تجهیزات اندازه گیری فشار

نمایش 1–12 از 141 نتیجه

اندازه‌گیری فشار یکی از مهم‌ترین پارامترها در صنایع مختلف است. استفاده از تجهیزات اندازه گیری فشار دارای مزایا و محاسنی از جمله کنترل و مدیریت فرآیند، افزایش بهره وری و راندمان، اطمینان از کیفیت محصول، بهبود ایمنی و کاهش سایر هزینه ها می باشد. این تجهیزات در صنایع فرآیندی مختلفی نظیر نفت و گاز، پتروشیمی، غذایی، شیمیایی، داروسازی و غیره به کار می روند.

 در این مقاله، به بررسی ابزار ها ، تجهیزات اندازه گیری فشار و روش‌های اندازه‌گیری فشار می‌پردازیم:

فشار چیست؟

فشار یکی از مهمترین پارامترهای فرآیندی محسوب می شود به همین دلیل کنترل و اندازه گیری آن در صنایع مختلف از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

اندازه گیری فشار عبارت است از سنجش مقدار نیرویی که یک سیال مایع یا گازی بر یک واحد سطح وارد می کند. در همین راستا تجهیزات اندازه گیری مکانیکی (گیج فشار) و الکتریکی (سنسور یا ترانسمیترهای فشار) گوناگونی طراحی و تولید شده اند که با توجه به نوع عملکرد، شرایط فرآیندی، دقت اندازه گیری، نوع سیال و بسیاری موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرند.

فشار(Pressure) یک مفهوم اساسی در فیزیک و مکانیک سیالات است که به نیروی اعمال شده بر واحد یک سطح اشاره دارد. پس از دما، فشار یکی از مهم ترین کمیت های فیزیکی است. در واقع فشار به نیرویی گفته می ‌شود که از سیال (مایع یا گازی) بر واحد سطح اعمال می ‌شود.

فشار یک کمیت اسکالر(عددی) است و معمولاً در واحدهایی مانند پاسکال (Pa)، پوند بر اینچ مربع (psi) یا اتمسفر (atm) اندازه‌ گیری می ‌شود. همچنین به صورت زیر تعریف می شود:

P= F / A

در رابطه فوق فشار با سطح مقطع رابطه عکس و با نیرو رابطه مستقیم دارد. بنابراین با فرض نیروی یکسان با افزایش سطح مقطع میزان فشار وارده بر سطح کاهش می یابد. انواع مختلف فشار به صورت زیر دسته بندی می شوند:

فشار استاتیک (Static Pressure)

فشار استاتیک به فشاری گفته می شود که در نتیجه وزن یا نیرویی که بر یک سطح تاثیر می ‌گذارد تشکیل می شود.
با توجه به لزوم تعادل سیال در حالت استاتیک، فشار استاتیک در هر نقطه از یک سیال یکسان است و به بررسی توزیع فشار در سیال و همچنین ارتباط آن با ارتفاع و عمق می ‌پردازد. فشار استاتیک بر اساس قانون پاسکال (قانون توزیع فشار یکنواخت در یک سیال استاتیک)، توسط رابطهٔ زیربیان می ‌شود:

P Static = ρgh

در این رابطه، P static نمایانگر فشار استاتیک، ρ چگالی سیال، g شتاب گرانشی و h نمایانگر ارتفاع نسبی نقطه نسبت به یک سطح مرجع است.

فشار دینامیک (Dynamic Pressure)

فشار دینامیک به فشاری اطلاق می‌ شود که در نتیجه سرعت و جابجایی سیال به وجود می ‌آید. فشار دینامیک بیانگر انرژی حرکتی سیال است و مستقیماً با سرعت جریان سیال در ارتباط است. فشار دینامیک با استفاده از قانون برنولی تعریف می ‌شود:

P Dynamic = 0.5 ρv²

در رابطه فوق P dynamic بیانگر فشار دینامیک ، ρ چگالی سیال و v نمایانگر سرعت جریان سیال است. بنابراین فشار استاتیک به فشاری اشاره دارد که ناشی از وزن یا نیرویی است که روی یک سطح تاثیر می ‌گذارد. اما فشار دینامیک به فشاری اشاره دارد که ناشی از سرعت جریان سیال است. در ادامه انواع مختلف فشار براساس فشار مرجع ذکر می شود:

فشار اتمسفر (Atmospheric Pressure)

فشار اتمسفری یا فشار جوی به فشاری گفته می ‌شود که توسط هوا و سایر گازها در جو زمین ایجاد می‌ شود. این فشار ناشی از وزن هوا بر روی سطح زمین است و در نتیجه جاذبه زمینی به وجود می ‌آید.

معمولاً فشار اتمسفری با واحد پاسکال (Pa) یا هکتو پاسکال (hPa) اندازه‌ گیری می ‌شود. در استاندارد SI، یک هکتو پاسکال برابر با یک پاسکال است و معادل یک صدم بار اتمسفر است.

مقدار فشار اتمسفری معمولاً در سطح دریا حدود 1013.25 هکتو پاسکال (hPa) یا 760 میلیمتر جیوه (mmHg) است. این مقدار به عنوان فشار استاندارد جوی (Standard Atmospheric Pressure) شناخته می ‌شود. در مورد سیکلون و آنتی سیکلون این فشار حدود 5٪ تغییر می کند.

فشار اتمسفر به صورت P amb (amb = ambient = محیط) بیان می شود. فشار اتمسفری با افزایش ارتفاع از سطح دریا کاهش می‌ یابد. این کاهش به دلیل کم شدن غلظت هوا با افزایش ارتفاع و کاهش وزن هوا ناشی از نیروی جاذبه است.

فشار مطلق (Absolute Pressure)

فشار مطلق نسبت فشار یک ماده به فشار خلاء یا صفر(vacuum) است. در واقع فشار مطلق شامل فشار خلاء (صفر) و فشار ناشی از جریان سیال نیست و فقط فشار ناشی از وزن یا نیروی فشار داخلی ماده را نشان می‌ دهد.

در فشار مطلق همیشه اختلاف تا خلاء ایده آل اندازه گیری می شود. این بدان معنی است که فشار محیط و عوامل خارجی مانند آب و هوا یا ارتفاع از سطح دریا، بر اندازه گیری فشار مطلق تأثیر نمی گذارد.

جهت تمایز از سایر انواع فشار، با شاخص “abs” نشان داده می شود که از لاتین “Absolutes” به معنای جدا، مستقل گرفته شده است. برای فرمول فشار مطلق، پارامترهای فشار گیج و فشار اتمسفر (P atm) مورد نیاز است. فشار مطلق با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

P Abs = P gauge + P atm

فشار گیج یا نسبی (gauge pressure)

فشار گیج یا فشار نسبی با توجه به فشار محیطی محاسبه می ‌شود. در واقع فشار نسبی فشار مطلق را نسبت به فشار محیط می ‌سنجد. اگر فشار سیال در یک نقطه بیشتر از فشار محیط باشد، فشار نسبی مثبت است و اگر کمتر باشد، فشار نسبی منفی است.

فشار گیج یا نسبی در واقع اختلاف فشار مطلق و فشار اتمسفر به صورت زیر می باشد:

P gauge = P abs – P amb

با توجه به اینکه فشار نسبی تفاوت را با خلاء اندازه ‌گیری نمی ‌کند بلکه با فشار محیط (فشار اتمسفر) اندازه‌ گیری می ‌کند. به همین دلیل اندازه‌ گیری فشار نسبی تحت تاثیر عوامل خارجی مانند آب و هوا یا ارتفاع از سطح دریا تغییر خواهد کرد.

فشار تفاضلی (Differential Pressure)

فشار تفاضلی اختلاف فشار بین دو نقطه p1 و p2 می باشد و به صورت زیر محاسبه می شود:

Δp = p1 – p2

بر این اساس، برای اندازه گیری فشار تفاضلی از تجهیزات اندازه گیری اختلاف فشار (گیج یا ترانسمیتر اختلاف فشاری) با دو ورودی جهت اندازه گیری فشار در دو نقطه استفاده می شود.

در تجهیزات اندازه گیری اختلاف فشاری تنها در صورتی که مقادیر اندازه گیری شده با یکدیگر متفاوت باشند اختلاف فشار نشان داده می شود. این تجهیزات در بسیاری از کاربردها مانند نظارت بر فیلتر و اندازه گیری سطح در مخازن بسته به کار می روند.

واحدهای اندازه گیری فشار

در آمریکا واحدهایی که بیشتر برای اندازه گیری فشار استفاده می شوند، پوند بر اینچ مربع (psi)، بار و میلی بار (mbar) می باشند.

واحد استاندارد بین المللی برای فشار پاسکال (به اختصار Pa) N/m2 یا نیوتن بر متر مربع است (1 بار = 100000 پاسکال).
فشار را میتوان بر حسب اتمسفر (atm)، اینچ جیوه (in. Hg)، میلی متر جیوه (mm Hg)و تور (حدود 133.3 Pa) اندازه گیری کرد. واحد مورد استفاده در تجهیزات اندازه گیری فشار به صنعت، اولویت ها و استانداردهای اندازه گیری کشور بستگی دارد.

