امروزه گستره‌ی وسیعی از ترانسمیترهای فشار در بازار وجود دارد و همینطور قیمت آن‌ها نیز در بازه‌ای گسترده است. در این مطلب به شما خواهیم گفت که چه مواردی باعث بالا رفتن قیمت در بازار صنعتی کاربر و صنعتی OEM می‌شود تا درک کنید که ترانسمیتر شما چه هزینه‌ای خواهد داشت.
دقت کنید که ما بخش خودروسازی/لوازم خانگی و ترانسمیترها/ترانسمیترهای نوع فرآیند را اینجا در نظر نگرفته‌ایم، چون این بازار و ساختار هزینه‌های مرتبط با آن‌ها، منحصر به فرد است. همچنین، ما از عبارت «ترانسمیتر فشار» استفاده می‌کنیم و منظور ما کلیت سنسور فشار و اسمبل بورد خروجی است، که در برخی صنایع ممکن است به آن فقط سنسور فشار یا ترانسمیتر بگویند. در این مطلب، منظور از سنسور فشار، خودِ المان سنسینگ (تکنولوژی) است، که بخشی از کل محصول ترانسمیتر فشار است.
تا زمانی که مشخص نکنید چه المان‌هایی برای شما مهم است، تعیین دقیق یک ترانسمیتر کار سختی است از طرفی، به عنوان یک نمونه کلی، بازه‌های قیمت برای برخی از بازارها عبارتند از:
- ترانسمیترهای تجهیزات هیدرولیک سیار/OHV قیمت از 25 دلار تا کمتر از 100 دلار به ازای هر واحد
- بازار HVAC از 15 دلار تا کمتر از 700 دلار به ازای هر واحد
- گاز و نفت صنعتی، انرژی و مکان‌های خطرناک از 75 دلار تا کمتر از 500 دلار به ازای هر واحد
- بخش کلی صنعتی از 200 دلار تا کمتر از 800 دلار به ازای هر واحد
- ترانسمیترهای نوع غوطه‌ور از 400 دلار تا کمتر از هزار دلار به ازای هر واحد
- ترانسمیترهای فشار نیمه‌رسانا از 250 دلار تا کمتر از 800 دلار به ازای هر واحد
هزینه یک ترانسمیتر به چه شکل محاسبه می‌شود؟
ساده‌ترین روش تعیین هزینه، حجم است.
در یک مدت زمان مشخص، شما به چند ترانسمیتر فشار نیاز دارید؟
هر چقدر در یک زمان تعداد بیشتری خرید کنید، هزینه شما احتمالا کمتر خواهد بود. از طرفی، در زمان انتخاب یک ترانسمیتر فشار برای کاربرد خود، عوامل بیشتری را باید در نظر بگیرید.
المان‌های نمایش داده شده در شکل یک، مستقیما روی قیمتی که پرداخت می‌کنید تاثیرگذار هستند. دقت کنید که مرجع/بازه فشار، سازگاری با سیالات و دقت/عملکرد، بیشترین تاثیر را روی تغییرات قیمت دارد. بعد از این عوامل هم توان/خروجی، محیط و طراحی/پیکربندی موثر است.
۱. مرجع / بازه فشار
بازه فشار و مرجع (گیج/خلاء، مطلق یا تفاضلی)، اولین گام در تعیین این است که کدام تکنولوژی‌های ترانسمیتر در یک طرح استفاده می‌شود. می‌خواهید چه فشاری را اندازه بگیرید؟ اگر مرجع/بازه فشار مورد نظر را می‌دانید، حالا باید به مساله سازگاری با سیالات فکر کنید.
2. سازگاری با سیالات
سیالی که انتخاب کرده‌اید تا با متریال سنسور شما تطابق داشته باشد، معمولا باعث می‌شود که انتخاب‌های شما از نظر تکنولوژی محدودتر شود. به طور مثال، تکنولوژی‌های مناسب هوای DP دبی پایین، بسیار متفاوت از هیدروژن فشار بالا است.
