاصل شود.
حساسیت به شرایط محیطی: اگرچه ترانسمیترهای فشار برای کار در شرایط سخت طراحی شده اند، اما شرایط محیطی بسیار نامطلوب می تواند بر عملکرد آنها تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، دمای زیاد یا پایین، رطوبت و آلودگی محیطی می تواند بر دقت دستگاه تأثیر منفی بگذارد.
هزینه بالا: ترانسمیترهای فشار با کیفیت و دقیق هزینه قابل توجهی دارند. این ممکن است برای برخی از صنایع با بودجه محدود دشوار باشد.
آنها نمی کنند
ترانسمیترهای فشار ابزار مهمی برای کنترل و اندازه گیری فشار در بسیاری از صنایع هستند. این دستگاه ها با دقت بالا و توانایی کار در شرایط سخت محیطی نقش مهمی در بهبود عملکرد و ایمنی سیستم های صنعتی دارند. اما نیاز به استانداردسازی، حساسیت به شرایط محیطی و هزینه های بالا از جمله چالش های استفاده از این ماده است. با پیشرفت تکنولوژی، انتظار می رود که ترانسمیترهای فشار با دقت و کارایی بیشتری ساخته شوند و کاربرد گسترده تری در بسیاری از صنایع پیدا کنند.