اصول و کاربرد مبدل فشار
ترانسمیترهای فشار یا فشار سنج یکی از مهمترین ابزارهای اندازه گیری فشار مایعات و گازها در صنایع مختلف می باشد. این دستگاه ها نقش مهمی در کنترل فرآیندها، تضمین ایمنی و بهبود کارایی در سیستم های صنعتی دارند. در این مقاله به بررسی اصول عملکرد، انواع و کاربردهای مبدل های فشار می پردازیم.
به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛ فرستنده فشار یا مانومتر ابزار مهمی است که در صنایع مختلف برای اندازه گیری فشار مایعات و گازها استفاده می شود. این دستگاه نقش مهمی در کنترل فرآیند، تضمین ایمنی و بهبود کارایی در سیستم های صنعتی ایفا می کند. در این مقاله به بررسی اصول عملکرد، انواع و کاربرد ترانسمیترهای فشار می پردازیم.
اصل عملکرد مبدل های فشار
یک فرستنده فشار یا فرستنده فشار بر اساس اصول فیزیکی مختلفی کار می کند که مهمترین آنها عبارتند از:
1. اصل تغییر مقاومت: این نوع فرستنده ها از مقاومت حساس به فشار استفاده می کنند که مقاومت آن با تغییر فشار تغییر می کند. این تغییر مقاومت به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
2. اصل تغییر ظرفیت: در این نوع فشار باعث تغییر در فاصله بین دو صفحه خازن می شود و این تغییر فاصله باعث تغییر ظرفیت می شود.
3. اصل مبدل ولتاژ پیزوالکتریک: این نوع فرستنده از مواد پیزوالکتریک استفاده می کند که تحت فشار ولتاژ تولید می کند.
https://iusnews.ir/fa/news-details/509411/%D8%A7%D8%B5%D9%88%D9%84-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%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/
انواع مبدل فشار
مدیا پویا به اشکال مختلفی موجود است که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب است:
ترانسمیتر فشار مطلق: این ابزارها فشار را نسبت به خلاء مطلق اندازه گیری می کنند. این نوع برای اندازه گیری فشار در محیط های بسته و ایزوله مفید است.
انتقال با سرعت بالا: عملکرد و الزامات
فرستنده فشار مطلق ابزاری است که برای اندازه گیری فشار نسبت به خلاء مطلق استفاده می شود. این دستگاه ها در صنایع مختلف به ویژه در محیط هایی که نیاز به دقت بالایی در اندازه گیری فشار دارند، نقش بسزایی دارند. در این مقاله به بررسی عملکرد، انواع و کاربردهای ترانسمیترهای فشار مطلق می پردازیم.
اصل کار ترانسمیتر فشار مطلق
ترانسمیترهای فشار مطلق برای اندازه گیری فشار نسبت به مرجع خلاء مطلق طراحی شده اند. این دستگاه ها دارای یک محفظه بسته هستند که به خلاء مطلق اشاره دارد. هنگامی که فشار خارجی به دیافراگم دستگاه وارد می شود، تغییرات ناشی از فشار خارجی اندازه گیری شده و به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
اجزای اصلی ترانسمیتر فشار مطلق
1. غشا حساس به فشار: این غشاء تحت تاثیر فشار خارجی خم می شود و باعث تغییرات مکانیکی در دستگاه می شود.
2. سنسور فشار: این سنسور تغییرات مکانیکی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. سنسورهای فشار معمولاً روی فناوری‌های پیزوالکتریک، خازنی یا مقاومت متغیر کار می‌کنند.
3. مدار الکتریکی: این مدار سیگنال الکتریکی تولید شده توسط سنسور را تقویت و تصحیح می کند و آن را به قرائت تبدیل می کند.
https://iusnews.ir/fa/news-details/509401/%D8%B3%D9%86%D8%B3%D9%88%D8%B1-%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F/
کاربرد ترانسمیترهای فشار مطلق
ترانسمیترهای فشار مطلق در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند:
1. صنعت هوانوردی و فضایی. از آنها در هواپیماها و فضاپیماها و قطعات خودرو مانند کاسه های نمدی پژو 206 برای اندازه گیری فشار محیط در ارتفاعات مختلف و کنترل سیستم های فشار کابین استفاده می شود.
