ترانسمیتر اختلاف فشار؛ اندازه‌گیری دقیق اختلاف فشار در سیستم‌های صنعتی
مقدمه
در سیستم‌های صنعتی همواره کنترل و مانیتورینگ فشار از حیاتی‌ترین بخش‌های فرایند محسوب می‌شود. اختلاف فشار میان دو نقطه می‌تواند اطلاعات ارزشمندی درباره جریان، عملکرد فیلتر، ارتفاع مایع در مخزن یا راندمان تجهیزات ارائه دهد. ازاین‌رو، استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار (Differential Pressure Transmitter) در صنایع فرآیندی، نیروگاهی و تاسیساتی به‌عنوان بخشی اصلی از سیستم ابزار دقیق امری ضروری است.
ترانسمیتر اختلاف فشار چیست و چگونه کار می‌کند؟
ترانسمیتر اختلاف فشار وسیله‌ای است که اختلاف فشار بین دو نقطه از سیستم را اندازه‌گیری کرده و آن را به سیگنال الکتریکی استاندارد (معمولاً 4 تا 20 میلی‌آمپر) تبدیل می‌کند.
این تجهیز دارای دو پورت فشار با نمادهای High (H) و Low (L) است. فشار وارد شده بر هر دیافراگم حسگر اندازه‌گیری می‌شود و مدار الکترونیکی داخلی، اختلاف میان این دو مقدار را به یک سیگنال قابل‌خوانش برای سیستم کنترل (PLC، DCS و…) تبدیل می‌کند.
به‌عنوان مثال، زمانی که ترانسمیتر در دو سوی یک فیلتر نصب شود، افزایش اختلاف فشار به‌معنای گرفتگی فیلتر است و هشدار یا فرمان تعویض صادر می‌شود.
ساختار و اجزای اصلی ترانسمیتر اختلاف فشار
در ادامه مقاله “اهمیت اندازه‌گیری اختلاف فشار در فرایندهای صنعتی” میپزدازیم به ساختمان فنی این تجهیزات اگرچه در برندهای مختلف تفاوت دارد، اما اجزای کلیدی آن‌ها شامل موارد زیر است:
- دیافراگم سنجش فشار: از جنس فلز مقاوم (معمولاً استنلس استیل یا Hastelloy) برای مقاومت در برابر خوردگی.
- سلول حسگر (Sensing Cell): مبدل مکانیکی فشار به سیگنال الکتریکی.
- مدار الکترونیکی پردازش: مبدل و تقویت‌کننده سیگنال به خروجی آنالوگ یا دیجیتال.
- پورت‌های High و Low Pressure: برای اتصال ورودی فشار بالاتر و پایین‌تر.
- بدنه و محفظه: دارای استاندارد حفاظت (IP65 تا IP68)، مقاوم در برابر شوک و لرزش.
- ترمینال الکتریکی: جهت اتصال به سیستم کنترلی یا ابزار ثبت داده.
انواع ترانسمیتر اختلاف فشار
ترانسمیترهای اختلاف فشار بر اساس ساختار الکترونیک و نوع سیال کاربردی به چند گروه تقسیم می‌شوند:
- مدل آنالوگ (Analog Type): ساده و اقتصادی، خروجی 4–20 میلی‌آمپر، مناسب کاربردهای عمومی.
- مدل هوشمند دیجیتال (Smart/HART): دارای ارتباط دوطرفه و قابلیت تنظیمات نرم‌افزاری.
- مدل گیج و مانومتریک: برای اختلاف فشارهای پایین در سیستم‌های تهویه و فیلترها.
- مدل با ایزولاتور (Isolated Type): دارای سنسور از جنس خاص برای مواد خورنده یا دماهای بالا.
- ترانسمیتر اختلاف فشار دقیق (High-Accuracy): مورد استفاده در آزمایشگاه‌ها و کالیبراسیون صنعتی.
برای دسترسی به مجموعه کامل محصولات اندازه‌گیری فشار کلیک کنید.
کاربردهای ترانسمیتر اختلاف فشار در صنایع مختلف
- اندازه‌گیری سطح مخازن بسته: اختلاف فشار بین پایین و بالای مخزن مستقیماً به ارتفاع مایع مرتبط است.
- پایش عملکرد فیلترها: افزایش اختلاف فشار نشانه گرفتگی یا اشباع فیلتر است.
- کنترل جریان سیال: با ترکیب ترانسمیتر اختلاف فشار و المان‌هایی مانند اوریفیس پلیت یا ونتوری متر، می‌توان دبی جریان را محاسبه کرد.
- در سیستم‌های بویلر و کندانس: جهت کنترل فشار بخار و جلوگیری از فشار بیش از حد.
- HVAC و تهویه صنعتی: برای پایش فشار هوا در کانال‌ها و فن‌ها جهت بهینه‌سازی عملکرد سیستم.
نحوه انتخاب ترانسمیتر اختلاف فشار مناسب
برای انتخاب یک ترانسمیتر مناسب، در نظر گرفتن موارد زیر بسیار مهم است:
- محدوده اندازه‌گیری (Range): باید متناسب با فشار واقعی فرآیند تنظیم شود.
- نوع سیال و شرایط کاری: مایع، گاز یا بخار؛ همچنین بررسی دمای کاری و خورندگی محیط.
- دقت اندازه‌گیری: معمولاً بین ±0.075% تا ±0.25% از مقدار خوانده‌شده.
- استانداردهای حفاظتی: مانند IP، Ex-Proof، و SIL برای محیط‌های خطرناک یا انفجاری.
- پروتکل ارتباطی: انتخاب بین HART، Modbus، PROFIBUS بر اساس سیستم کنترل.
- نوع خروجی: آنالوگ 4–20mA یا دیجیتال با پیکربندی قابل برنامه‌ریزی.
نصب، کالیبراسیون و نکات نگهداری ترانسمیتر اختلاف فشار
- قبل از نصب، خطوط فشار تمیز شده و از ورود ذرات معلق جلوگیری شود.
- پورت High و Low طبق مشخصات سازنده به‌ترتیب به نقاط فشار بالا و پایین متصل شوند.
- استفاده از تله‌های مایع (Seal Pot) در سیستم‌های بخار برای جلوگیری از ورود مستقیم بخار داغ.
- انجام کالیبراسیون دوره‌ای جهت حفظ دقت دستگاه الزامی است.
- بررسی سلامت اتصالات و جلوگیری از لرزش‌های مکانیکی مداوم.
جمع‌بندی
اهمیت اندازه‌گیری اختلاف فشار در فرایندهای صنعتی؛ ترانسمیتر اختلاف فشار ابزاری حیاتی در سیستم‌های اندازه‌گیری و کنترل فشار است که امکان مانیتورینگ دقیق فرایندهای حساس را فراهم می‌کند. این تجهیز با ترکیب فناوری سنجش دقیق و قابلیت ارسال سیگنال آنالوگ یا دیجیتال، نقش مهمی در افزایش راندمان و ایمنی تجهیزات صنعتی ایفا می‌نماید. با انتخاب برند معتبر و نصب اصولی می‌توان عمر طولانی و عملکردی پایدار از این دستگاه انتظار داشت.
آدرین صنعت تأمین‌کننده تجهیزات دقیق اندازه‌گیری فشار از برندهای صنعتی معتبر مانند WIKA ، Ashcroft و Endress+Hauser است که در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی به‌کار می‌روند.