در جدول زیر انواع واحدهای متداول اندازه گیری فشار و تبدیل آنها به یکدیگر آورده شده است:

Kg/Cm2in.HgmmHgin.H2OmmH2OMpakPaPaatmbarmbarpsi
0.07042.03651.71527.71703.80.0068956.89568950.06810.068968.951psi
0.001020.02950.750.40210.210.00010.1001000.0009670.00110.0145mbar
1.0229.53750.1401.9102100.11001000000.9871100014.504bar
1.03329.92760.0407.2103430.1013101.32510132511.013251013.2514.7atm
0.000010.0002950.00750.004020.1020.0000010.00110.000010.000010.010.000145Pa
0.01020.2957.54.019102.070.001110000.009870.01100.14504kPa
10.2295.37500.64014.6101971.6110001000009.87101000145.04Mpa
0.00010.002890.07350.039410.00000980.00989.80.0000970.0000980.0980.001421mmH2O
0.002540.07351.866125.40.000250.2488248.80.002460.0024882.4880.0361in.H2O
0.001360.039410.53613.610.000130.1333133.30.0013160.0013331.3330.01934mmHg
0.0345125.413.61345.70.003863.38633860.033420.0338633.860.4912in.Hg
128.96735.6394.1100100.098198.067980670.9680.9807980.714.22Kg/Cm2

تجهیزات اندازه گیری فشار چیستند؟

تجهیزات اندازه ‌گیری فشار ابزارها و دستگاه هایی هستند به منظور اندازه ‌گیری و نمایش فشار در یک سیستم مورد استفاده قرار می‌ گیرند. این تجهیزات از اصول مختلفی برای اندازه‌ گیری فشار استفاده می ‌کنند که شامل تکنولوژی ‌های مکانیکی و الکتریکی می شوند.

اندازه گیری دقیق فشار در هر فرآیندی حیاتی است. اندازه گیری فشار بعد از دما دومین اندازه گیری رایج در کنترل فرآیند است. تجهیزات اندازه گیری فشار باید به طور منظم کالیبره شوند تا داده های دقیقی را برای اطمینان از اجرای ایمن و روان فرآیند ارائه دهند.

برای انتخاب صحیح تجهیزات اندازه‌ گیری فشار باید به پارامترهایی از جمله نوع فشار، محدوده اندازه‌ گیری، دقت، قابلیت ‌های خاص و شرایط فرِآیندی توجه نمایید. همچنین توصیه می ‌شود برای اندازه ‌گیری فشار در فرآیندهای حساس و مهم از تجهیزات با کیفیت و استاندارد و در صورت نیاز به دقت بالاتر از تجهیزات پیشرفته ‌تری استفاده شود.

تجهیزات اندازه گیری فشار را میتوان به سه دسته بندی تجهیزات مکانیکی، الکترومکانیکی و الکترونیکی تقسیم بندی کرد که در ادامه به معرفی آنها میپردازیم:

تجهیزات الکتریکی

در تجهیزات اندازه گیری الکترونیکی فشار، میزان فشار سیال توسط سنسورهای مختلف اندازه گیری می شود در نهایت فشار مورد اندازه گیری یا تغییرات فشار را دریافت کرده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. بنابراین سیگنال الکتریکی اندازه گیری مقدار فشار اعمال شده یا تغییرات فشار سیال است.

تجهیزات مکاترونیکی

برای کنترل و نظارت سیستم با استفاده از اندازه ‌گیری فشار مکاترونیک، تجهیزات اندازه ‌گیری مکانیکی با سیگنال ‌های خروجی الکتریکی یا کنتاکت‌ های سوئیچ ترکیب می ‌شوند.

اندازه‌ گیری فشار مکاترونیک به معنای استفاده از ترکیبی از اصول مکانیکی، الکترونیکی و کنترل ‌های هوشمند برای اندازه ‌گیری و کنترل فشار است. در این روش، سنسورهای فشار مکانیکی به کمک تکنولوژی ‌های الکترونیکی و کنترلی یا هوشمند به کار می ‌روند تا فشار را اندازه‌ گیری کنند و اطلاعات را به سیستم کنترلی منتقل کنند.

تجهیزات مکانیکی

در اندازه گیری مکانیکی فشار از تجهیزات اندازه ‌گیری با المنت فشاری استفاده می‌ شود که تحت تأثیر فشار مثبت یا منفی نسبت به فشار اتمسفر (فشار محیط) تغییر شکل الاستیکی دارند.

تجهیزات مکانیکی بر خلاف ابزارهای اندازه گیری که از فناوری اندازه گیری فشار الکترونیکی استفاده می کنند برای کار به هیچ منبع تغذیه ای نیاز ندارند. همچنین دارای عملکرد ساده و ساختار مستحکم می باشند. در ادامه انواع تجهیزات مکانیکی و الکتریکی فشار به شرح زیر می باشد:

گیج فشار (Pressure Gauge)

گیج فشار یکی از اصلی ترین و پرکاربردترین تجهیزات مکانیکی اندازه گیری فشار است که جهت اندازه گیری و نمایش محلی فشار سیالات مایع و گازی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

گیج فشار در انواع و اندازه‌ های مختلفی از گیج‌ های کوچک و قابل حمل تا گیج ‌های صنعتی بزرگ ساخته می شوند. همچنین برخی از گیج ‌های فشار دارای ویژگی ‌های خاصی مانند مقاومت در برابر شوک و لرزش، مقاومت در برابر آب و گرد و غبار، و قابلیت استفاده در شرایط دمایی بالا می باشند.

گیج فشار در صنایع و کاربردهای مختلفی استفاده از جمله در صنعت نفت و گاز، صنعت شیمیایی، صنعت خودروسازی، صنعت آب و فاضلاب، صنعت غذایی و غیره به کار می رود.

گیج های فشار بر خلاف ترانسمیترهای فشار سیگنال الکتریکی ارسال نمی کنند و در ارتباط با سیستم کنترل نمی باشند اما از لحاظ قیمت نسبت به ترانسمیترهای فشار ارزانتر هستند. به طور کلی گیج های فشار از دو بخش اصلی تشکیل می شوند:

سنسور فشار (Pressure sensor/Transducer)

این قسمت از گیج فشار وظیفه اندازه ‌گیری فشار را بر عهده دارد. سنسور فشار معمولاً بر اساس تغییرات فشار وارد شده بر روی آن، سیگنال الکتریکی تولید می ‌کند. این سیگنال الکتریکی معمولاً به صورت تغییرات ولتاژ یا جریان است.

مشخصات فنی گیج فشار

مشخصات فنی و ویژگی های گیج فشار ممکن است براساس نوع گیج و کاربردهای خاص آن متفاوت باشد. در ادامه برخی از مشخصات مهم که معمولاً در برگه مشخصات فنی (Data Sheet) گیج‌ های فشار مشخص می ‌شوند عبارتند از:

محدوده اندازه گیری (Range)

یکی از مهمترین نکات در انتخاب گیج فشار محدوده اندازه‌ گیری است که باید متناسب با نیازهای سیستم و محیط کاری انتخاب شود. در گیج های فشاربازه اندازه گیری Scale و بیشترین مقدار اندازه گیری Span است.

در نظر داشته باشید که انتخاب گیج فشار با محدوده اندازه‌ گیری مناسب به شما امکان می ‌دهد تا فشارهای مورد نیاز را بادقت و قابلیت مورد اعتماد اندازه‌ گیری نمایید.

محدوده اندازه گیری Range در گیج های فشار محدوده ای است که گیج قادر به اندازه گیری در آن است. گیج های فشاری که محدوده گسترده تری را پوشش می دهند از قیمت بالاتری برخوردار هستند. انتخاب میزان رنج فرآیندی 3/1 میانی رنج گیج فشار باید باشد زیرا در آن بازه گیج بهترین خاصیت خطی را دارد.

مقیاس (Scale)

نوع مقیاس روی صفحه گیج فشار آنالوگ قرار دارد. مقیاس می تواند به تعیین دقت کمک کند، مقیاس های کوچکتر منجر به خواندن دقیق تر می شود. صفحه گیج می تواند دارای مقیاس تکی یا دوتایی باشد.

گیج های فشار تک مقیاس Single scale: این نوع گیج های فشار دارای یک مقیاس (یک مجموعه واحد) بر روی صفحه نمایش می باشند.

گیج ‌های فشار تک مقیاس معمولاً در برخی کاربردها که نیاز به اندازه‌ گیری فشار در یک محدوده واحد دارند، استفاده می ‌شوند. این نوع گیج ‌ها معمولاً ساده ‌تر و قیمت ارزانتری نسبت به گیج ‌های دوگانه دارند.

گیج های فشار با مقیاس دوگانه Dual scale: گیج‌ های فشار با مقیاس دوگانه (Dual Scale) دارای دو مقیاس جداگانه برای نشان دادن مقادیر فشار می باشند. این نوع گیج‌ ها به شما امکان می ‌دهند که مقادیر فشار را به صورت همزمان در دو واحد مختلف مشاهده نمایید.