2. صنایع نفت و گاز: برای اندازه گیری دقیق فشار در مخازن ذخیره سازی و خطوط لوله، به ویژه در شرایط خلاء جزئی.
3. صنایع دارویی و غذایی: در ساخت و بسته بندی محصولاتی که نیاز به کنترل فشار دارند، برای اطمینان از کیفیت و ایمنی از ترانسمیترهای برق استفاده می شود.
4. تجهیزات آزمایشگاهی: در تحقیقات علمی و آزمایشات صنعتی که نیاز به اندازه گیری دقیق فشار در شرایط خلاء دارند.
5. سیستم های تبرید و تهویه مطبوع: کنترل و نظارت بر تهویه مطبوع و فشار تبرید برای بهبود کارایی و ایمنی.
مبدل های فشار مطلق ابزار مهمی برای اندازه گیری دقیق فشار در محیط های مختلف هستند. این دستگاه ها با توجه به مزایایی که از جمله دقت و اطمینان بالا دارند، در صنایع مختلف از جمله هوافضا، نفت و گاز، دارویی و غذایی کاربرد فراوانی دارند. با پیشرفت تکنولوژی، انتظار می رود که فرستنده های فشار مطلق همچنان نقش مهمی در بهبود فرآیند و ایمنی ایفا کنند.
ترانسمیترهای فشار نسبی (ترنسمیترهای فشار نسبی): این نوع فشار نسبت به فشار محیط اندازه گیری می شود و برای مصارف عمومی مناسب است.
سنسورهای فشار نسبی: ویژگی ها و کاربردها
گیج های فشار مانومتریک دستگاه هایی هستند که فشار را نسبت به فشار اتمسفر اندازه گیری می کنند. این دستگاه ها در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند و کاربردهای متفاوتی دارند. در این مقاله به بررسی ویژگی ها، انواع و کاربردهای سنسور فشار می پردازیم.
اصول کار ترانسمیترهای فشار نسبی
ترانسمیترهای فشار نسبی فشار را نسبت به فشار محیط (فشار اتمسفر) اندازه گیری می کنند. این دستگاه ها دارای سنسور فشار هستند که تفاوت فشار اندازه گیری شده و فشار محیط را تشخیص می دهد. این اختلاف فشار به سیگنال الکتریکی تبدیل شده و نمایش داده می شود.
اجزای اصلی ترانسمیتر فشار مربوطه
1. دیافراگم حساس به فشار: این دیافراگم تحت تاثیر فشار خارجی خم می شود و باعث تغییرات مکانیکی در دستگاه می شود. برای اطلاعات بیشتر به سایت زیمنس ایران مراجعه کنید.
2. سنسور فشار: یک سنسور فشار، تغییرات ساختاری دیافراگم را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. سنسورهای فشار می توانند از فناوری های مختلفی مانند پیزوالکتریک، خازنی یا مقاومت متغیر استفاده کنند.
3. مدار الکترونیکی: این مدار سیگنال الکتریکی تولید شده توسط سنسور را تقویت و پردازش می کند و آن را به خروجی قابل خواندن تبدیل می کند.
انواع نسبی ترانسمیترهای فشار
سنسورهای فشار نسبی به چند دسته تقسیم می شوند که هر کدام برای کاربرد خاصی مناسب هستند:
1. فرستنده فشار گیج دیجیتال: این دستگاه دارای نمایشگر دیجیتالی است و اطلاعات فشار دقیق تری را ارائه می دهد.
2. فرستنده فشار نسبی آنالوگ: این نوع فرستنده ها از سیگنال های آنالوگ برای نمایش فشار استفاده می کنند.
3. فرستنده فشار نسبی بی سیم: این دستگاه ها اطلاعات فشار را به صورت بی سیم به سیستم های کنترلی ارسال می کنند و برای کاربردهایی که نیاز به انتقال اطلاعات از راه دور دارند مناسب هستند.