خیلی سخت است که دقیقا ارتباط بین سیال و تاثیر واقعی در هزینه را متوجه شویم، مگر آنکه سیالی را در نظر دارید که با اکثر متریال‌های خیس‌شونده‌ی ترانسمیترهای رایج، در سطح تکنولوژی سنسور، سازگار نیست. این مساله به سیال کاربرد بستگی دارد که تکنولوژی استفاده شده و هزینه را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
سپس سراغ سومین عامل مهم در فرآیند طراحی می‌رویم. وقتی که نیازمندی‌های بازه فشار و سازگاری سیال را مشخص کردید، حال متوجه می‌شوید که دقت می‌تواند مستقیما روی قیمت ترانسمیتر تاثیرگذار باشد.
3. درستی / عملکرد
به عنوان یک قاعده کلی در بازار ترانسمیتر صنعتی، یک درستی 0.25% نسبت به یک ترانسمیتر با درستی 1.0% هزینه بیشتری دارد. اگر مشخصات طراحی ترانسمیتر و کاربرد خیلی شبیه هستند، این جمله حتی بیشتر صدق می‌کند، اما عوامل دیگری هم در تعریف درستی وجود دارند.
دقت دارای چندین المان مهم است. به طور مثال، پایداری (دریفت درازمدت و تکرارپذیری درازمدت خوانش خروجی) در یک کاربرد اتاق تمیز داروسازی که مورد نیاز تایید شدن منظم است، چقدر اهمیت دارد؟ در یک خط قطار OEM با عمر خدمات بالای 20 سال یا کاربرد OHV چطور، که هر سه نیازمند کالیبراسیون با فواصل منظم هستند تا درست عمل کنند؟
آیا مهم است که افست‌های خروجی اسپن و صفر در دقت در نظر گرفته شوند، چون این دو می‌توانند در برخی محصولات، به خطای ±2% از FS منجر شوند؟ وقتی که تعویض‌پذیری میدانی و دقت موقع خرید (out-of-the-box) مهم باشد، این مورد خیلی مفید است. در برخی موارد، اگر بیانیه دقت معمولی (تیپیکال) باشد، آن وقت این سوال مطرح می‌شود: آیا مهم است که یک دقت مشخص و دقیق برآورده شود یا یک مورد تیپیکال و رایج کافی‌ست؟
به شیوه‌ای که یک تولیدکننده ترانسمیتر، دقت و مشخصات عملکرد محصول خود را منتشر می‌کند، اغلب «مهارت مشخصات» یا Specmanship گفته می‌شود. در بسیاری از بخش‌های جهان، استاندارد صنعتی توافق‌شده‌ای وجود ندارد و دقت با این موارد تعریف می‌شود: BFSL و RSS و ترمینال و اِند پوینت و باند خطای کل و تیپیکال (typical). با هر یک از این عباراتی که ذکر شد، یک دقت بیان شده 0.25% را می‌توان به روش‌های متفاوتی ترجمه و تفسیر کرد.
مساله‌ی بزرگ‌تر این است که مقادیر واقعی عملکرد را بدانید که با اصطلاحات و عبارات دقت ذکرشده، جمع می‌شوند. برخی از این آپشن‌ها و قابلیت‌ها عبارتند از عدم خطی بودن، هیسترزیس، تکرارپذیری، خطاهای صفر، خطاهای اسپن، عملکرد حرارتی، دریفت/پایداری درازمدت و زمان گرم شدن (warm-up). این آپشن‌ها تعیین می‌کنند که ترانسمیتر شما چقدر دقیق عمل می‌کند. اینکه بدانید دقت و مقادیر واقعی عملکرد مورد نیاز کاربرد شما چیست، تاثیری قابل توجه بر موفقیت یا شکست در کاربرد مورد دارد، و همینطور در تعیین هزینه هم موثر است.
