انواع ترانسمیترهای فشار و کاربردهای آن ها
ترانسمیترهای فشار ابزارهای بسیار پرکاربردی در صنعت و تاسیسات مختلف هستند که برای اندازه گیری فشار سیالات (گاز یا مایع) و تبدیل آن به سیگنال الکتریکی برای سیستم های کنترلی استفاده می شوند. این دستگاه ها نقش مهمی در کنترل و پایش دقیق فشار در سیستم های مختلف دارند. در ادامه به بررسی انواع مختلف ترانسمیترهای فشار نحوه عملکرد کاربردها و ویژگی های هر نوع خواهیم پرداخت.
تعریف ترانسمیتر فشار
ترانسمیتر فشار دستگاهی است که فشار فیزیکی یک سیال را اندازه گیری کرده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. این سیگنال به سیستم های کنترل و نظارت صنعتی ارسال می شود تا فشار درون سیستم به صورت دقیق و مستمر کنترل شود. انواع ترانسمیترهای فشار برای کاربردهای مختلف ویژگی ها و روش های اندازه گیری خاصی دارند که هر کدام در شرایط خاصی مناسب هستند.
انواع ترانسمیترهای فشار
ترانسمیترهای فشار به دسته های مختلفی تقسیم می شوند که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده اند. در ادامه به معرفی انواع اصلی ترانسمیترهای فشار می پردازیم:
- ترانسمیتر فشار مطلق (Absolute Pressure Transmitter)
ترانسمیترهای فشار مطلق فشار سیال را نسبت به خلأ کامل (صفر مطلق) اندازه گیری می کنند. در این دستگاه ها فشار محیط بر اندازه گیری تأثیر نمی گذارد. این نوع ترانسمیتر در مواردی که دقت بالا نیاز است و تغییرات فشار اتمسفر نباید روی اندازه گیری تأثیر بگذارد مانند آزمایشگاه ها و صنایع فضایی استفاده می شود.
- ترانسمیتر فشار گیج (Gauge Pressure Transmitter)
ترانسمیتر فشار گیج فشار سیال را نسبت به فشار محیط (اتمسفر) اندازه گیری می کند. این نوع ترانسمیتر دارای یک خروجی صفر برای فشار اتمسفری است و برای اندازه گیری فشارهای مثبت و منفی نسبت به اتمسفر به کار می رود. ترانسمیترهای فشار گیج در بسیاری از صنایع عمومی کاربرد دارند و در مواردی که فشار اتمسفر محیط در نوسان نباشد بسیار مناسب هستند.
- ترانسمیتر فشار تفاضلی (Differential Pressure Transmitter)
ترانسمیترهای فشار تفاضلی اختلاف فشار بین دو نقطه را اندازه گیری می کنند. این نوع ترانسمیتر در سیستم های جریان سیال پایش فیلترها اندازه گیری سطح مخازن بسته و تهویه مطبوع بسیار کاربرد دارد. برای مثال با اندازه گیری اختلاف فشار بین ورودی و خروجی یک فیلتر می توان میزان کثیفی یا تمیزی آن را بررسی کرد. همچنین در لوله های جریان برای اندازه گیری جریان سیال بر اساس اختلاف فشار استفاده می شود.
- ترانسمیتر فشار نسبی (Sealed Gauge Pressure Transmitter)
این نوع ترانسمیتر برای اندازه گیری فشار نسبت به فشار محیط در یک محفظه ی بسته استفاده می شود. فشار محیط در این ترانسمیتر نسبت به فشار هوا سنجیده می شود و تفاوت آن با فشار گیج در این است که فشار پایه در این ترانسمیتر ثابت است و تحت تأثیر فشار محیط قرار نمی گیرد.
- ترانسمیتر فشار هیدرواستاتیک (Hydrostatic Pressure Transmitter)
ترانسمیترهای فشار هیدرواستاتیک برای اندازه گیری سطح مایعات در مخازن به کار می روند و به فشار ناشی از وزن ستون مایع وابسته هستند. این نوع ترانسمیترها در سیستم های کنترل سطح مایعات بویژه برای اندازه گیری مایعات سنگین و کاربردهای مرتبط با آب و فاضلاب استفاده می شوند.
- ترانسمیتر فشار هوشمند (Smart Pressure Transmitter)
ترانسمیتر فشار هوشمند دارای میکروپردازنده های داخلی هستند که به آن ها قابلیت انجام تنظیمات دقیق و کالیبراسیون خودکار می دهد. این ترانسمیترها به واسطه دقت بالا قابلیت تشخیص خطا و ویژگی های دیجیتالی مناسب در بسیاری از صنایع حساس مانند صنایع شیمیایی نفت و گاز استفاده می شوند.