صفحه نمایش (Dial)

نمایشگر در گیج فشار مقادیر فشار اندازه ‌گیری شده توسط سنسور را نمایش می دهد. صفحه نمایشگر می ‌تواند به صورت دیجیتالی و عقربه ای ساخته شود. یک صفحه‌ نمایش دیجیتال مقدار فشار را به صورت عددی نمایش می ‌دهد ولی در نمایشگر عقربه ای با تغییر فشار عقربه روی صفحه نمایش تغییر موقعیت می دهد.

صفحه نمایش رابطی است که اپراتور برای مشاهده مقادیر فشار اندازه گیری شده توسط سنسور فشار با آن تعامل دارد.

صفحه نمایشگر دیجیتال: در بسیاری از گیج ‌های فشار مدرن، از صفحه ‌نمایش دیجیتال استفاده می ‌شود. این نوع نمایشگر، مقدار فشار را به صورت عددی نمایش می ‌دهد. معمولاً این صفحه ‌نمایش شامل اعداد و ارقام است که مقدار فشار را به صورت دقیق نشان می ‌دهد. برخی از این صفحه ‌نمایش‌ ها می ‌توانند همچنین واحد‌های فشار را نیز نمایش دهند.

صفحه نمایشگر آنالوگ: در برخی از گیج‌ های فشار ساده ‌تر، از نمایشگر عقربه ای برای نمایش مقدار فشار استفاده می‌ شود. این نمایشگر شامل یک عقربه است که با تغییر موقعیت، مقدار فشار را نشان می ‌دهد.

گیج های فشار در ابعاد و سایزهای گوناگونی طراحی و ساخته می شوند. در سایزهای مختلف نظیر 40، 50، 63، 80، 100، 115، 160 و 250 میلی متر و6 ½، 4، 4 ½، 2، 2 ½، 1 اینچ در دسترس می باشند.

صفحه گیج های فشار به رنگ سفید و از جنس استنلس استیل می باشد. اندازه صفحه گیج معمولاً با الزامات خوانایی تعیین می شود. صفحه بزرگتر برای خواندن از راه دور و کوچکتر در مواقعی که گیج نزدیک به اپراتور است مناسب می باشد. به طور کلی هنگامی که نیاز به دقت بالاتر باشد از گیج با اندازه صفحه نمایش بزرگتری استفاده می شود.

دقت اندازه گیری (Accuracy)

دقت به عنوان اختلاف (خطا) بین مقدار واقعی و مقدار نشان داده شده به صورت درصدی از span تعریف می شود. دو مجموعه استاندارد وجود دارد که درجه ‌های دقت گیج ‌های فشار را تعیین می ‌کنند:

  • ASME B40.1 درجه بندی دقت گیج های فشار عقربه ای را تعریف می کند.
  • ASME B40.7 درجه بندی دقت گیج ‌های فشار دیجیتال را تعریف می‌ کند.

دقت صرفاً میزان انطباق اندازه ‌گیری با مقدار صحیح است. دقت اندازه ‌گیری در گیج ‌های فشار بستگی به نوع گیج و ویژگی ‌های آن دارد. خطا شامل انحرافات ترکیبی ناشی از روش، مشاهده گر، دستگاه و محیط است. از آنجایی که دقت گیج ارتباط نزدیکی با قیمت دارد، برای تعیین دقت مورد نیاز، کاربرد را در نظر بگیرید.

دقت یک گیج فشار معمولاً به صورت دقت درصدی بیان می ‌شود. به طور کلی دقت بیشتر به معنای توانایی گیج در نمایش دقیق تر مقادیر فشار است. (دقت اندازه گیری= +/- 1% F.S)

بدنه (Housing)

بدنه گیج های فشار معمولا از آلومینیوم ریخته گری (Aluminum Cast Die) ساخته می شود. اما برای کاربردهایی متناسب با شرایط پروژه به عنوان مثال در فشار و دماهای بالاتر از متریال بهتری مانند استنلس استیل (فولاد ضد زنگ) 304 یا 316 استفاده می شود.

در کاربردهای استاندارد، استفاده از یک نسخه گیج فشار پلاستیکی با متریال المنت از آلیاژ مس برای سیالات خنثی مانند هوای فشرده، آب یا روغن کافی است.

برای کاربردهای هیدرولیکی، گیج فشار روغنی با بدنه کرومی مقاوم با پرکننده گلیسیرین را توصیه می‌ شود. این گیج فشار روغنی لرزش و نوسان را کاهش می دهد بنابراین خوانایی دقیقی را تضمین می ‌کند.

برای اندازه گیری فشار در سیالات خورنده با ویسکوزیته کم وغیر متبلور انواع گیج فشار ساخته شده از فولاد ضد زنگ (استنلس استیل) مناسب می باشند. علاوه بر این از مواد گرانتری بر اساس نوع سیال، دما و فشار فرایندی از جمله طلا، هستلویHastelloy ، مونل و اینکونل برای مقاومت در برابر سیالات خورنده و ترش استفاده می شود.

درجه نفوذ بدنه (IP)

گیج های فشار و تمامی تجهیزات اندازه گیری فشار مورد استفاده در صنایع باید دارای استاندارد نفوذ IP65باشند. در این استاندارد رقم اول مربوط به گرد و غبار وعدد دوم مربوط به مایعات و آب است.

استاندارد نفوذ گیج به عنوان IP (Ingress Protection) استانداردی است که برای مشخص کردن درجه حفاظتی گیج در برابر ورود مواد خارجی به داخل آن استفاده می ‌شود.

گیج فشار با استاندارد نفوذ (ضد آب)IP65 در برابر نفوذ گرد و غبار و مایعات محافظ بوده و امکان کمترین نفوذ در آن وجود ندارد.

قسمت های در تماس با سیال (Wetted Part)

قسمت هایی از گیج فشار که در تماس مستقیم با سیال قرار می گیرد Wetted part نامیده می شود. این قسمت حداقل از متریال استنلس استیل (فولاد ضد زنگ) SS316 ساخته می شود. این قسمت ها شامل اتصالات گیج و همچنین المنت اندازه گیری یا سنسور در گیج فشار میشوند که مستقیمآ با سیال فرآیندی در ارتباط هستند.

اتصالات گیج فشار (connection)

قسمت پایینی گیج فشار کانکشن یا اتصال گیج می باشد که مجرای ورود و خروج سیالات است. سایز اتصالات رزوه ای یا پیچی معمولا 2/1 اینچ NPT خواهد بود. چند نوع رایج از اتصالات گیج فشار به شرح زیر خواهد بود:

اتصال پیچی (Threaded Connection):

در این نوع اتصال، گیج فشار با استفاده از پیچ و رابط مانند پیچ NPT یا BSPT به سیستم فشاری متصل می‌شود. این نوع اتصال معمولاً در گیج‌ های کوچک تا متوسط مورد استفاده قرار می ‌گیرد.

اتصال فلنجی (Flanged Connection):

در این نوع اتصال گیج فشار با استفاده از فلنج به سیستم فشاری متصل می ‌شود. فلنج‌ ها معمولاً به وسیله پیچ و مهره‌ها به هم متصل می ‌شوند و اتصال قوی با استحکام بالایی را فراهم می ‌کنند. این نوع اتصال برای گیج‌ های بزرگتر و در برخی از کاربردهای صنعتی استفاده می ‌شود.

المنت های اندازه گیری در گیج فشار

گیج های فشار با المنت یا سنسورهای گوناگونی طراحی و تولید می شوند که عبارتند از:

  • بوردن تیوب (C-Type) / هلیکال Helix / حلزونی Spiral
  • بیلوز (Bellows)
  • دیافراگم (Diaphragm)
  • کپسول (Capsule)

المنت بوردن تیوب (C-Type)

لوله بوردون یکی از رایج ترین نوع سنسورهای فشار است که ساده ترین مدل آن مدل C می باشد.
این نوع المنت اندازه گیری از لوله بوردن به شکل C طراحی می شود. این لوله الاستیک است از یک طرف به سوکت لحیم یا جوش داده شده و طرف دیگر آن به پوینترگیج متصل است.

همانطور که فشار افزایش می یابد انتهای بسته در قوس حرکت می کند و این حرکت باعث چرخش قطعه ای از دنده که در تماس با یک لینک اتصال که معموال قابل تنظیم است، می گردد. این تغییر در حالت لوله بورد ن را می توان با یک چرخ دنده تقویت کرد و با استفاده از یک عقربه تغییرات را نمایش داد.

اصل کار گیج فشار بوردن این است که یک لوله منحنی هنگام اعمال فشار صاف می شود و در نهایت فشار توسط عقربه در صفحه نمایش نشان داده می شود.

گیج های فشار با المنت لوله بوردن برای اندازه گیری فشار سیالات مایع، بخار و گاز از 1 تا 1000 استفاده می شود. آنها دقتی بین 0.1 ± و 2.5 ± انحراف در مقیاس کامل دارند و از متریال برنج، فولاد ضد زنگ یا مونل و غیره ساخته می شوند.

المنت حلقوی (Helix)

این نوع سنسور از یک لوله به شکل مارپیچ سخته می شود که یک طرف آن در ارتباط با سیال و طرف دیگر به پوینتر گیج متصل است. این سنسور قابلیت اندازه گیری در محدوده 1 تا 300 بار را دارد.

