راهنمای انتخاب سنسور فشار مناسب
سنسور فشار (ترانسمیتر فشار) چیست ؟
سنسور فشار یا ( ترانسمیتر فشار) یک تجهیز اندازه گیری فشار است که پارامتر مکانیکی فشار را به یک سیگنال خروجی الکتریکی تبدیل می کند.
راهنمایی جهت انتخاب سنسور فشار متناسب با نوع کاربرد و شرایط محیطی همواره یکی از اساسی ترین نیاز های صنعتگران و ماشین سازان می باشد. در بسیاری از موارد نیازی به صرف هزینه زیاد برای تهیه سنسور فشار نمی باشد ولی در برخی از کاربرد های خاص و حساس انتخاب اشتباه سنسور و عدم توجه به مشخصات فنی آن می تواند منجر به صدمات و خسارات جبران ناپذیر گردد.
تعریف فشار
در مکانیک سیالات، فشار عبارت است از نیروی عادی اعمال شونده بر روی یک سطح.
از نظر ریاضی، میزان فشار (P) در یک نقطه به صورت زیر مشخص می‌شود:
یکای SI (سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها) برای فشار، پاسکال (Pa) است که اسمی است که برای یک نیوتون بر مترمربع (N/m2) انتخاب شده است.
بر اساس قانون پاسکال، یک تغییر در فشار در هر نقطه در یک سیال محصور، در حالت سکون، به شکل کاهش نیافته به تمام نقاط در سیال منتقل می‌شود.
واحدهای متریک مورد استفاده برای اندازه گیری فشار، نیوتن بر متر مربع(N/m²) و معمولاً کیلو پاسکال (kPa) می باشند.به عنوان مثال، فشار اتمسفر در سطح دریا 101.3 کیلو پاسکال است. واحدهای انگلیسی برای اندازه گیری فشار، psi و psf هستند.
فشار یکی از پر کاربردترین کمیت های مورد استفاده در صنایع مختلف می باشد. طیف گسترده ای از انواع سنسور فشار با ویژگی های متنوع موجود می باشد که هر کدام متناسب با کاربردی خاص و شرایط محیطی متنوع طراحی شده اند.
تعریف فشار در ویکی پدیا
فشار یک کمیت نرده‌ای است که به صورت نیرو بر واحد سطح تعریف می‌شود. یکای فشار در دستگاه بین‌المللی یکاها پاسکال است. یک پاسکال برابر یک نیوتون بر مترمربع (N/m²) است. فشار گیج، فشاری است که معمولاً در فشارسنج‌ها نشان داده می‌شود و مقدار آن نسبت به فشار محیط سنجیده می‌شود.
برای بیان فشار از واحدهای متنوعی استفاده می‌شود. پاسکال، پوند بر اینچ مربع، میلیمتر ستون آب، اینچ جیوه، بار و اتمسفر برخی از واحدهای استفاده شده برای بیان فشار است.
اندازه‌گیری فشار و تاریخچه‌ای کوتاه
سال‌های سال است که اندازه‌گیری فشار، مورد توجه علم قرار گرفته است. در پایان قرن شانزدهم میلادی، گالیلئو گالیله (1564 تا 1642) حق ثبت اختراع سیستم پمپ آب استفاده شده در سیستم آبیاری را به نام خود ثبت کرد.
(بیشتر بدانید: در سال 1592، گالیله با استفاده از یک لوله آزمایش و یک ظرف آب، اولین دماسنج را سر هم کرد. لوله برعکس شده بود و تا نیمه در آب بود، در نتیجه زمانی که هوای داخل لوله خنک شود، حجم کاهش پیدا می‌کند و آب بالا می‌آید. وقتی این هوا گرم شود، حجم بیشتر شده و آب به زور بیرون می‌رود. در نتیجه سطح آب، دمای هوای را اندازه‌گیری می‌کند.)
هسته‌ی اصلی این پمپ، یک سیستم مکش بود که می‌توانست آب را تا حداکثر 10 متر بالا ببرد. او هرگز دلیل این محدودیت را متوجه نشد، که انگیزه‌بخش دیگر دانشمندان شد تا این پدیده را مورد مطالعه قرار بدهند.
در سال 1643، فیزیکدان ایتالیایی اوانجلیستا توریچلی (1608-1647) فشارسنج (بارومتر) را ابداع کرد که با آن می‌توانست فشار اتمسفریک (نیروی هوا روی سطح زمین) را ارزیابی کند.
او با پر کردن یک لوله یک متری با جیوه یک آزمایش انجام داد، یک سوی این لوله سیلد (بسته) بود و سمت دیگر غوطه‌ور در ظرفی از جیوه. ستون جیوه همیشه تقریبا 760 میلیمتر غوطه‌ور بود. او دقیقا دلیل این پدیده را نمی‌دانست، بنابراین آن را به نیروی تولید شده در سطح زمین نسبت داد. توریچلی همچنین نتیجه گرفت که فضایی جا گذاشته در ابتدای لوله خالی بوده و اسم آن را «خلاء» گذاشت.
پنج سال بعد، فیزیکدان فرانسوی بلز پاسکال از این بارومتر استفاده کرد تا نشان دهد که فشار هوا در بالای کوهستان، کمتر است.
در سال 1650، فیزیکدان آلمانی اتو فون گریکه اولین پمپ هوای بهینه را ابداع کرد، که رابرت بویل با آن آزمایش‌های تراکم و رفع تراکم را انجام داد و 200 سال بعد فیزیکدان و شیمی‌دان فرانسوی ژوزف لویی گیلوساک، تعیین کرد که فشار گاز، محصور شده در حجمی ثابت، متناسب با دمای آن است.
در سال 1849، یوجین بوردون، لوله بوردن را ثبت اختراع کرد که تا همین امروز برای اندازه‌گیری فشار نسبی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سال 1893، امیل آماگات از پیستون وزن مرده در اندازه‌گیری‌های فشار استفاده کرد.
در چند قرن اخیر، با ظهور تکنولوژی دیجیتال، گستره‌ی بسیار متنوعی از تجهیزات برای کاربردهای مختلف در بازارها پدیدار شدند. تعیین مشخصات فشار از همان زمانی که به مقادیر قابل اندازه‌گیری تبدیل شد، ارزش بسیاری پیدا کرد.
کل سیستم اندازه‌گیری فشار از یک المان اولیه تشکیل شده است، که در تماس مستقیم یا غیرمستقیم با فرآیند است، جایی که تغییرات فشار رخ می‌دهد و یک المان ثانویه (ترانسمیتر فشار) که وظیفه‌ی آن تبدیل تغییرات در مقادیر قابل اندازه‌گیری برای استفاده در نمایش، نظارت و کنترل است.