المان‌های زیر داخل درستی و دقت، بزرگ‌ترین تاثیر را روی هزینه دارد:
خطاهای افست اسپن و صفر می‌تواند بزرگ‌ترین تاثیر را روی دقت عملکرد ترانسمیتر بگذارد. معمولا در بیانیه‌ی دقت معمول (تیپیکال) بیان نمی‌شود، یک محصولی که در صفر و اسپن تنظیم شده، معمولا عملکرد، مقدار و هزینه‌ی بالاتری دارد. این مقدار می‌تواند مستقیما روی نصب، برپایی، تغییرپذیری میدانی و هزینه‌ی کلی مالکیت ترانسمیتر تاثیرگذار باشد.
تاثیرات دمایی معمولا به عنوان عامل مجزای تاثیرگذار روی بیانیه عملکرد کلی ترانسمیتر بیان می‌شوند و ممکن است خطای بیشتری در بیانیه اضافه کند. معمولا، این به یک خطای بزرگ‌تر در سیگنال خروجی با کاهش یا افزایش دما از نظر دمای محیطی منتهی می‌شود.
با آنکه برخی تولیدکنندگان شاید یک بیانیه خطای کل را ارائه دهند که شامل این خطاها در مشخصات کلی می‌شود (معمولا به آن باند خطای کل گفته می‌شود)، اینکه خروجی و دقت در یک بازه دمای کاری خاص چه خواهند بود، مهم است (معمولا به آن عملکرد حرارتی گفته می‌شود).
صرف زمان برای تصحیح خروجی ترانسمیتر در یک دما در فرآیند تولید و کالیبراسیون محصول قابل انجام است. هر چقدر نیازمندی دقت روی بازه دمای کاری بهتر باشد، هزینه ترانسمیتر بالاتر خواهد بود.
پایداری درازمدت (دریفت) در سنسورهای فشار، توسط حداکثر تغییر قابل قبول در مقادیر صفر و اسپن تحت شرایط نرمال و معمولا به عنوان درصدی از فول‌اسکیل در مدت 12 ماه تعریف می‌شود. این آخرین مورد در تعیین این است که از چه تکنولوژی‌هایی می‌توان استفاده کرد. پایداری، بخشی ذاتی از تکنولوژی و کنترل ممکن روی فرآیندهای تولید است. به زبان ساده، هر چقدر پایداری درازمدت یک سنسور فشار بهتر باشد، دقت/عملکرد محصول بهتر خواهد بود و احتمال بالاتر رفتن هزینه ترانسمیتر هم وجود دارد.
4. خروجی/منبع تغذیه
نیازمندی‌های خروجی موقع بررسی ترانسمیترهای فشار، با بکارگیری تکنولوژی دیجیتال / ASIC توسط اکثر تولیدکنندگان برای مدارات جبران/خطی‌سازی داخلی، تاثیر کمتری در هزینه دارند. از طرفی، بخری خروجی‌های خاص همچون IO-Link یا J1939 شاید نیازمند مدارات بیشتر یا حتی بوردهای مدارات چاپ‌شده (PCB) باشند و به هزینه محصول اضافه کنند.
مدارات جبرانی آنالوگ سنتی هزینه را بالا می‌برند اما ممکن است در کاربردهایی مثل هسته‌ای، نظامی، رزولوشن بالا و/یا کاربردهایی با زمان پاسخ بسیار سریع، فوایدی داشته باشند. ابتدا مشخص کنید که برای کاربر شما بهترین مورد کدام است و اگر در صنعت شما رایج باشد، احتمالا تاثیر هزینه خیلی قابل توجه نیست.
در اغلب موارد، وقتی که نیازمندی خروجی خود را تعریف کنید، به انتخاب منبع تغذیه و ورودی‌های شما منجر می‌شود.