فرستنده های فشار گیج بی سیم دستگاه هایی هستند که برای اندازه گیری فشار (اندازه گیری شده نسبت به فشار محیط یا برخی از نقاط مرجع دیگر) و انتقال داده ها به صورت بی سیم برای نظارت یا کنترل سیستم های کنترل استفاده می شوند. این لوله ها در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه ها و تاسیسات آب و فاضلاب کاربرد دارند.
عناصر اساسی ترانسمیترهای فشار نسبی بی سیم
1. سنسور فشار - قسمت اصلی که فشار را اندازه گیری می کند. این حسگرها می توانند پیزوالکتریک، خازنی یا مقاومتی باشند.
2. بخش پردازش و محاسبه: این بخش از سیگنال های دریافتی از سنسور استفاده می کند و آنها را به سیگنال های دیجیتال تبدیل می کند. همچنین وظیفه کنترل دستگاه را بر عهده دارد.
3. ماژول ارتباط بی سیم: وظیفه ارسال داده های جمع آوری شده برای نظارت و کنترل سیستم ها را بر عهده دارد. این واحدها می توانند از پروتکل های مختلفی مانند Zigbee، Bluetooth، Wi-Fi یا LoRa استفاده کنند.
4. منبع تغذیه: باتری های قابل شارژ یا سلول های خورشیدی معمولا برای کارکرد فرستنده بدون نیاز به سیم کشی برق استفاده می شوند.
5. بدنه و مسکن: برای محافظت از قطعات داخلی در برابر شرایط سخت محیطی (مانند گرما، رطوبت و گرد و غبار).
کاربرد مبدل های فشار نسبی
ترانسمیترهای فشار دیفرانسیل در صنایع و کاربردهای مختلفی استفاده می شوند:
1. صنعت نفت و گاز. برای اندازه گیری فشار در خطوط لوله، مخازن ذخیره سازی و تجهیزات حفاری استفاده می شود.
2. صنایع شیمیایی: در فرآیندهای تولید و کنترل واکنش های شیمیایی کاربرد دارند.
3. صنایع غذایی و دارویی: برای کنترل فشار در خطوط تولید و بسته بندی برای اطمینان از کیفیت و ایمنی محصول استفاده می شود.
4. سیستم های آب و زهکشی: در سیستم های آب و فاضلاب برای کنترل فشار و جلوگیری از نشت و خرابی تجهیزات استفاده می شود.
5. تجهیزات تهویه مطبوع و تبرید: برای کنترل و نظارت بر فشار در سیستم های تهویه مطبوع و تبرید به منظور بهبود کارایی و ایمنی استفاده می شود.
کاربرد ترانسمیتر فشار
1. صنعت نفت و گاز: برای اندازه گیری فشار در چاه های نفت، خطوط لوله و پالایشگاه ها استفاده می شود.
2. صنایع شیمیایی و پتروشیمی: برای کنترل فرآیندهای شیمیایی و فرآیندهای تولید مواد شیمیایی استفاده می شود.
3. صنایع غذایی و دارویی: برای اطمینان از ایمنی و کیفیت محصول با اندازه گیری دقیق فشار در خطوط تولید و خطوط بسته بندی استفاده می شود.
4. دستگاه های آب: در سیستم های لوله کشی برای کنترل فشار و جریان آب استفاده می شود.
5. هوا فضا: در هواپیماها و فضاپیماها برای اندازه گیری وزن در سیستم های مختلف مانند سوخت و کابین خلبان استفاده می شود.
کلمات پایانی
ترانسمیترهای فشار ابزاری حیاتی در صنایع مختلف هستند که دقت و قابلیت اطمینان آنها نقش مهمی در بهبود فرآیندها و تضمین ایمنی دارد. با توجه به پیشرفت تکنولوژی، این دستگاه ها هر روز دقیق تر و کارآمدتر می شوند و کاربردهای گسترده تری پیدا می کنند.