فشار استاتیک، فشار دینامیک، فشار سکون
در این بخش قصد داریم ترم‌های فشار در مکانیک سیالات و در اصل برنولی را بررسی نموده و به معرفی تفاوت‌ها و ارتباط میان آنها بپردازیم. این ترم‌ها عبارتند از:
فشار استاتیک (Static Pressure)
فشار دینامیک (Dynamic Pressure)
فشار سکون (Stagnation Pressure, Ram Pressure, Total Pressure, Pitot Pressure)
فشار استاتیک
فشار استاتیک، که گاهی فشار هیدرواستاتیک (Hydrostatic Pressure) نیز نامیده می‌شود، فشاری است که توسط سیالی که در حالت استراحت قرار دارد، اعمال می‌شود. این سیال می‌تواند مایع یا گاز باشد. از آنجایی که سیال حرکت ندارد، فشار استاتیک نتیجه‌ی وزن سیال یا همان نیروی جاذبه‌ی وارد بر ذرات سیال است.
برای محاسبه‌ی فشار استاتیک دو روش وجود دارد:
- روش استفاده از رابطه‌ی زیر است:
P = فشار
F = نیروی اعمال شونده توسط سیال
A = سطحی که به آن نیرو وارد می شود
- روش محاسبه‌ی محاسبه هد فشار (Pressure Head)
در این روش هد فشار بیان گر مقدار ارتفاعی است که سیال، در صورت از بین رفتن و حذف نیروهای محصور کننده وارد به آن، بالا می‌رود. بنابراین واحد “هد فشار” از جنس طول است.
هد فشار برابر است با تقسیم فشار بر وزن مخصوص سیال
فشار داینامیک
فشار دینامیک، فشاری است که به دلیل حرکت سیال به‌وجود می‌آید. این فشار در سیالات تراکم ناپذیر به صورت زیر تعریف می‌شود:
که در آن، ρ چگالی سیال، و V شدت جریان سیال است.
در واقع فشار دینامیک وابسته به سرعت سیال و اصل برنولی است و یکی از ترم‌های معادله برنولی می باشد.
فشار سکون
در دینامیک سیالات، فشار سکون (فشار پیتو یا فشار کل)، فشار استاتیک در نقطه‌ی سکون (Stagnation Point) در جریان یک سیال است. در نقطه‌ی سکون، سرعت سیال صفر بوده و همه‌ی انرژی جنبشی به صورت ایزونتروپیک به فشار تبدیل می‌شود.
فشار سکون برابر با حاصل جمع دو فشار دینامیک و استاتیک یک جریان آزاد است:
باید توجه داشت در این حالت برای محاسبه‌ی فشار استاتیک در جریان درون یک لوله، باید ارتفاع سیال را از محور میانی لوله در نظر گرفت.
فشار استاتیک ، فشار داینامیک و فشار سکون چه تفاوتهای با یکدیگر دارند ؟
تفاوت سنسور فشار، ترانسدیوسر فشار، ترانسمیتر فشار، سوئیچ فشار و گیج فشار
سنسور فشار
اصطلاح “سنسور فشار” را می توان یک توصیفی کلی برای هر تجهیزی در نظر گرفت که کمیت فشار را اندازه گیری کرده و خروجی مناسبی را در پاسخ به آن ارائه می دهد. به عبارت دیگر سنسور فشار به تجهیزی گفته می شود که فشار را اندازه گیری کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
به طور کلی سنسور فشار یک اصطلاح فراگیر است که شامل تمام ترانسدیوسرهای فشار، ترانسمیترهای فشار و سوئیچ های فشار می شود. همه ترانسدیوسرها، ترانسمیترها و سوئیچ های فشار، نوعی سنسور فشار هستند.
ترانسمیتر فشار (ترنسمیتر فشار)
ترانسمیتر فشار، تجهیز اندازه گیری فشاری است که دارای سیگنال خروجی جریانی می باشد. به عبارت دیگر ترانسمیتر فشار، ولتاژ خروجی سنسور را به یک سیگنال الکتریکی جریانی تبدیل می کند که معمولاً برای اتصال به لوپ جریانی استاندارد 4 – 20 mA طراحی شده و به طور گسترده در فرآیند های کنترلی صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
در مقابل ترانسدیورهای ولتاژی، ترانسمیترهای فشار، یک خروجی جریانی با امپدانس پایین دارند و معمولا برای انتقال سیگنال های 4 – 20 mA طراحی شده اند. خروجی آن ها ممکن است برای استفاده با لوپ جریانی ۲ سیمه یا حتی ۴ سیمه طراحی شود که از هر دو نوع به طور وسیعی در صنعت استفاده می شود.
ترانسدیوسر فشار
ترانسدیوسر فشار، یک تجهیز الکترومکانیکی است که مقادیر فشار را به یک سیگنال ولتاژی تبدیل می کند. این ولتاژ خروجی می تواند در حد چند میلی ولت یا چند ولت باشد. بنابراین به طور کلی ترانسدیوسرهای فشار به دو دسته تقسیم می شوند:
- ترانسدیوسر فشار با خروجی میلی ولت
- ترانسدیوسر فشار با خروجی ولتاژی
سوئیچ فشار
بر خلاف ترانسدیوسر و تراسنمیتر فشار که متناسب با تمامی تغییرات فشار یک سیگنال الکتریکی تولید می کنند، سوئیچ فشار (پرشر سوئیچ) تجهیزی است که قادر به تشخیص تغییرات در فشار سیال می باشد و دارای یک سوئیچ الکتریکی است که می تواند در یک فشار معین (نقطه Set point) یک کنتاکت الکتریکی را باز یا بسته نماید. به عبارت دیگر به محض اینکه فشار سیال از نقطه تنظیم (Set point) بیشتر یا کمتر شود (متناسب با نوع سوئیچ فشار)، سوئیچ تحریک شده وضعیت ها کنتاکت را از حالت باز (NO) به حالت بسته (NC) و یا برعکس تغییر می دهد. همچنین نقطه تنظیم می تواند به صورت یا ثابت یا قابل تنظیم باشد.
گیج فشار
گیج فشار (پرشر گیج) یک تجهیز برای اندازه گیری و نمایش فشار سیالات (مایعات و گازها) می باشد. معمولا هنگامی که درباره پرشر گیج صحبت می کنیم به یاد گیج های آنالوگ عقربه ای با صفحه نمایش مدرج شده می افتیم. ولی در واقع به طور کلی گیج های فشار به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
- گیج فشار (پرشر گیج) آنالوگ (Analog Gauge)
- گیج فشار (پرشر گیج) دیجیتال (Digital Gauge)
-
گیج فشار آنالوگ
گیج های فشار آنالوگ، که اغلب به آنها گیج مکانیکی یا گیج فشار عقربه ای نیز گفته می شود، از یک عقربه متحرک به منظور نمایش دادن میزان فشار ورودی بر روی یک صفحه نمایش مدرج شده استفاده می کنند. گیج های فشار آنالوگ تقریبا همه جا یافت می شود زیرا گزینه ای دقیق و ارزان قیمت را ارائه می دهد که به تغذیه و تعمیر و نگهداری احتیاجی ندارد.