5. محیط
سه جنبه از محیط خارجی را موقع انتخاب ترانسمیتر فشار مناسب باید در نظر بگیرید که می‌تواند روی هزینه هم تاثیرگذار باشد:
درجه‌بندی IP (درجه حفاظت): این مساله کاملا به این برمی‌گردد که کاربرد داخلی است یا خارجی اینکه ترانسمیتر شما قرار است در یک زمان مشخص، تا چه حدی در معرض آب و رطوبت قرار بگیرد. این سوالات را بپرسید: برای کاربرد شما چه درجه‌بندی IP نیاز دارید و چرخه عمر مورد نیاز چقدر است؟ روش‌های استفاده شده برای ونت کردن یک ترانسمیتر (برای کاربردهای مرجع گیج) و مکانیسم‌های سیلینگ پوشش ترانسردوسر برای کاربردها در IP67 و IP69 یا غوطه‌ور، تعیین می‌کند که ترانسمیتر در محیط‌های مشخص مورد نظر، با گذر زمان، چقدر خوب عمل می‌کند.
مکان‌های خطرناک: اگر نیاز باشد، از رویکرد IS (ذاتا ایمن) یا غیرمحرک (غیر جرقه‌ای) یا ضد انفجار/ضد شعله استفاده کنید. به طور کلی، طراحی‌های تایید شده برای ذاتا ایمن و غیرمحرک، از مداراتی اضافه، فضای اجزا و کپسوله‌سازی بهره می‌برند که در مقایسه با ترانسمیترهای صنعتی معمولی، هزینه را افزایش می‌دهد.
طراحی‌های ضد انفجار/ضدشعله به دلیل نیازمندی‌های مکانیکی، هزینه‌ی بالاتری دارند تا پاسخگوی نیازمندی‌های سازمان‌های ایمنی باشند، همچون اتصالات مجرایی (conduit) با جداسازی یا ایزولاسیون سیم‌های داخلی، ونتینگ (تخلیه‌ی) مسیر ضد شعله (برای مرجع گیج) و طراحی‌های پوشش مقاوم‌تر.
EMI/RFI: تداخل الکترومغناطیسی فرکانس رادیویی یا همان EMI/RFI، نتیجه‌ی استاندارد کلی محافظت است که در اکثر ترانسمیترهایی صنعتی که دارای علامت CE هستند، محقق شده است. از طرفی، محیط‌های زیادی وجود دارد که کاربران ممکن است بخواهند از ترانسمیترهای فشار استفاده کنند و سطوح EMI/RFI (چه رسانشی، چه تابشی) فراتر از این سطوح است.
این محیط‌ها عبارتند از: مجاورت به برخی VFDها (درایو فرکانس-متغیر)، سیستم‌هایی که اتصال به زمین شاید یکدست و پیوسته نباشد، کاربردهای خط آهن و مترو، موارد مرتبط با رعد و برق و سایر موارد. به دلیل اضافه شدن قطعات الکترونیکی یا تکنیک‌های تولید برای محافظت از قطعات الکترونیکی داخلی و حفظ صحت خروجی، هزینه بالاتر می‌رود.
6. پیکربندی محصول/طرح
بکارگیری یک نمایشگر یا کانکتور نوع نظامی، معمولا هزینه را افزایش می‌دهد. یک مساله‌ای که شاید نادیده گرفته شود، تفاوت کابل یکپارچه با کانکتور یکپارچه است.
برای بسیاری از تولیدکنندگان، تولید یک کابل یکپارچه نسبت به کانکتور یکپارچه، هزینه بیشتری دارد. از طرفی، نیاز است که این مساله در مقابل اسمبل کابل زوج، بررسی شود یا اینکه آیا یک کابل یکپارچه، فایده‌ای برای محیط دارد یا خیر (IP67+).
اگرچه برخی از المان‌های پیکربندی محصول/طرح در طرح‌های بسیاری ذاتی هستند، با اضافه کردن بسیاری از آپشن‌های فهرست‌شده، شما در اغلب مواقع، افزایش قیمت را به شکل همزمان می‌بینید.
برای عوامل پیکربندی محصول/طرح دیگر که روی هزینه تاثیرگذار هستند، سه المان اساسی ابتدایی، تکنولوژی‌های موجود را تعریف می‌کند و کمک می‌کند که طرح پایه‌ای ترانسمیتر و همینطور هزینه پایه در بازار تعیین شود. بر همین اساس، و بسته به طرح شما، آپشن‌هایی که انتخاب می‌شوند، معمولا به هزینه می‌افزاید.