المنت حلزونی (Spiral)

سنسورهای Spiral عملکردی مانند سری هلیکال دارند با این تفاوت که لوله تشکیل دهنده آن به صورت حلزونی است. این سنسورها در محدوده 0 تا 200 بار فشار را اندازه گیری می کنند.

هنگامی که طول لوله ی بوردن زیاد شود به گونه ای که زاویه آن از 360 درجه بگذرد. لوله به صورت دایره کامل درآمده و از آن تجاوز می کند. این حالت برای افزایش حساسیت و دقت در اندازه گیری فشارهای پایین مورد استفاده قرارمی گیرد.
گیج های فشاری که از لوله بوردن نوع حلقوي و حلزونی استفاده می کنند دارای اصطکاک کمتر و حساسیت بیشتری می باشند.

المنت بیلوز (Bellows)

سنسور بیلوز برای فشارهای پایین و نزدیک به خلاء از 1- تا 2.5 بار با دقت اندازه گیری آن +/- 1.6 به کار می رود.
المنت بیلوز از یک لوله به شکل آکاردئون تشکیل شده است که خاصیت الاستیکی داشته و در برابر خوردگی مقاوم است. یک سر این بیلوز بسته است که با اعمال فشار بر آن، طولش تغییر کرده و با جابجایی عقربه متصل به آن میزان فشار مشخص می شود.

در واقع همانطور که فشارسیال وارد می شود، روی انتهای آزاد بیلوز نیرو اعمال می کند و باعث انبساط و ایجاد حرکت می شود. گیج های فشار بیلوز بسیار حساس هستند و برای کاربردهای فشار پایین استفاده می شوند.

دو شکل بیلوز وجود دارد در یک شکل فشار بر روی بیلوز اعمال می شود و در نتیجه یک فنر متعادل تغییر شکل می دهد.در نوع دیگری از اصل فشار تفاضلی استفاده می کند که بیلوز بین دو محفظه با فشارهای متفاوت آب بندی شده است.

المنت دیافراگمی (Diaphragm)

المنت دیافراگمی از صفحه تخت الاستیکی تشکیل می شود که با اعمال فشار جابجا می شود و با یک اهرم به عقربه متصل است. از این المنت برای اندازه گیری فشار سیالات خورنده در فشار های پایین از 1- تا 2.5 بار استفاده می شود.

در واقع با اعمال فشار به المنت دیافراگم و تغییر شکل آن پوینتر متناسب با فشار اعمالی جابه جا خواهد شد. دیافراگم بین دو فلنج قرار می گیرد برای تعیین اختلاف فشار اعمال شده و فشار مرجع استفاده می شود. فلز به کار رفته باید از نوع الاستیکی باشد زیرا فشار فرآیند به سطح وسیعی وارد می گردد از این رو تجهیز نسبت به تغییرات اندك فشار دارای حساسیت می باشد.

در مقایسه با بوردن تیوب این سنسور دیافراگمی دارای نیروی محرک نسبتاً بالایی هستند و در نتیجه نسبت به لرزش حساس نمی باشند. سنسور دیافراگم می تواند در معرض اضافه بار بیشتری قرار گیرد. از طریق بارگیری (المنت دیافراگمی که روی فلنج بالایی قرار دارد) و با پوشش دادن آن با مواد مخصوص یا پوشاندن آن با فویل میتوان گیج را در برابر سیالات بسیار خورنده محافظت کرد.

این نوع المنت بر اساس همان اصل فشار سنج بوردن عمل می کند اما فشار را با استفاده از دیافراگم به جای لوله انعطاف پذیر اندازه گیری می کند.

المنت کپسولی (Capsule)

المنت کپسولی دارای دو دیافراگم نازک متحدالمرکزو فلزی است که به صورت سری به یکدیگر جوش داده شده اند. ما بین دیافراگم ها با سیال تراکم ناپذیری مانند گلیسرین یا سیلیکون پر شده است.

هنگامی که فشار وارد می شود دیافراگم ها منبسط یا منقبض می شوند. این تغییر شکل باعث ایجاد حرکت چرخشی می شود که در نهایت روی صفحه گیج ظاهر می شود. یکی از دیافراگم ها دارای سوراخی در مرکز است که اجازه ورود سیال را می دهد. از این المنت برای اندازه گیری فشارهای بسیار پایین از 0.025- تا 0.025 بار با دقت +/-2.5 FS استفاده می شود.

محافظ گیج در برابر ترکیدگی (Blow-out Protection)

پشت گیج فشار یک پوشش محافظ پلاستیکی وجود دارد که اگر فشار بیشتر از 325 میلی بار شود به بیرون پرتاب شده و سیال از آن خارج می شود در نهایت سیال تا زمانی که فشار کاهش یابد تخلیه می شود.

در صورتی که این اتفاق رخ دهد حتما باید گیج مجددا کالیبره شود زیرا مقادیر درستی را نمایش نمی دهد. پس از کالیبره مجدد گیج فشار یک تکه از همان نوع الاستیکی در پشت گیج قرار می گیرد. این تدابیر برای افزایش ایمنی سیستم‌ ها و جلوگیری از صدمات جدی به افراد و تجهیزات مورد استفاده قرار می ‌گیرد.

گیج فشار با محافظ ورق فولادی (Solid Front)

نوعی قاب محافظ و محکم از ورقه فولادی است که بین المنت اندازه گیری و صفحه (Dial) قرار می گیرد. هنگامی که فشار از محدوده مشخصی بالاتر رود سنسور اندازه گیری آسیب می بیند و سیال پر فشار به سمت صفحه (Dial) خواهد رفت.

با نصب قاب محافظ، گیج به طور معمول درون یک جعبه فلزی قرار می ‌گیرد و قابلیت تحمل ضربه و فشار زیاد را دارد. این قاب محافظ به گیج استحکام بیشتری می ‌بخشد و از خروج کامل یا شکستن گیج در صورت ضربه شدید جلوگیری می ‌کند. همچنین قاب محافظ می ‌تواند در برابر ورود ذرات خارجی به داخل گیج نیز محافظت کند و عمر مفید آن را افزایش دهد.

قاب محافظ علاوه بر محافظت از گیج در برابر ضربه، می ‌تواند از لرزش‌ ها و ارتعاشات ناشی از فعالیت ‌های محیطی و سیستمی که گیج در آن نصب شده است نیز محافظت کند.

تحمل پذیری گیج (Range Over Port)

گیج های فشار مطابق با استانداردها باید در مقابل فشارهای تا 3/1 برابرSpan Full تحمل پذیر باشند. تحمل پذیری گیج معمولاً در برچسب یا مشخصات فنی گیج ذکر می ‌شود.

تحمل پذیری گیج معمولاً به صورت دو مقداربالاترین مقدار فشاری که گیج بدون خطا و با دقت قابلیت اندازه ‌گیری دارد(بیشینه مقدار فشار) و نیز پایین ‌ترین مقدار فشاری که گیج بدون خطا و با دقت اندازه گیری می کند (کمینه مقدار فشار) بیان می شود.

تحمل پذیری گیج (Range Over Port) به میزانی اشاره دارد که گیج می ‌تواند فشارها و اندازه‌های بیشتر از محدوده عملکرد مشخص شده خود را تحمل کند. این موضوع ممکن است در برخی مواقع لازم باشد که گیج با فشارهایی که بیشتر از محدوده مشخص شده آن است مواجه شود.

درجه بندی گیج فشار (graduation)

روی صفحه نمایش (Dial) درجه بندی ‌ها یا اعدادی ثبت شده اند که برای نشان دادن مقادیر مختلف یک واحد اندازه ‌گیری یا مقیاس استفاده می‌ شوند، به آنها Gradation یا درجه بندی می ‌گویند. این درجه بندی ها بر اساس استاندارد از سه رنگ مشکی، قرمز (مناطق پر خطر) و فسفری (دید در شب) می باشند.

استانداردهای گیج فشار

گیج های فشار بر اساس استانداردهای گوناگونی تولید مس شوند. استاندارد EN 837 و استاندارد ASME B40، دو استاندارد بین ‌المللی معروف در زمینه گیج‌ های فشار می باشند. هر دواستاندارد به مشخصات و الزامات فنی برای طراحی، ساخت و استفاده از گیج ‌های فشار می ‌پردازند. این دو استاندارد توسط سازمان‌ های مختلف تهیه شده ‌اند و دارای تفاوت‌ هایی می باشند:

استاندارد EN 837:

این استاندارد توسط اتحادیه اروپا (European Union) تهیه شده است و برای گیج ‌های فشار صنعتی در اروپا استفاده می ‌شود. این استاندارد شامل الزامات مربوط به طراحی، ابعاد، مواد ساخت، دقت، و آزمون‌ های عملکرد گیج‌ های فشار است.

استاندارد EN 837 تفکیک نوع گیج، مشخصاتی مانند کلاس دقت، محدوده فشار اندازه‌ گیری، و سایر ویژگی‌ ها را مشخص می ‌کند.

استاندارد ASME B40:

استاندارد ASME B40 توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (ASME) تهیه شده است و برای گیج‌ های فشار صنعتی در ایالات متحده آمریکا استفاده می‌ شود.