-
گیج های فشار دیجیتال
گیج های فشار دیجیتال از سنسورها و ریز پردازنده های پیشرفته برای نمایش بسیار دقیق فشار بر روی یک نمایشگر دیجیتال استفاده می کنند. گرچه گیج های فشار دیجیتال به طور کلی گران تر از گیج های فشار آنالوگ هستند، اما ویژگی های جذابی به همراه دارند که آنها را برای کاربرد های متفاوت مناسب می سازد.
تفاوت میان سنسورفشار، ترانسدیوسر فشار، ترانسمیتر فشار، سوئیچ فشار و گیج فشار چیست؟
برای اطمینان از انتخاب تجهیز مناسب به منظور استفاده در کاربرد نهایی، درک تفاوت در معانی این اصطلاحات بسیار مهم است. به ویژه تفاوت هایی که در مورد هزینه، توان مصرفی، حساسیت در برابر نویز و محدودیت های مربوط به سیم کشی و نصب وجود دارد.
معمولا اصطلاحات سنسور فشار، ترانسدیوسر فشار، ترانسمیتر فشار و سوئیچ فشار واژه های Interchangeable هستند که به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرند، اما آیا تفاوتی بین این سه تجهیز وجود دارد؟
چگونه می توان تفاوت های میان این اصطلاحات تشخیص داد؟
در این مقاله به معرفی کامل سنسور فشار، ترانسدیوسر فشار، ترانسمیتر فشار، سوئیچ فشار و گیج فشار خواهیم پرداخت و همچنین ویژگی ها، تفاوت ها و مزیت های هر کدام نسبت به یکدیگر را بیان خواهیم نمود.
اجزای ترانسمیتر فشار و ساختمان داخلی آن
تفاوت میان سنسور فشار مطلق،سنسور فشار گیج و سنسور فشار دیفرانسیل چیست؟
در تجهیزات اندازه گیری فشار همواره فشار نسبت به یک مرجع مشخص اندازه گیری می شود.
سنسور فشار مطلق (Absolute): در این سنسور فشار مرجع اندازه گیری فشار، خلاء مطلق یا وکیوم (Perfect Vacuum) می باشد.
سنسور فشار گیج (Gauge): در این نوع سنسور فشار مرجع اندازه گیری فشار، فشار جو (اتمسفر) یا همان فشار هوای اطراف کره زمین می باشد.
سنسور فشار دیفرانسیل (Differential): این نوع از سنسور های فشار، اختلاف فشار میان دو خط فشار (نقطه فشار) که هر دو به عنوان ورودی به صورت همزمان به سنسور وارد می شوند را اندازه گیری می کنند.
تفاوت میان انواع سنسورهای فشار مطلق، گیج و تفاضلی ؟
به منظور انتخاب یک سنسور فشار مناسب برای یک کاربرد خاص، علاوه بر محدوده فشار (Pressure Range)، نوع اندازه گیری فشار توسط سنسور نیز باید در نظر گرفته شود.
به منظور انتخاب یک سنسور فشار مناسب برای یک کاربرد خاص، علاوه بر محدوده فشار (Pressure Range)، نوع اندازه گیری فشار توسط سنسور نیز باید در نظر گرفته شود.
تفاوت میان سنسور فشار دیافراگمی (Flush diaphragm) و سوزنی یا قلمی (Internal diaphragm) چیست؟
در مواقعی که نیاز به اندازه گیری فشار سیالات فاسد شدنی، خمیری، چسبناک و دارای ویسکوزیته بالا (high Viscosity) و سیالاتی که دارای ذرات جامد معلق (سیالاتی که امکان رسوب شدن و ته نشین شدن دارند) می باشد از سنسور فشار دیافراگمی استفاده می شود.
استفاده از سنسور های فشار به اصطلاح سوزنی (قلمی یا نفوذی) در این گونه مواقع می تواند منجر به گیر کردن سیال داخل پورت فشار سنسور و مسدود شدن آن و یا رسوب کردن ذرات بر روی دیافراگم داخلی سنسور شود. همچنین اگر سیال فاسد شدنی باشد (مانندلبینات، شیر و …) عدم وجود دبی (حرکت) داخل پورت فشار منجر به فاسد شدن سیال داخل آن و در نتیجه کل سیال خواهد شد.
تفاوت میان سنسور فشار مثبت ،سنسور فشار خلاء و سنسور فشار ترکیبی چیست؟
سنسور فشار مثبت: این دسته از سنسور های فشار قادر به اندازه گیری فشار های بیشتر از صفر (فشار جو) می باشند. مانند: محدوده فشار [10 … 0] بار
سنسور فشار خلاء: این دسته از سنسور فشار فقط قادر به اندازه گیری فشار های خلاء (وکیوم Vacuum یا کمتر از فشار جو) می باشند. مانند: محدوده فشار [0 … 1-] بار
سنسور فشار ترکیبی: این دسته از سنسور فشار قادر به اندازه گیری فشار های خلاء و مثبت به طور همزمان می باشند. مانند: محدوده فشار [10 … 1-] بار
اندازه‌گیری خلا
خلا، بازه‌ای از فشار است که بین فشار صفر مطلق و فشار اتمسفریک قرار دارد.
فشارهای خلا در بازه چند میلی‌بار تا سقف فشار اتمسفریک به راحتی توسط تجهیزات اندازه‌گیری فشار بر اساس دیافراگم، اندازه‌گیری می‌شود.
در این بازه از فشارهای خلا جزئی، رایج است که خلا را با استفاده از مرجع گیج منفی یا دستگاه سنسینگ فشار مرجع مطلق اندازه‌گیری کنیم.
انتخاب گیج منفی یا مرجع مطلق به این بستگی دارد که آیا شما به دنبال اندازه‌گیری فشار در مقایسه با فشار اتمسفریک هستید یا خلا کامل.
فشارهای خلا بالا بسیار نزدیک به فشار صفر مطلق هستند و اندازه‌گیری آنها با ابزار نوع دیافراگمی سخت‌تر است. در فشارهای خلا بالا، ضروری است که از تکنولوژی سنسور متفاوتی استفاده کنید که بر اساس یونیزه شدن یا اصول اندازه‌گیری رسانایی حرارتی است.
فشارهای خلا در بسیاری از کاربردها، در حوزه‌های تحقیقاتی و صنعتی استفاده می‌شوند، همچون: حذف گاز/بخار، تستینگ و آزمایش نشتی، ابزار پیکاپ (بلند کردن)، ضدعفونی کردن و استریل کردن، پردازش نیمه‌رسانا و شبیه‌سازی ارتفاع.
منظور از فشار بیش از حد (Overpressure) و فشار انفجار (Burst pressure) چیست؟
منظور از فشار مازاد (Overpressure) حداکثر فشار خارج از محدود رنج فشار یک سنسور می باشد.این فشار در صورتی که به سنسور وارد شود هیچ مشکلی برای سنسور به وجود نمی آید و پس از قطع فشار سنسور سالم خواهد ماند.