- ترانسمیتر فشار دیافراگمی (Diaphragm Pressure Transmitter)
ترانسمیتر فشار دیافراگمی از یک دیافراگم حساس به فشار برای اندازه گیری استفاده می کند و در اندازه گیری فشار سیالات خورنده و اسیدی و محیط های سخت به کار می رود. این نوع ترانسمیتر به دلیل استفاده از دیافراگم در برابر خورندگی و دماهای بالا مقاوم بوده و در صنایع پتروشیمی و فرآوری مواد شیمیایی کاربرد دارد.
- ترانسمیتر فشار پیزوالکتریک (Piezoelectric Pressure Transmitter)
ترانسمیتر پیزوالکتریک از کریستال های پیزوالکتریک برای اندازه گیری فشار استفاده می کند. این ترانسمیتر معمولاً برای اندازه گیری فشارهای دینامیک و سریع به کار می رود و در صنایع هوافضا و آزمایشگاه ها به دلیل دقت و سرعت بالا در پاسخگویی کاربرد دارد.
- ترانسمیتر فشار خلأ (Vacuum Pressure Transmitter)
این ترانسمیتر برای اندازه گیری فشارهای بسیار پایین (زیر فشار اتمسفر) طراحی شده است. در این نوع فشار خلأ نسبت به فشار اتمسفر اندازه گیری می شود و در کاربردهای خاصی مثل صنایع داروسازی نیمه هادی ها و آزمایشگاه های علمی مورد استفاده قرار می گیرد.
کاربردهای انواع ترانسمیتر فشار
ترانسمیترهای فشار بسته به نوع و ویژگی های خاص خود در صنایع مختلف کاربرد دارند. برخی از کاربردهای مهم این ابزارها عبارتند از:
- صنایع نفت و گاز: برای کنترل و نظارت بر فشار در خطوط لوله مخازن توربین ها و تجهیزات حفاری از انواع ترانسمیترهای فشار استفاده می شود. این تجهیزات به حفظ ایمنی و جلوگیری از نشتی کمک می کنند.
- نیروگاه ها: در نیروگاه ها ترانسمیترهای فشار برای کنترل و نظارت بر فشار آب و بخار در بویلرها و توربین ها به کار می روند. این کاربردها به منظور افزایش بهره وری و کاهش ریسک های ایمنی انجام می شوند.
- صنایع غذایی و داروسازی: در این صنایع کنترل دقیق فشار در مخازن و تجهیزات به منظور جلوگیری از آلودگی و تضمین کیفیت محصولات حیاتی است.
- سیستم های تهویه مطبوع و تهویه هوا: در سیستم های تهویه ترانسمیترهای فشار برای نظارت و کنترل فشار هوا و جریان سیالات استفاده می شوند و در افزایش بهره وری انرژی موثر هستند.
- سیستم های آب و فاضلاب: ترانسمیترهای فشار هیدرواستاتیک در این صنایع برای نظارت بر سطح و فشار آب و همچنین در ایستگاه های پمپاژ کاربرد دارند.
- صنایع شیمیایی و پتروشیمی: این ترانسمیترها برای اندازه گیری فشار سیالات شیمیایی و خورنده در خطوط لوله و مخازن استفاده می شوند و در کنترل دقیق فرآیندهای شیمیایی بسیار مهم هستند.
نحوه انتخاب ترانسمیتر فشار مناسب
برای انتخاب ترانسمیتر فشار مناسب باید به ویژگی ها و نیازهای فرآیند توجه شود:
- نوع فشار مورد نظر: ابتدا باید نوع فشار (مطلق گیج تفاضلی) را مشخص کنید که برای کاربرد خاصی مناسب باشد.
- دقت و محدوده اندازه گیری: دقت اندازه گیری و محدوده فشار مناسب باید با نیاز فرآیند تطابق داشته باشد.
- شرایط محیطی: در محیط های خورنده یا دارای دما و رطوبت بالا باید از ترانسمیترهای مقاوم استفاده کرد. برای مثال ترانسمیترهای دیافراگمی برای سیالات خورنده مناسب اند.
- نوع سیال: نوع سیال (گاز یا مایع) و ویژگی های فیزیکی آن (مثل خورندگی یا چگالی) نیز باید در انتخاب ترانسمیتر مورد توجه قرار گیرند.
- خروجی سیگنال: نوع خروجی (جریان یا ولتاژ) و قابلیت اتصال به سیستم های کنترلی نیز از موارد مهم است.
نتیجه گیری
ترانسمیترهای فشار با انواع و ویژگی های خاص خود ابزارهای حیاتی برای نظارت و کنترل دقیق فشار در صنایع مختلف هستند. با انتخاب مناسب و نصب صحیح این تجهیزات می توان از بروز خطرات و خرابی های احتمالی جلوگیری کرده و بهره وری سیستم ها را افزایش داد. انواع ترانسمیترهای فشار بسته به نوع و کاربرد آن ها در محیط های گوناگون و برای سیالات مختلف به کار می روند و به عنوان ابزاری مهم در فرآیندهای صنعتی شناخته می شوند.