استاندارد ASME B40 شامل الزامات مشابهی با استاندارد EN 837 است، اما با توجه به تفاوت‌ های منطقه ‌ای و قوانین محلی، ممکن است تعدادی تفاوت وجود داشته باشد. استاندارد ASME B40 نیز بر اساس نوع گیج، کلاس دقت، محدوده فشار اندازه‌ گیری و سایر ویژگی‌ ها را مشخص می ‌کند.

انواع گیج فشار در بازار

گیج های فشار تجهیزاتی هستند که برای اندازه گیری و نمایش فشار سیالات مایع، گاز و بخار مورد استفاده قرار می گیرند. این فشارسنج ها ابزارهای اندازه گیری فشار با المنت های فشار الاستیکی می باشند که میلیون ها بار در کاربردهای مختلف صنعتی مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

گیج های فشار بر اساس المنت اندازه گیری مانند لوله های بوردن، دیافراگم یا کپسول، نوع صفحه نمایش (دیجیتال یا عقربه ای) و نوع فشار اندازه گیری (نسبی، مطلق، اختلاف فشار) در انواع مختلفی به شرح زیر تولید می شوند:

  • گیج فشار مطلق
  • گیج فشار نسبی
  • گیج فشار بوردن تیوب
  • گیج فشار دیافراگمی
  • گیج فشار کپسولی
  • گیج فشار ضد انفجار Solid Front
  • گیج فشار خشک
  • گیج فشار روغنی
  • گیج فشار دیجیتالی
  • گیج فشار عقربه ای
    تست گیج فشار
  •  گیج اختلاف فشاری( (DP
  • مانوستات

تفاوت گیج فشار خشک و روغنی

گیج های فشار عقربه ای در دو مدل خشک و روغنی ساخته می شوند. گیج های فشار خشک از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر هستند و برای کاربرد در صنایع با لرزش و نوسان کم استفاده می شوند.

یکی از پرفروش ترین گیج های فشار خشک در بازار ایران مدل 232.50 از برند معروف ویکا است که در کارخانه ها و بسیاری از صنایع نصب شده است.

گیج های فشار خشک پرکاربردترین نوع گیج های فشار می باشند که در مخازن تحت فشار، کمپرسورهای هوا، رگلاتورهای هوا و گاز، پمپ ها و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.

گیج های فشار خشک با دقت بالا و قیمت مقرون به صرفه با گذشت زمان یا در شرایط سخت شدیدتر صفحه فشارسنج خشک می تواند رطوبت را جمع کرده و خوانایی را غیرممکن یا دشوار کند.

علاوه بر این رطوبت می تواند در شرایط سرد منجر به یخ زدن و کار نکردن گیج فشار شود. اگر سیال فرار باشد گیج فشار خشک ممکن است کمی پرش و نوسان در گیج ایجاد کند در حالی که گیج فشار روغنی بسیار راحت تر خوانده می شود.
اما بسیاری از فرآیندها و واحدهای صنعتی دارای نوسان و لرزش بالایی می باشند. در چنین شرایطی جهت کاهش آسیب به گیج فشار و همچنین افزایش دقت اندازه گیری از گیج های فشار روغنی استفاده می شود.

داخل محفظه گیج های فشار را از روغن تراکم ناپذیر گلیسیرین یا سیلیکون پر می کنند. این روغن باعث کاهش لرزش، افزایش دقت و طول عمر مفید گیج خواهد شد.

گلیسیرین موجود در یک گیج فشار روغنی اثر ارتعاشات را کاهش می دهد. در واقع قسمت های داخلی را روان و از خوردگی و فرسایش گیج جلوگیری می کند.
از مزایای گیج های روغنی در مقایسه با گیج های خشک میتوان به عملکرد و عمر طولانی آنها اشاره کرد. همچنین گیج های روغنی در شرایط کمتر از ایده ‌آل عملکرد بهتری دارند.

تفاوت گیج فشار نسبی و مطلق

تفاوت بین دو اندازه گیری در گیج فشار به راحتی مشخص می شود. در اندازه گیری فشار گیج، همیشه اختلاف فشار محیط فعلی (اتمسفر) است که اندازه گیری می شود. به همین دلیل این فشار با آب و هوا و ارتفاع از سطح دریا تغییر می کند.

اندازه گیری فشار مطلق تفاوت را از خلاء ایده آل یا مطلق اندازه گیری می کند. به همین دلیل است که این اندازه گیری مستقل از تأثیرات محیطی مانند آب و هوا یا ارتفاع است.

در بیشتر موارد وظیفه گیج فشار اندازه گیری و تعیین فشار نسبی است. به همین دلیل است که این نوع گیج فشار بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، اگر یک گیج فشار در کاربردی استفاده شود که وظیفه آن اندازه‌ گیری فشار مطلق است، باید خطاهای اضافی زیر در نظر گرفته شود:

1. +/- 30 mbar ناشی از تغییرات آب و هوا
2. تا 200 میلی بار هنگام تغییر مکان (به عنوان مثال از سطح دریا تا 2000 متر)

بسته به محدوده اندازه گیری این خطاها (به عنوان مثال در پنوماتیک در محدوده اندازه گیری 1 بار) یا ناچیز (در هیدرولیک در 400 بار) در نظر گرفته شود.

تفاوت گیج فشار دیجیتال و عقربه ای

تفاوت اصلی بین گیج فشار دیجیتالی و گیج فشار عقربه ‌ای در روش نمایش و خواندن مقادیر فشار است. در واقع گیج فشار عقربه ‌ای از پوینتر برای نمایش فشار استفاده می ‌کند اما گیج فشار دیجیتالی از صفحه نمایش الکتریکی و اعداد برای نمایش فشار استفاده خواهد کرد. در ادامه تفاوت های این دو مدل گیج فشار بیان شده است:

نوع نمایش:

گیج فشار دیجیتالی از یک صفحه نمایش الکتریکی برای نمایش مقدار فشار استفاده می ‌کند. مقدار فشار به صورت اعداد دقیق دیجیتالی نمایش داده می‌ شود. در حالی که گیج فشار عقربه ‌ای از یک پوینتر ساعت گرد برای نمایش مقدار فشار استفاده می ‌کند.

دقت:

گیج فشار دیجیتالی دارای دقت بیشتری نسبت به گیج فشار عقربه ای است. زیرا مقادیر فشار به صورت دیجیتالی نمایش داده می ‌شوند و توانایی نمایش اعداد دقیق و حتی اعشار را دارند. در حالی که گیج فشار عقربه ‌ای معمولاً دقت کمتری دارد و ممکن است برای خواندن مقادیر دقیق نیاز به تخمین و تقریب داشته باشد.

قابلیت استفاده در شرایط مختلف:

گیج فشار دیجیتالی معمولاً قابلیت قرائت بهتری در شرایطی با نور کم و تاریک را دارد. اما گیج فشار عقربه ‌ای تنها برای قرائت در شرایط نوری مناسب خوب عمل می‌ کند همچنین نیاز به نور پس زمینه ندارد. استفاده از گیج فشار دیجیتالی یا گیج فشار عقربه‌ ای بستگی به نیازها و شرایط خاص کاربرد دارد.

در مواردی که نیاز به دقت بالا، خوانایی دقیق و قابلیت اتصال به سیستم ‌های کنترلی دارید استفاده از گیج فشار دیجیتالی ایده آل است. اما اگر نیاز به یک گیج فشار ساده با خواندن سریع و قابلیت استفاده در شرایط نوری مناسب دارید، گیج فشار عقربه ‌ای ممکن است گزینه مناسبی باشد.

تست گیج فشار

تست گیج فشار نوعی از گیج های فشار با خوانایی و دقت بسیار بالا می باشد که برای بازرسی، آزمایش و اعتبار سنجی نقاط کلیدی در صنایع نصب می شود.

این گیج با صفحه نمایش بزرگ 6 اینچ و دقت بالا 0.6 FSبه طور خاص برای افزایش الزامات ایمنی در حین اندازه گیری فشار با دقت بالایی طراحی شده است و برای کارهای کالیبراسیون ایده آل می باشد.

گیج اختلاف فشاری

با استفاده از گیج های اختلاف فشاری با دو ورودی تفاوت بین دو فشار مستقیماً تعیین می شود و روی صفحه نمایشگر نشان داده می شود.

اگر هر دو فشار فرآیندی یکسان باشند، هیچ حرکتی از عنصر اندازه‌ گیری رخ نمی ‌دهد و هیچ فشاری نمایش داده نمی ‌شود. فشار تفاضلی تنها زمانی نشان داده می شود که یکی از فشارها بیشتر یا کمتر از دیگری باشد. حتی با فشارهای استاتیکی بالا اختلاف فشار پایین را میتوان مستقیماً اندازه گیری کرد. با المنت اندازه گیری دیافراگمی، قابلیت اضافه بار بسیار بالایی حاصل می شود.

فشار استاتیک مجاز و قابلیت اضافه بار در سمت ⊕ و ⊖ گیج باید رعایت شود. این گیج ها برای نظارت بر آلودگی فیلتر، اندازه گیری سطح در مخازن بسته، اندازه گیری فشار بیش از حد در اتاق های تمیز، اندازه گیری جریان سیالات گازی و مایع و برای کنترل در صنایع مختلف ایده آل می باشند.