منظور از فشار انفجار (Burst pressure) حداکثر فشار خارج از محدود رنج فشار یک سنسور می باشد که در صورتی که به سنسور وارد شود منجر به از هم گسیختن سنسور می شود.
معمولا مشخصات مربوط به فشار مازاد (Overpressure) و فشار انفجار (Burst pressure) در داخل کاتالوگ (دیتا شیت) محصول ذکر شده است.
انتخاب سنسور فشار بدون توجه به میزان فشارهای ذکر شده، یکی از مهمترین دلایل خرابی سنسور هاست. بنابراین قبل از خرید و نصب سنسور فشار توجه به میزان Overpressure و Burst Pressure ذکر شده در دیتاشیت سنسور امری الزامیست.
در این مقاله به معرفی کامل محدوده فشار Pressure Range و Overpressure و Burst Pressure خواهیم پرداخت.
تفاوت میان Overpressure و Burst Pressure چیست؟
در این ویدئو به معرفی کامل محدوده فشار Pressure Range و Overpressure و Burst Pressure خواهیم پرداخت.
تاثیر دما بر روی سنسور فشار
فشار و دما از جمله مهترین و پرکاربرد ترین کیمت ها در بسیاری از فرآیند های صنعتی می باشند. از آنجایی که دما تاثیر بسیار زیادی در عملکرد سنسور های فشار دارد، همواره هنگام انتخاب سنسور فشار مناسب باید به پارامترهای دمایی ذکر شده داخل دیتا شیت هر سنسور به دقت توجه نمود.
(Ambient Temperature) دمای محیط
دمای سیال (Media Temperature)
دمای عملکرد سنسور (Operating Temperature)
دمای نگهداری (Storage Temperature)
دمای جبران شده (Compensated Temperature)
در این مقاله به بررسی کامل تاثیر دما بر روی سنسورهای فشار خواهیم پرداخت.
نقش دما در سنسور فشار
دما تاثیر بسیار زیادی بر عملکرد سنسور دارد به گونه ایی که افزایش یا کاهش دما از میزان خاصی باعث خروجی های نامتعارف و حتی خرابی سنسور می شد. در این ویدیو به موضوع دما پرداخته ایم.
voltage (منبع تغذیه ولتاژ) چیست ؟
کلیه تجهیزات الکترونیکی نیاز به ولتاژ تغذیه دارد که این ولتاژ می تواند DC یا AC باشد.
مقدار این ولتاژ در هر تجهیزی از طرف کمپانی سازنده به مصرف کننده اعلام میگردد.
در ورودی سنسورهای فشار عموما از منبع ولتاژ DC برای تغذیه استفاده می گردد که مقدار آن با توجه به نوع سنسور و خروجی آن به صورت بازه های متفاوت بیان می شود.
حفاظت در برابر ولتاژ معکوس (Reverse Voltage Protection)
سیگنال خروجی ترانسمیتر (Output signal)
مزایای ترانسمیتر های دارای سیگنال جریانی نسبت سیگنال ولتاژی
چرا معمولا از استاندارد 4 – 20 mA استفاده می شود؟
انواع سیگنال خروجی سنسور فشار چیست؟
خروجی سنسور فشار در دو نوع آنالوگ و دیجیتال موجود می باشد.
برخی از سیگنال های آنالوگ عبارتند از:
20 … 4 میلی آمپر ، 20 … 0 میلی آمپر ، 10 … 0 ولت ،5 … 0 ولت , 4.5 … 0.5 ولت
برخی از سیگنال های دیجیتال عبارتند از:
هارت (HART) ، مودباس (Modbus) ، پروفی باس (PROFIBUS) ، فیلد باس (Fieldbus) ، اترنت (Ethernet) ، کن اپن( CANopen ) و غیره.
ریشیومتریک یا Ratiometric
ریشیومتریک (نسبت‌سنج) برای توصیف سیگنالی خروجی استفاده می‌شود که تغییرات آن، متناسب با تغییر ورودی یا ولتاژ تغذیه است.
یک دستگاه ریشیومتریک معمول، یک سنسور فشار با خروجی استرین‌گیج است، جایی که حساسیت خروجی به عنوان نسبتی بین ولتاژ تغذیه ورودی و خروجی توصیف می‌شود.
اگر سنسور به این شکل توصیف شود که حساسیت خروجی ریشیومتریک 3 mV/V دارد، این یعنی خروجی فول اسپن (full span) به ازای هر ولت افزایش در ولتاژ تغذیه، 3 میلی‌ولت افزایش پیدا می‌کند.
در این مقاله به بررسی کامل منبع تغذیه ولتاژ و انواع سیگنال خروجی خواهیم پرداخت.
دیافراگم سیل چیست ؟
از دیافراگم سیل که با نام های سیل شیمیایی یا سیل از راه دور(Chemical seal – Remote seal) نیز شناخته می شود، برای اندازه گیری فشار سیال های (مایع و گاز) تحت فشاری استفاده می شود که نباید به طور مستقیم با تجهیزات اندازه گیری در تماس باشند.
دیافراگم سیل دارای دو وظیفه اصلی می باشد:
- جداسازی تجهیزات اندازه گیری فشار از سیال تحت فشار
- انتقال فشار سیال به تجهیزات اندازه گیری فشار
نحوه عملکرد دیافراگم سیل
کاربرد دیافراگم سیل
جنس دیافراگم سیل
کپیلاری چیست ؟
در بسیاری موارد، میان دیافراگم سیل و تجهیزات اندازه گیری فشار، از تجهیزی به نام کپیلاری به منظور حذف یا به حداقل رساندن اثرات دما سیال به روی تجیهزات اندازه گیری فشار استفاده می شود. ولی باید این نکته را در نظر داشت که استفاده ار کپیلاری بر زمان پاسخگویی (Response time) کل سیستم تاثیر می گذارد و منجر به افزایش آن می شود.
در این مقاله به بررسی کامل دیافراگم سیل و کپیلاری خواهیم پرداخت.
دیافراگم سیل و کپیلاری چیست و چگونه کار می کنند ؟
دما تاثیر بسیار زیادی بر عملکرد سنسور دارد به گونه ایی که افزایش یا کاهش دما از میزان خاصی باعث خروجی های نامتعارف و حتی خرابی سنسور می شد. در این ویدیو به موضوع دما پرداخته ایم.
تفاوت میان دقت، درستی و خطی بودن در یک سنسور فشار چیست؟
Accuracy به معنی درستی می باشد که بیان کننده نزدیک بودن مقدار اندازه گیری شده توسط سنسور به مقدار واقعی می باشد. هر چقدر درستی یک سنسور کوچکتر باشد در نتیجه سنسور دقیق تر است. معمولا درستی سنسور به عنوان درصدی از FS یا FSO بیان می شود.به طور مثال:
Accuracy = 0.5%FS
Precision به معنی دقت می باشد که بیان کننده میزان تفاوت نتایج حاصل است چند اندازه گیری متوالی می باشد.
Linearity به معنی خطی بودن خروجی سنسور می باشد، در واقع بدین معنی است که منحنی مشخصه خروجی سنسور تا چه اندازه خطی و منطبق بر منحنی ایده آل می باشد.
خطی بودن خروجی یک سنسور و دقت و درستی سنسور فشار مباحثی جدا از یکدیگر می باشند که در اکثر مواقع به اشتباه مورد استفاده قرار می گیرند.
در این مقاله به بررسی کامل درستی سنسور فشار،دقت و خطی بودن خواهیم پرداخت.
زمان پاسخ دهی (Response Time) در سنسور چیست ؟
عبارت است از مدت زمانی که سنسور نیاز دارد تا تغییرات در فشار ورودی را در سیگنال خروجی اعمال کند که معمولا به آن Rise Time نیز گفته می شود.
در اکثر ترانسمیتر های فشار استاندارد و مدرن این زمان معمولا کمتر از 2 میلی ثانیه است.
در این مقاله به بررسی زمان پاسخ دهی (Response Time) خواهیم پرداخت.
پورت های اتصال دارای رزوه (Thread Process Connection)
لوله ها و اتصالات برای انتقال سیالات در زمینه هیدرولیک، پنوماتیک، ابزار دقیق و تجهیزات انتقال مورد استفاده قرار می گیرند. برای اتصال مطمئن لوله ها و تجهیزات به یکدیگر به پورت های اتصال دارای رزوه نیاز است.
این پورت ها در دو نوع Male (نری، دارای رزوه خارجی) و Female (مادگی، دارای رزوه داخلی) موجود می باشد که باعث می شود لوله ها و تجهیزات تا حد زیادی به صورت آب بندی شده به یکدیگر متصل شده و از نشتی سیال جلوگیری شود.
پورت اتصال BSP) BSP thread Connection)
پورت اتصال NPT) NPT thread Connection)
پورت اتصال M یا ISO Metric thread Connection
پورت اتصال UNC/UNF یا Unified National thread
آب بندی و مهر و موم اتصالات (Seeling)
اورینگ (O - Ring) چیست؟
اورینگ ها به شکل یک حلقه و یا واشر انعطاف پذیر می باشند که بسیار کم هزینه و قابل اعتماد بوده و فضای کمی را اشغال می کنند و به سادگی قابل استفاده می باشند. به همین دلیل بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.
BONDED SEAL چیست؟
شامل یک حلقه فلزی خارجی و یک حلقه لاستیکی انعطاف پذیر داخلی می باشد که به عنوان واشر برای آب بندی عمل می کند و معمولا با نام های Dowty Seals و Dowty Washers نیز شناخته می شود.
در این مقاله به بررسی انواع پورت های اتصال دارای رزوه خواهیم پرداخت.
اتصال صحیح سنسور فشار به سیستم ارتینگ
استفاده از سيستم ارتینگ استاندارد و حفاظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی امری بسيار مهم و ضروري است. با افزايش استفاده از سيستم هاي ديجيتالي بسیار حساس، بازنگري در طراحي و نصب و نگهداري از سيستمهاي ارتینگ حفاظتی، بسیار الزامی است.
در هنگام نصب سنسور فشار، جهت محافظت از مدارهای الکترونیکی داخل سنسور در برابر هر گونه نویز و اختلالات الکتریکی حتما باید از کابل های شیلد دار حداقل 3 یا 4 رشته ای استفاده نمود.
در این مقاله به اتصال صحیح سنسور فشار به سیستم ارتینگ خواهیم پرداخت.
اندازه گیری سطح مایعات در مخازن با کمک سنسور فشار
یکی از وظایف مهم اتوماسیون در فرآیندهای تکنولوژیکی در صنعت، اندازه گیری سطح و یا وزن مایعات (ارتفاع مایعات) در مخازن مختلف می باشد. برای این منظور از انواع روش های مختلف و تجهیزات اندازه گیری متنوعی استفاده می شود که هر کدام از لحاظ نوع اتصال، نحوه عمکلرد و دقت در اندازه گیری با یکدیگر تفاوت دارند.
روش اندازه گیری سطح مایع هیدرواستاتیک
انواع سنسور های فشار اندازه گیری سطح مایع هیدرواستاتیک:
-
سنسور فشار (ترانسمیتر فشار) بیرون نصب شونده
-
سنسور فشار (ترانسمیتر فشار) قابل غوطه ور شدن در مایع (سنسور فشار غوطه ور)
کاربردهای سنسور فشار برای اندازه گیری سطح مایعات
در این مقاله به اندازه گیری سطح مایعات در مخازن خواهیم پرداخت.
شوک و لرزش در سنسور فشار
ترانسمیتر های فشار (Pressure transmitter) در اکثر کاربرد ها و برنامه های صنعتی و حمل نقل تحت تاثیر شوک و لرزش قرار می گیرند.
شوک (Shock) چیست؟
شوک یک تحریک مکانیکی ناگهانی و گذرا و دارای شتاب است مانند وارد شدن ضربه به یک تجهیز و یا به زمین خوردن آن، انفجار، زمین لرزه و … به عبارت دیگر شوک بیانگر شدت نیرو وارد شده در واحد زمان است.
لرزش (Vibtation) چیست؟
لرزش یک پدیده مکانیکی دارای نوسانات حول یک نقطه است که با نام Shake نیز شناخته می شود.این نوسانات می تواند به صورت متناوب (مثل حرکت پاندول ساعت) یا تصادفی (مثل حرکت لاستیک خودرو در جاده خاکی) باشد.
می توانید مقاله کامل شوک و لرزش در سنسور فشار را اینجا مطالعه نمایید.
ضربه قوچ (Water hammer) و کاویتاسیون (Cavitation)
همواره در سیستم های هیدرولیکی مانند خطوط انتقال آب،نفت و شبکه های توزیع، افزایش و کاهش ناگهانی فشار مایع منجر به به وجود آمدن پدیده هایی مخرب و زیان آور مانند ضربه قوچ (Water hammer) و کاویتاسیون (Cavitation) می گردد. در واقع ضربه قوچ (Water hammer) به علت افزایش ناگهانی فشار و کاویتاسیون (Cavitation) به علت کاهش فشار در مایعات به وجود می آیند. در این مقاله به طور خلاصه به معرفی هر کدام از این پدیده ها و راهکار های جلوگیری از آن ها به صورت جداگانه خواهیم پرداخت.
در این مقاله با برخی از راهکارهای جلوگیری از ضربه قوچ یا چکش آبی آشنا می شوید.
برای مطالعه کامل مقاله ضربه قوچ (Water hammer) و کاویتاسیون (Cavitation) کلیک نمایید.