در گیج های اختلاف فشاری از المنت های اندازه گیری فشار و اشکال لوله های مختلف (دیافراگمی، المنت کپسولی، لوله بوردن و …) استفاده می شود. این گیج های اختلاف فشار در محدوده 0 تا 0.5 میلی بار و 0 تا 1000 بار با ایمنی بسیار به کار می روند.

کاربردهای گیج اختلاف فشاری عبارتند از:

• نظارت وضعیت فیلترها
• اندازه گیری سطح در مخازن بسته
• اندازه گیری جریان (افت فشار)

مانوستات (Manostat)

مانوستات یکی از ریاج ترین تجهیزات اندازه گیری فشار است که از یک مانومتر (گیج فشار) و یک پرشر سوئیچ با قابلیت سوئیچ در چند نقطه تشکیل می شود. این تجهیزات می توانند علاوه بر نمایش محلی فشار سیالات، سیگنال ON/OFF به سایر تجهیزات مانند پمپ یا شیر و … ارسال کنند. هر جا که فشار فرآیند باید به صورت محلی نشان داده شود و در همان زمان، مدارها باید سوئیچ شوند از مانوستات استفاده می شود.

اگر قرائت به طور قابل توجهی بالاتر یا کمتر از یک مقدار تنظیم شده رود، مانوستات ها یک زنگ هشدار را راه اندازی می کنند (Alarm contact). همچنین برای شروع، توقف یا تغییر فرآیندها مناسب می باشند.

کنتاکت‌های مغناطیسی، القایی و الکترونیکی یک مانوستات معمولاً پشت صفحه نصب می ‌شوند و می‌توان آن‌ها را در هر نقطه کل محدوده مقیاس از طریق نشانگر تنظیم کرد.

1.کنتاکت مغناطیسی (snap-action):

مانوستات با کنتاکت مغناطیسی را می توان در طیف وسیعی از شرایط عملیاتی نصب کرد. ویژگی کنتاکت سریع snap-action توسط یک آهنربای دائمی قابل تنظیم در تنظیمات پوینتر به دست می آید. بنابراین کنتاکت ها تا حد زیادی در برابر اثرات قوس الکتریکی محافظت می شوند. سیگنال خروجی قبل از حرکت پوینتر ارسال می شود.

آنها دارای یک ویژگی خاص هستند که از یک آهنربای دائمی برای محافظت از کنتاکت ها در برابر جرقه هایی استفاده می کند که در شکاف بین هادی ها به وجود می آید.

اگر مانوستات ها با کنتاکت snap-action مغناطیسی به درستی استفاده شوند تا سال ها بدون هیچ مشکلی کار خواهند کرد. علاوه بر دوام بالا این مانوستات ها در محیط های مختلف قابل استفاده می باشند.

2.کنتاکت القایی (Inductive contact):

این مدل مانوستات ها عمدتا درفرکانس سوئیچینگ بالا و مناطق خطرناک zone 1 و 2 به کار می روند.
کنتاکت های القایی بدون هیچ گونه تماس مکانیکی کار می کنند، در نتیجه در برابر فرسایش مقاوم هستند و هیچ تاثیری بر مکانیک مانوستات ندارند.
مانوستات با کنتاکت القایی در طیف گسترده ای از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این میتوان از مانوستات با گیج های روغنی استفاده کرد همچنین نسبت به سیالات خورنده حساس نمی باشند.

3.کنتاکت الکتریکی (Electronic contact)

مانوستات با کنتاکت الکترونیکی می توانند در ولتاژ و جریان های کوچک سوئیچ دهند. مزایای این مدل مانوستات با کنتاکت الکتریکی میتوان به عملکرد ایمن، عدم فرسایش به دلیل عملکرد غیر تماسی و … اشاره کرد.
کنتاکت های الکتریکی در یک مانوستات می توانند ولتاژها و جریان های کوچک را مستقیماً روشن و خاموش کنند که برای PLC (کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی) و کاربردهای مشابه استفاده می شود.

4.کنتاکت رید سوئیچ (Reed contact)

بر اساس طراحی و وزن سبک این مدل کنتاکت در برابر لرزش مقاوم می باشد .مانوستات با این مدل کنتاکت می تواند بارها را تا 230 ولت/1 آمپر مستقیماً تغییر دهد و همچنین تماس ایمن با جریان های بسیار کم ایجاد کند.همچنین به عنوان ورودی مستقیم PLC مناسب می باشند.

کنتاکت های Reed از آهنربای دائمی برای باز یا بسته کردن مدار الکتریکی با مقدار تعیین شده استفاده می کنند. سوئیچ های Bistable به عنوان کنتاکت های رید عمل می کنند که پس از ارسال سیگنال سوئیچ موقعیت خود را حفظ می کنند.

ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter)

ترانسمیتر فشار یا پرشر ترانسمیتر یکی از پر کاربردترین تجهیزات فشار محسوب می شود که پس از اندازه گیری فشار سیالات توسط المنت اندازه گیری به وسیله یک ترانسدیوسرسیگنال جریانی استاندارد از 4 تا 20 میلی آمپر به اتاق کنترل یا سیستم مانیتورینگ ارسال می کند.

ترانسمیترهای فشار در انواع مختلفی از لحاظ سنسور فشار، نوع نصب، نوع پروتکل ارتباطی، متریال بدنه و غیره طراحی و تولید می شوند. این تجهیزات برای بسیاری از کاربردهای اندازه گیری از جمله نظارت بر پمپ ها، تشخیص سطح و میزان جریان در خطوط لوله مورد استفاده قرار می گیرند.

ترانسمیترهای فشار به دلیل دقت و پایداری بالا ، قابلیت اتصال به سیستم ‌های کنترلی، انتقال سیگنال بر روی فاصله‌ های بلند و مقاومت در برابر شرایط محیطی سخت در بسیاری از کاربردها استفاده می شوند.

ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter) جهت سنجش و کنترل فشار در صنایع مختلف نظیر نفت و گاز، پتروشیمی، شیمیایی، داروسازی، غذایی، خودروسازی، آب و فاضلاب و بسیاری موارد دیگر به کار می رود.

ترانسمیترها از سه قسمت اصلی شامل سنسور، مبدل یا ترانسدیوسر و تقویت کننده سیگنال تشکیل می شوند. در ادامه به معرفی هر کدام می پردازیم:

سنسور (Sensor):

سنسور در ترانسمیتر فشار مسئول تشخیص و اندازه‌ گیری فشار است. سنسور فشار تغییرات فشار را به یک سیگنال فیزیکی مانند تغییر مقاومت الکتریکی، تغییر ولتاژ یا جریان الکتریکی تبدیل می ‌کند. نوع سنسور ممکن است بسته به نوع فشار و شرایط کاربرد متفاوت باشد.

مبدل یا ترانسدیوسر (Transducer):

مبدل وظیفه تبدیل سیگنال فیزیکی از سنسور به یک سیگنال قابل اندازه‌ گیری مانند سیگنال جریان 4 تا20 میلی آمپر (mA) یا سیگنال ولتاژ به صورت 0-10 ولت را دارد. این مبدل سیگنال را به صورت استاندارد و مناسب جهت ارسال به سیستم کنترلی یا نمایشگر تبدیل می ‌کند.

تقویت کننده سیگنال (Signal Amplifier):

تقویت کننده سیگنال وظیفه تقویت سیگنال خروجی از مبدل را دارد تا برد و قدرت سیگنال را افزایش دهد. این قسمت از ترانسمیتر به منظور ارسال سیگنال به فواصل بلندتر، جبران اثرات نویز و افزایش دقت سیگنال استفاده می ‌شود.

مشخصات فنی ترانسمیتر فشار

در ادامه به معرفی مشخصات فنی ترانسمیتر فشار میپردازیم:

محدوده اندازه گیری (Range/Span): محدوده اندازه گیری یا Range محدوده ای است که ترانسمیتر فشار قابلیت اندازه گیری فشار را در آن بازه دارد. این محدوده معمولاً با استفاده از دو پارامتر مهم یعنی LRL (Lower Range Limit) و URL (Upper Range Limit) مشخص می ‌شود.

محدوده حد بالا اندازه گیری (URL) :  URL بالاترین فشاری است که ترانسمیتر فشار برای اندازه گیری در آن طراحی شده است. به مقدار بالایی از محدوده اشاره دارد و نشان می ‌دهد که ترانسمیتر قادر است به درستی فشارهای کوچکتر از این مقدار را اندازه‌ گیری کند. این مقدار برابر با بیشترین فشاری است که ترانسمیتر قادر است به صورت دقیق تشخیص دهد.

محدوده حد پایین اندازه گیری (LRL) : LRL کمترین فشاری است که ترانسمیتر برای اندازه گیری در آن طراحی شده است. همچنین نشان می‌ دهد که ترانسمیتر قادر است به درستی فشارهای بزرگتر از این مقدار را اندازه ‌گیری کند. این مقدار برابر با کمترین فشاری است که ترانسمیتر فشار قادر است به صورت دقیق تشخیص دهد.

مقدار حد بالا تنظیم شده (URV): حداکثر فشاری است که ترانسمیتر فشار در آن کالیبره شده است.