اسنابر (Snubber) چیست؟
هدف از طراحی اسنابر (Snubber) محافظت از سنسور فشار (ترانسمتیر فشار، ترانسدیوسر فشار) و گیج فشار در برابر افزایش ناگهانی فشار، نوسانات و ارتعاشات خط، ضربه قوچ یا چکش آب (Water Hammer) و کاویتاسیون یا حفره زایی (Cavitation) می باشد.
محافظ اورپرشر یا محافظ فشار مازاد (Overpressure protector) چیست؟
هدف از طراحی محافظ فشار مازاد (Overpressure protector) محافظت از از تجهیزات اندازه گیری فشار است هنگامیکه فشار از محدوده یا رنج اندازه گیری مشخص شده تجهیز طی یک بازه زمانی تجاوز می کند.
برای مطالعه کامل مقاله اسنابر فشار و محافظ اور پرشر (محافظ فشار مازاد) کلیک نمایید.
شرایط محیطی چه تاثیری بر روی سنسور فشار دارد؟
یکی از مهم ترین عوامل خرابی و تاثیر گذار بر روی سنسور فشار عدم توجه به شرایط محیطی می باشد.
دما: در هنگام انتخاب سنسور فشار حتما باید به میزان دمای محیط و دمای سیال (مایع، گاز) توجه نمود. اگر دمای محیط (Ambient) و دمای سیال (Media) از محدوده دمایی ذکر شده داخل دیتا شیت (کاتالوگ) محصول تجاوز کند، منجر به خرابی سنسور فشار خواهد شد.
در برخی از مواقع دمای سیال برای سنسور فشار مناسب می باشد ولی سنسور در یک محیط بسیار گرم یا سردی نصب شده که خارج از محدوده دمای مجاز می باشد. برعکس در بعضی از مواقع ممکن دمای محیط مناسب باشد ولی دمای سیال از حد مجاز تجاوز کند. هر کدام از این عوامل منجر به کاهش طول عمر و خرابی سنسور فشار خواهد شد.
شوک و لرزش: اگر سنسور در معرض لرزش زیاد و یا ضربه های سنگین ناگهانی قرار داشته باشد به سرعت دچار مشکل می شود یا به مرور زمان طول عمر آن کاهش پیدا خواهد کرد.بنابراین توجه داشته باشید که حتما میزان شوک و لرزش در معرض سنسور به حداقل میزان ممکن کاهش پیدا کند. جهت کسب اطلاعات بیشتر مقاله مرتبط با شوک و لرزش مطالعه شود.
استاندارد حفاظتی (IP): این استاندارد بیانگر میزان مقاومت سنسور در برابر نفوذ اجسام خارجی و آب به داخل سنسور می باشد. به طور مثال IP66 به معنی محافظت کامل در برابر ورود گرد و غبار و محافظت در برابر پاشیدن آب با فشار از هر جهت می باشد. جهت کسب اطلاعات بیشتر مقاله مرتبط با IP مطالعه شود.
در مواقعی که دمای محیط و یا سیال بسیار بالا می باشد استفاده از چه سنسور فشاری توصیه می شود؟
سنسور فشاری که قابلیت تحمل دمای بسیار بالا یا بسیار پایین را دارند از جمله سنسور های خاص می باشند که تامین آن ها کمی سخت و زمان بر و بسیار پر هزینه است. در چنین مواردی استفاده از دیافراگم سیل و کپیلاری به عنوان تجهیزات جانبی سنسور فشار که فشار سیال را به طور غیر مستقیم اندازه گیری می کنند توصیه می شود.
جهت کسب اطلاعات بیشتر مقاله مربوط به کپیلاری و دیافراگم سیل مطالعه شود و یا با واحد پشتیبانی فنی هاگلر تماس حاصل بفرمایید.
در مواقعی که سیال از نوع اسید بسیار خورنده و یا از ماده ای بسیار بسیار چسبناک و داغ مانند قیر می باشد استفاده از چه سنسور فشاری توصیه می شود؟
دیافراگم سنسور فشار از مواد متنوعی ساخته شده اند که معمولا از خانواده استیل های ضد زنگ می باشد، در این مواقع قبل از خرید و استفاده از سنسور فشار باید حتما جنس دیافراگم سنسور از نظر سازگاری و خورندگی با سیالی که با آن در ارتباط است مطابقت داده شود.
در اکثر مواقع تهیه سنسور فشار مقاوم در برابر اسید های بسیار خورنده بسیار پر هزینه و زمان بر می باشد. در چنین مواقعی نیز استفاده از تجهیزات جانبی سنسور فشار مانند دیافراگم سیل توصیه می شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر مقاله مربوط به کپیلاری و دیافراگم سیل مطالعه شود همچنین در این خصوص می توانید با واحد پشتیبانی فنی هاگلر تماس بگیرید.
پورت فشار سنسور چیست؟
قسمتی از سنسور فشار که مستقیما با سیال (مایع،گاز) در تماس است (اتصال دهنده سنسور فشار به فرآیند) و معمولا دارای انواع رزوه ای (مانند G,R,NPT,UNF)، فلنچ (Flange)، کلمپ (Clamp) و … می باشد.
واشر آب بندی (sealing) چیست ؟
در برخی ار پورت های فشار جهت آب بندی و مهرو موم از واشرهای آب بندی (sealing) معمولا از نوع FKM,NBR,EPDM و غیره استفاده می شود. جهت اطلاعات بیشتر مقاله مربوط به پورت فشار و آب بندی مطالعه شود.
کولینگ یا خنک کننده (Cooling element) چیست؟
کولینگ (خنک کننده) یکی از تجهیزات جانبی سنسور فشار است که وظیفه خنک کردن دمای سیال (مایع، گاز) را به عهده دارد. مشخصات دقیق محدوده دمایی مجاز سیال (Media temperature) هنگام استفاده از کولینگ یا عدم استفاده از آن، داخل کاتالوگ (دیتا شیت) سنسور فشار و یا کولینگ ذکر شده است.
معمولا برای محدوده های دمایی بسیار بالا (حدودا از 185 درجه به بالا) کولینگ ها قادر به خنک کردن دمای سیال تا رنج دمایی مجاز نمی باشند در چنین مواردی استفاده از دیافراگم سیل و کپیلاری کاربردی و موثرتر می باشد. جهت کسب اطلاعات بیشتر مقاله مربوط به کپیلاری و دیافراگم سیل مطالعه شود یا با واحد پشتیبانی فنی هاگلر تماس حاصل بفرمایید.
اگر نوع پورت فشار یک سنسور با محل اتصال سنسور در صنعت مطابقت نداشته باشد چه اقدامی می توان انجام داد؟
در اکثر موارد می توان از تبدیل های مختلف استفاده نمود. ولی باید همواره به این نکته توجه داشت که جنس تبدیل از لحاظ سازگاری و خورندگی با سیال (مایع، گاز) مطابقت داشته باشد.
چگونه می توان با استفاده از سنسور فشار کنترل سطح مخازن را انجام داد؟
سنسور فشار مناسب برای کنترل سطح مخازن چیست؟
در هنگام انتخاب سنسور فشار مناسب برای اندازه گیری سطح مخازن باید به نوع سیال و میزان خورندگی و سازگاری آن با دیافراگم سنسور فشار توجه نمود. همچنین با استفاده از روابط زیر به راحتی می توان ارتفاع سطح مایعات داخل مخازن را محاسبه نمود.
P =pgh
P = فشار مخزن
p = چگالی حجمی سیال
g =شتاب جاذبه
h = ارتفاع مخزن
D = pg چگالی وزنی
P = Dh
مشخصات سنسور فشار
سنسورهای فشار در گستره‌ی بزرگی از صنایع، مفید و کاربردی هستند. بسیاری از این صنایع، با مواد شیمیایی فرار و سیالاتی سر و کار دارند که تحت فشار شدیدی هستند. در نتیجه سنسورهای فشار باید به مهندسان و اپراتورها، مقادیری را ارائه کنند که شرایط واقعی داخل یک ظرف یا نگهدارنده را نشان دهد. مقادیر کاذب یا خطاها می‌توانند، ایمنی کل مجموعه یا کارخانه را به خطر بندازند. به همین دلیل است که دقت و درستی سنسور فشار، بالاترین اهمیت را دارد.
دقت و درستی
دقت سنسور فشار، به معنی میزان نزدیکی مقدار اندازه‌گیری‌شده به مقدار واقعی است. اگر مقدار اندازه‌گیری‌شده بسیار نزدیک به مقدار واقعی یا برابر با آن باشد، می‌توانیم بگوییم که سنسور فشار، دقیق است. اگر مقدار اندازه‌گیری‌شده اختلاف قابل توجهی داشته باشد، آن سنسور فشار دقیق نیست و برای استفاده مناسب نیست.
عموما سنسورهای فشار ساخت شرکت‌های معتبر، معمولا تنها 0.25% از مقدار واقعی تفاوت دارند.
فرکانس
فرکانس سنسور فشار، معیاری برای این است که سنسور فشار می‌تواند با چه سرعتی، به تفاوت در فشار واکنش نشان دهد. دلیل اینکه در برخی موارد فرکانس پاسخ سنسور فشار مهم است، این است که فشار مورد اندازه‌گیری در این کاربردها، می‌تواند به سرعت تغییر کند.
برای اندازه‌گیری فشاری که به سرعت تغییر می‌کند، شما به سنسورهای سریع‌تری نیاز دارید. در چنین مواردی است که فرکانس پاسخ ترانسمیتر فشار به ما کمک می‌کند که دستگاه مناسبی را برای کاربرد خود انتخاب کنیم.
انتخاب ترانسمیترهای فشار با زمان پاسخ بالا (سریع) به شما این امکان را می‌دهد که در مدت زمانی کوتاه، چندین خوانش انجام دهید. تمام این خوانش‌ها بروز شده و روی نمایشگر (مانیتور)، نمایش داده می‌شوند. فرکانس پاسخ، با واحد هرتز (Hz) یا میلی‌ثانیه (ms) سنجیده می‌شود. ترانسمیترهای فشار سرعت بالا می‌توانند تا سقف هزار خوانش در ثانیه (1000 reading/second) را اندازه‌گیری کنند. هزینه یا قیمت یک سنسور فشار، مستقیما به زمان پاسخ آن بستگی دارد، یعنی سنسورهای فشار سرعت بالا معمولا هزینه بسیار بالاتری نسبت به سنسورهای فشار با پاسخ فرکانس پایین دارند.
هیسترزیس در سنسور فشار
هیسترزیس سنسور فشار، نقشی کلیدی در تعیین دقت کلی دارد. به همین دلیل عاملی است که هیچوقت در طراحی و ساخت سنسور یا ترانسمیتر فشار، نادیده گرفته نمی‌شود.
هیسترزیس، تفاوت در مقادیری است که موقع اندازه‌گیری فشاری یکسان رخ می‌دهند. شما متوجه خواهید شد که مجموعه‌ای از مقادیر اندازه‌گیری‌شده، وقتی که فشار روی ترانسمیتر اعمال می‌شود، با رها شدن فشار، به مقدار اولیه و اصلی خود برنمی‌گردند.
هیسترزیس توسط قطعه‌ای داخل سنسور فشار (دیافراگم) ایجاد می‌شود که به تغییری در فشار واکنش نشان می‌دهد. وقتیکه ما سنسور را با فشار تحریک کنیم، دیافراگم متناسب با آن حرکت می‌کند. اما وقتی که فشار را برداریم، دیافراگم فورا به حالت اولیه خود برنمی‌گردد. یک تاخیر زمانی بین زمان برداشتن فشار و ریست شدن دیافراگم وجود دارد. این کندی یا تاخیر به هیسترزیس منجر می‌شود.
خروجی سنسورهای فشار
یک سنسور فشار، نیروی فیزیکی را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. عموما این سیگنال‌ها برای ترانسدیوسرها در بازه‌ی میلی‌ولتی هستند. اکثر کنترلرها این سیگنال‌های ولتاژ کوچک از ترانسدوسرها را تقویت می‌کنند تا داده‌ها به شکل صحیح خوانده شود.
همچنین انواع دیگری از اشکال خروجی برای ترانسمیترهای فشار وجود دارد، مثل میلی‌آمپر و خروجی ولتاژ. انتخاب بین این گزینه‌های محبوب، کاملا به نیازمندی‌های کاربر بستگی دارد. اما برخی ترانسمیترهای فشار در خروجی توان، محدودیت‌هایی دارند. به طور مثال، یک ترانسمیترهای دو سیمه تنها می‌تواند میلی‌آمپر خروجی کند.
ترانسمیترهای فشار خروجی ولتاژ، یک خروجی در بازه 0-5dc یا 0-10dc ارائه می‌کنند. این‌ها سیگنال‌های پردازش‌شده سطح بالا هستند که با اکثر کنترلرها و PLCها سازگار هستند.
از طرفی، خروجی میلی‌آمپری بین 4-20mA می‌باشد و کمتر از همه توسط مقاومت یا نویز الکتریکی تحت تاثیر قرار می‌گیرد، در نتیجه برای رله‌های فاصله طولانی ایده‌آل هستند.
بازه اندازه گیری سنسورهای فشار
بازه ترانسمیتر فشار، پایین‌ترین تا بالاترین مقدار فشاری را تعیین می‌کند که سنسور می‌تواند با دقت اندازه‌گیری کند. اگر چیدمانی دارید که 1000 psi فشار ایجاد می‌کند، سپس سنسور فشاری که باید انتخاب کنید، باید بازه‌ای بیش از حداکثر مقدار مورد اندازه‌گیری داشته باشد.