مقدار حد پایین تنظیم شده (LRV) : این حداقل فشاری است که ترانسمیتر فشار در آن کالیبره شده است.

Span (Range Calibrated) : این محدوده کاری است که در آن کالیبراسیون انجام می شود به عنوان span شناخته می شود. در واقع Span برابر با اختلاف حداکثر فشار اندازه گیریURV و حداقلLRV است.

هنگام خرید ترانسیمتر فشار به مقدار Span که تفاوت حداقل و حداکثر فشار اندازه گیری است توجه شود. زیرا هنگامی که هر طرف فشار به هر دلیلی از بین می رود مقدار Span باید بزرگتر از حد دیگر باشد تا ترانسمیتر فشار به درستی میزان فشار را کنترل و اندازه گیری کند.
Span=URV-LRV

Turn down Ratio/Rangeability:  در یک فرستنده فشار با تقسیم حداکثر فشاری که دستگاه می تواند اندازه گیری کند (Upper Range Limit یا URL) بر حداقل فشاری که می تواند با دقت اندازه گیری کند (حداقل span کالیبره شده) محاسبه می شود.

TD = URL/ Calibrated Span

Turndown یا Rangeability در واقع نشان ‌دهنده انعطاف پذیری و دقت دستگاه اندازه ‌گیری در محدوده‌ های مختلف است. اگر Turndown بزرگتر باشد، به معنای دستگاهی با قابلیت اندازه‌ گیری گسترده‌ تر و دقت بالاتر است. از این رو، Turndown یا Rangeability یکی از ویژگی ‌های مهم در انتخاب و خرید ترانسمیترهای فشار است.

دقت اندازه گیری (Accuracy)

دقت اندازه‌ گیری یک ترانسمیتر فشار به میزان تطابق خروجی آن با مقدار واقعی فشار سیال مورد اندازه ‌گیری اشاره دارد. دقت به عنوان یک معیار ارزیابی، نشان می ‌دهد تا چه حد دستگاه قادر است اندازه‌ گیری دقیقی ارائه دهد.

دقت اندازه‌ گیری معمولاً به صورت درصدی از محدوده اندازه‌ گیری ترانسمیتر بیان می‌ شود. به عنوان مثال اگر یک ترانسمیتر فشار با محدوده 0-100 PSI دقتی برابر با ±0.5٪ داشته باشد، این به این معنی است که خروجی ترانسمیتر با مقدار واقعی فشار تا حداکثر 0.5٪ از محدوده اندازه‌ گیری فشار متفاوت خواهد بود.

دقت اندازه‌ گیری ترانسمیتر ممکن است به صورت نسبی یا مطلق بیان شود. دقت نسبی به معنی درصد از محدوده اندازه‌ گیری است و دقت مطلق به معنی واحد اندازه‌ گیری مطلق است (مانند PSI یا بار).

عوامل دیگری مانند پایداری، خطی بودن و زمان پاسخگویی نیز بر دقت کلی ترانسمیتر فشار تأثیر دارند. در انتخاب یک ترانسمیتر فشار بهتر است دقت به همراه سایر ویژگی‌ های عملکردی مورد نیاز در نظر گرفته شود.

زمان میرایی (Damping time)

برای کلیه ترانسیمترهای فشار از 0 تا 20 ثانیه مدت زمانی است که خروجی تثبیت و سیگنال خروجی ارسال می شود.
زمان میرایی به عوامل مختلفی از جمله ساختار و خصوصیات سیستم، پارامترهای تنظیمی، نوع اختلال یا تغییرات، و شرایط محیطی بستگی دارد. در طراحی و بهینه ‌سازی ترانسمیترهای فشار تلاش می ‌شود زمان میرایی را به حداقل رساند تا ترانسمیتر به سرعت به حالت استوار برسد و پاسخ دقیقی به تغییرات نشان دهد.

زمان پاسخ گویی (Response time)

مقدار زمانی است (بر حسب ثانیه) که طول می کشد تا سیگنال خروجی به 63.2 درصد تغییر فشار واقعی در مقیاس کامل برسد. زمان پاسخ گویی از دو جزء Dead Time و Time Constant تشکیل شده است و با استفاده از معادله زیر بیان می شود:

Total Response Time = Dead Time (Td) + Time Constant (Tc)

زمان Td = Dead Time : مقدار زمانی است که ترانسمیتر فشار در ابتدا طول می کشد به تغییر فشار پاسخ دهد.
ثابت زمانی Tc = Time Constant : ثابت زمانی شامل زمان پاسخ مکانیکی و الکترونیکی است.
زمان پاسخ مکانیکی مدت زمانی است که طول می کشد تا تغییر فشار فرآیند توسط نیروی هیدرولیکی به سنسور منتقل شود.
پاسخ الکترونیکی زمانی است که حسگر تغییر فشار را تشخیص می ‌دهد تا الکترونیک فرستنده سیگنال خروجی را تولید کند. ثابت زمانی در واقع برابر زمان پاسخ مکانیکی (MRT) + زمان پاسخ الکترونیکی (ERT) است.

تکرار پذیری (Repeatability)

تکرارپذیری (Repeatability) در ترانسمیترهای فشار به قدرت دستگاه برای تکرار دقیق و قابل تکرار خروجی خود در شرایط یکسان اشاره دارد. به عبارت دیگر تکرارپذیری نشان می‌دهد که در شرایط یکسان، یک آزمون یا اندازه ‌گیری توسط یک دستگاه یا روش مشخص، می ‌تواند نتایج مشابهی را به صورت قابل قبول و با دقت مشخص تکرار کند. تکرارپذیری یکی از ویژگی ‌های مهم در ترانسمیترهای فشار است و معمولاً به صورت درصدی بیان می‌ شود.

هیسترزیس (Hysteresis)

خطای هیسترزیس زمانی رخ می ‌دهد که یک ترانسمیتر فشار خروجی‌ های متفاوتی را در یک فشار اعمالی خاص ارائه می ‌کند، بر اساس اینکه فشار تا آن نقطه کاهش یا افزایش یافته است.
در مورد ترانسمیتر فشار هیسترزیس به تأخیر و عدم تطابق کامل در پاسخ خروجی ترانسمیتر به تغییرات فشار ورودی اشاره دارد. هیسترزیس در ترانسمیتر فشار ناشی از خواص مکانیکی و الکترونیکی سیستم ترانسمیتر از جمله اجزای حسگر و الکترونیکی می ‌باشد.
خطای هیسترزیس تفاوت بین دو خروجی سیگنال قابل تغییر است و خطا در هیسترزیس به عنوان درصدی از فشار full-scale تعریف می ‌شود.

نوع پروتکل ارتباطی (Communication )

ترانسمیترهای فشار معمولاً از انواع مختلف پروتکل ‌های ارتباطی برای انتقال اطلاعات استفاده می ‌کنند. نوع پروتکل ارتباطی مورد استفاده در یک ترانسمیتر فشار ممکن است بسته به نوع و تکنولوژی دستگاه متفاوت باشد. انواع پروتکل ارتباطی رایج در ترانسمیترهای فشار به شرح زیر می باشد:

  • 1. پروتکل هارت HART
  • 2. پروتکل Modbus
  • 3. پروتکل پروفیباس Profibus
  • 4. پروتکل فیلدباس Foundation Fieldbus

نوع سیگنال خروجی (Output signal)

ترانسمیترهای فشار انواع مختلفی سیگنال خروجی ارسال می کنند. به طور کلی دسته‌ بندی ‌های سیگنال خروجی ترانسمیترها عبارتند از:

سیگنال آنالوگ:

سیگنال آنالوگ معمولاً به صورت ولتاژ یا جریان خروجی تولید می‌ شود. برای مثال خروجی ترانسمیتر فشار می‌ تواند به صورت ولتاژ خطی یا جریان خطی 4 تا 20 میلی آمپر یا 0 تا 10 ولت باشد. این سیگنال آنالوگ می ‌تواند به سادگی برای اتصال به سیستم‌ های کنترلی و نمایشی استفاده شود.

سیگنال دیجیتال:

برخی از ترانسمیترهای فشار می ‌توانند سیگنال خروجی دیجیتالی تولید کنند. در این حالت سیگنال خروجی به صورت دیجیتال با استفاده از پروتکل‌ هایی مانند Modbus، HART، Foundation Fieldbus وغیره ارسال می ‌شود. این سیگنال دیجیتال معمولاً شامل اطلاعات محدوده فشار، واحد اندازه‌ گیری و سایر پارامترهای مربوط به ترانسمیتر می باشد.

متریال بدنه (Housing)

اجزای تشکیل دهنده ترانسمیترهای فشار از جمله بدنه (Housing) و سنسور که قسمت در تماس با سیال (wetted part) است از متریال های گوناگونی با توجه به نوع سیال، دما و فشار فرآیند تولید می شود.

استنلس استیل (Stainless Steel) یکی از متریال ‌های رایج برای ساخت بدنه و قسمت‌ های تماس با سیال در ترانسمیترهای فشار است. این متریال دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدی بوده و می ‌تواند در بسیاری از محیط‌ های صنعتی با شرایط سخت استفاده شود. همچنین از برخی از آلیاژ‌های نیکل (Nickel Alloys) مانند Inconel و Monel نیز در طراحی ترانسمیترهای فشار استفاده می شود.