اگر از سنسور فشاری با بازه حداکثر 1000 psi استفاده می‌کنید، نمی‌توانید مقادیر فشار فراتر از 1000 psi را بخواند. بنابراین یک قاعده کلی این است که ترانسمیتر فشاری انتخاب کنید که 40 تا 50 درصد فضای اضافه (headroom) بیشتر از حداکثر فشار اعلام‌شده ارائه کند.
به همین دلیل برای چیدمانی که حداکثر فشار اعلام‌شده 1000psi است، ترانسمیتر فشاری انتخاب کنید که برای ایمنی بیشتر بتواند تا 1500psi را اندازه‌گیری کند. یک مزیت دیگر انتخاب ترانسدوسر فشاری که بالاتر را اندازه بگیرد، عملکرد بهتر است چون در کاربرد مذکور، تمام مدت به محدودیت‌های خود نزدیک نمی‌شود.
رزولوشون
رزولوشن ترانسمیتر فشار، کوچک‌ترین افزایش فشاری است که سنسور می‌تواند اندازه‌گیری کند. رزولوشن در قالب درصدی از FSO (خروجی فول اسکیل) بیان می‌شود. این مقدار برای تعیین دقت ترانسمیتر فشار در تشخیص واریاسیون فشار، مهم است.
یک ترانسمیتر فشار که برای 1000 psi با رزولوشن 0.1% اعلام‌شده، به این معنی است که می‌تواند تغییرات و واریاسیون‌های فشار را تا حداقل 1psi اندازه‌گیری کند. موقع خرید یک ترانسمیتر فشار، اطمینان حاصل کنید که رزولوشن دستگاه را جویا شوید. معمولا تولیدکنندگان از دو اصطلاح برای توصیف رزولوشن استفاده می‌کنند: رزولوشن متوسط و حداکثر رزولوشن.
رزولوشن متوسط، میانه بین بهترین و بدترین مقادیر است. حداکثر رزولوشن، بالاترین رزولوشنی است که می‌توانید از سنسور خود انتظار داشته باشید.
حساسیت
حساسیت ترانسمیتر فشار، کوچک‌ترین واریاسیون در اندازه‌گیری است که می‌تواند باعث ایجاد یک تغییر در ولتاژ خروجی ترانسمیتر شود. تفاوت حساسیت با رزولوشن این است که پایین‌ترین افزایش فشاری است که ترانسمیتر می‌تواند اندازه‌گیری کند.
اغلب، اصطلاحات رزولوشن و حساسیت به جای یکدیگر استفاده می‌شوند. از طرفی از نظر نحوه کارکرد ترانسدوسر فشار و نحوه گزارش اندازه‌گیری‌ها، بسیار با هم متفاوت هستند.
اسپن
اسپن ترانسمیتر فشار، بازه کاری ترانسمیتر است. معمولا اسپن، بازه‌ای بین URL (محدوده بالای بازه) و LRL (محدوده پایین بازه) است.
پس اگر یک ترانسمیتر فشار می‌تواند بین 500psi و 2500psi را اندازه‌گیری کند، اسپن ترانسدوسر فشار 2000 psi خواهد بود (URL – LRL).
اسپن و صفر، دو واحد استفاده شده در کالیبراسیون ترانسمیتر فشار است. صفر، خوانش ترانسدوسر در خط صفر است.
موقع کالیبره کردن یک ترانسمیتر فشار، تنظیمات صفر، به اندازه‌گیر امکان این را می‌دهد که محدوده پایینی ترانسمیتر فشار را محدود کند و همزمان تنظیم اسپن، محدوده بالایی را تصحیح می‌کند.
عدم قطعیت
عدم قطعیت ترانسمیتر فشار، بازه‌ای است که ما فکر می‌کنیم مقدار واقعی در آن قرار می‌گیرد. عامل عدم قطعیت زمانی معرفی می‌شود که ما مقدار واقعی یک اندازه‌گیری را نمی‌دانیم. این باعث می‌شود تعیین مقدار اندازه‌گیری‌شده به عنوان قطعی‌ترین مقدار، تثبیت شود. در نتیجه به جای نشان دادن مقدار اندازه‌گیری‌شده به همان شکل، ما یک فاصله را در نظر می‌گیریم که شامل مقدار واقعی می‌شود.
عدم قطعیت همچنین به عنوان یک خطای تخمینی تعریف می‌شود، که تفاوت بین مقدار واقعی و مقدار اندازه‌گیری‌شده است. اما در مواردی که مقدار مقدار واقعی را نمی‌دانیم، از عدم قطعیت استفاده می‌کنیم.
عوامل متنوعی می‌توانند به عدم قطعیت منجر شوند، همچون حالت کاری (مُد عملیاتی)، محیط، سیال، فرکانس کالیبراسیون و غیره.
گواهینامه های(certificates) سنسور فشار چیست؟
سنسور فشار دارای تاییدیه و گواهینامه های متفاوت از لحاظ شرایط محیطی، منطقه ای و کاربرد های مختلف می باشند که برخی از آن ها عبارتند از:
ATEX, IECEx: تاییدیه ضد انفجار مربوط به محیط های پر خطر (دارای خطر انفجار)
(Marin approval (DNV-GL,GL,ABS,BV,RMRS,LR, CCS,RINA, Class NK,KR:گواهینمامه و تاییدیه های مربوط به صنعت دریا و کشتی سازی
FDA approval:گواهینمامه مربوط به صنایع غذایی
CE: گواهینامه ای که نشان می دهد سنسور فشار مطابق با استانداردهای سلامت، ایمنی و حفاظت از محیط زیست طراحی شده و مجوز تجارت در منطقه اقتصادی اروپا را دارد.
بهترین توصیه‌ها و شیوه‌های استفاده از سنسورهای فشار
این توصیه‌ها و دستورالعمل‌های محبوب برای استفاده از سنسورهای فشار، مقداری گسترده و متفاوت است، چون بستگی دارد که از چه نوع سنسور فشاری در چه محیطی استفاده می‌کنید.
- یک ترانسدیوسر فشار را تنها در محیطی نصب کنید که برای استفاده در آن، طراحی شده است.
- اطمینان حاصل کنید که سنسورهای رزوه ایی صاف را با اتصالات فرآیند رزوه ایی صاف استفاده کنید و سنسورهای رشته‌ای مخروطی را با اتصالات رشته‌ی مخروطی.
- اتصالات فرآیند را بیش از حد محکم نکنید.
- اطمینان حاصل کنید که کارتریج‌های خشک‌کن برای سنشورهای فشار غوطه‌ور در محل خشکی قرار گرفته‌اند که به راحتی در دسترس و قابل مشاهده است.
- در شبکه‌های سنسور، حواستان به حلقه‌های زمین باشد.
- حداقل سالی یکبار، هر واحد را بررسی کنید تا در صورت لزوم کالیبراسیون مجدد انجام شود.
مشخصات فنی سری های سنسور فشار هاگلر
گرد آورنده مطلب:مهندس محمدرضا اعتدالی