متریال (Wetted Part)

با توجه به اینکه این قسمت از ترانسمیتر فشار در تماس با سیالات فرآیندی قرار می گیرد باید از متریال مرغوب و با کیفیت ساخته شود.
قسمت در تماس با سیال یا wetted part معمولا از جنس استنلس استیل 316 به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و تحمل در دما و فشار های بالا ساخته می شود. همچنین از متریال گرانتری مانند هستلوی، اینکونل و مونل نیز میتوان استفاده کرد که هر کدام قیمت های متفاوتی دارند.

استانداردهای ترانسمیتر فشار

ترانسمیترهای فشار برای اطمینان از عملکرد و کیفیت مطلوب با استانداردهای مختلفی باید سازگاری داشته باشند. برخی از مهمترین و رایج ترین استانداردها در موارد زیر بیان شده است:

1. درجه نفوذ بدنه (IP)

استانداردIP یک استاندارد بین ‌المللی است که توسط سازمان بین ‌المللی الکتروتکنیک (International Electrotechnical Commission – IEC) تعریف شده است. این استاندارد مشخصات مربوط به مقاومت و حفاظت در برابر ورود گرد و غبار، نفوذ آب و رطوبت را برای تجهیزات الکتریکی تعیین می ‌کند.

2.استاندارد NACE MR0175/ISO 15156

این استاندارد برای تجهیزاتی که در صنایع نفت و گاز با احتمال خوردگی بالا در سرویس های H2S استفاده می ‌شوند به کار می رود. همچنین مشخصات و الزاماتی را برای جلوگیری از خوردگی در تجهیزات تعیین می‌ کند.
این استاندارد به منظور کنترل خوردگی و شکست مواد در شرایط خاص مورد استفاده قرار می ‌گیرد.

3.استاندارد ضد انفجار

استاندارد ATEX مخفف “ATmosphere EXplosible” است. نام اختصاری ATEX دستورالعمل اروپایی 2014/34/EC در مورد عرضه تجهیزات الکتریکی و مکانیکی ضد انفجار، قطعات و سیستم های حفاظتی است. این استاندارد برای تجهیزاتی استفاده می ‌شود که در محیط‌ های خطرناک و قابل انفجار قرار دارند. این استاندارد الزامات ایمنی و ضوابط فنی را برای تجهیزاتی که در محیط ‌هایی با حضور گازو مواد قابل اشتعال استفاده می ‌شوند، تعیین می ‌کند.

4.استاندارد سطح ایمنی SIL (Safety Integrity Level)

استاندارد SIL یک استاندارد بین ‌المللی است که در صنعت کنترل و ایمنی فرآیند به کار می ‌رود. این استاندارد به میزان قابلیت اعتماد و ایمنی سیستم ‌های کنترل و ابزار دقیق در برابر خطرات و حوادث ناخواسته مربوط به فرآیندهای صنعتی توجه می ‌کند.

استاندارد SIL برای ارزیابی و تعیین سطح ایمنی ترانسمیترهای فشار به کار می رود. این استاندارد در چهار سطح مختلف SIL 1 تا SIL 4 تعریف می ‌شود. مقیاس از SIL 1 تا SIL 4 به ترتیب افزایش سطح ایمنی برای سیستم ‌ها را نشان می ‌دهد. هر سطح SIL با میزان ایمنی واحد سیستم و احتمال وقوع خطاهایی که می‌ تواند خطر جانی داشته باشد مرتبط است. سطح SIL بالاتر به معنای سطح بالاتری از ایمنی و قابل اعتماد بودن سیستم است.

استفاده از ترانسمیترهای فشار با سطح SIL مناسب در صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع شیمیایی و فرآیندهای صنعتی دیگر کمک می ‌کند تا عملکرد ایمن و قابل اعتماد در کنترل فرآیندها حفظ شود و خطرات ناخواسته را به حداقل برساند.

المنت های اندازه گیری در ترانسمیتر فشار

انواع مختلفی از سنسورها برای اندازه‌ گیری فشار استفاده می ‌شوند که هر کدام اصول کار و کاربرد خاص خود را دارند. در ادامه به معرفی این سنسورها می پردازیم:

1.دیافراگمی (Diaphragm)

ترانسمیترهای فشار با سنسور دیافراگمی برای محدوده فشار 1- تا 250 بار با دقت +/- 0.5 درصد به کار می روند.
این ترانسمیترها از یک دیافراگم فلزی برای اندازه گیری فشار سیالات استفاده می کنند. جنس دیافراگم با توجه به ویژگی های سیال فرآیندی از استنلس استیل (فولاد ضد زنگ) ساخته می شود.
هنگامی که فشار محیط به سنسور دیافراگمی اعمال می ‌شود، دیافراگم خم شده و این انحنای دیافراگم را به صورت

تغییرات الکتریکی تبدیل می ‌کند. این تغییرات الکتریکی سپس توسط ترانسمیتر فشار به سیگنال جریانی 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل می شود.

مزایای استفاده از ترانسمیترهای فشار با سنسور دیافراگمی شامل دقت بالا، پاسخ ‌گویی سریع، قابلیت اندازه‌ گیری فشارهای پایین، قابلیت کار در شرایط محیطی سخت و استحکام مکانیکی بالا می ‌باشد.

2.خازنی (Capacitive)

سنسورهای فشار خازنی نوع دیگری از سنسورهای ترانسمترهای فشار می باشند. این ترانسمیترها از اصل خازن برای اندازه گیری فشار سیال استفاده می کنند. از این سنسور با دقت 0.2 درصد در محدوده 1- تا 350 بار استفاده می شود.
سنسور فشار خازنی بر این اصل عمل می کند که اگر سنسور دیافراگم بین دو صفحه خازن در اثر اختلاف فشار تغییر شکل دهد عدم تعادل ظرفیت بین دیافراگم و دو صفحه رخ می دهد. متریال دیافراگم می تواند از فولاد ضد زنگ، هستلوی یا tantalum باشد. هنگامی که فشار به سطح دیافراگم اعمال می شود تغییر شکل فاصله بین دو خازن را از طریق یک مایع پرکننده تغییر می دهد.

این تغییر درظرفیت در مدار پل خازنی تشخیص داده می شود و به جریان خروجی DC 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل می شود. حرکت یک دیافراگم انعطاف پذیر نسبت به یک صفحه ثابت با تغییر خازن حس می شود. از یک دیافراگم ایزوله ثانویه برای محافظت از سنسور دیافراگم استفاده می شود.

ترانسمیترهای فشار خازنی اغلب در صنایع نفت و گاز، انرژی، مواد غذایی و آشامیدنی، آب و محیط زیست، سیمان و غیره به کار می روند.

3.پیزوالکتریک (Piezoelectric)

سنسورهای فشار پیزوالکتریک از اصول فیزیکی پیزوالکتریک استفاده می ‌کنند تا فشار سیال را به سیگنال الکتریکی تبدیل کنند. از این سنسورها با دقت +/- 0.5 درصد و تا 700 بار استفاده می شود.

این سنسورها از مواد پیزوالکتریک مانند کوارتز برای تولید سیگنال الکتریکی ساخته می شوند که با تغییر فشار سیال تغییر می‌ کند. مواد پیزوالکتریک قادرند در حضور فشار مکانیکی تغییر شکل دهند و به دلیل این تغییر شکل بار الکتریکی تولید می ‌کنند.

این بار الکتریکی سپس توسط سیم‌ های الکتریکی که به سنسور متصل هستند، جمع ‌آوری می ‌شود و به صورت سیگنال الکتریکی خروجی در نظر گرفته می ‌شود. سیگنال الکتریکی خروجی معمولاً به صورت تغییر ولتاژ یا جریان در کاربردهای صنعتی و شرایط سخت استفاده می شوند.

سنسورهای پیزوالکتریک معمولاً برای اندازه گیری فشار استاتیک مناسب نمی باشند. سیگنال خروجی حتی در حضور فشار ثابت به تدریج به صفر می رسد. با این حال آنها به تغییرات دینامیکی فشار در طیف گسترده ای از فرکانس ها و فشارها حساس می باشند.

این حساسیت دینامیکی به این معنی است که آنها در اندازه گیری تغییرات کوچک فشار، حتی در محیط های بسیار پر فشار خوب عمل می کنند. این سنسورها بسیار مقاوم، دقیق و حساس هستند به همین دلیل در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی و شرایط سخت مورد استفاده قرار می گیرند.

4. مقاومتی یا استرین گیج (Piezoresistive)

سنسورهای کششی تغییرات فشار سیال را به تغییر در مقدار مقاومت الکتریکی تبدیل کرده و در نهایت توسط ترانسدیوسر این تغییرات مقاومت به سیگنال جریانی 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل و ارسال می گردد. از این سنسورهای فشار در محدوده گسترده تری تا 1000بار با دقت +/- 1 درصد استفاده می شود.

سنسورهای کششی به دیافراگم متصل می شوند و با خم شدن دیافراگم با فشار سیال ،استرین گیج ها مقاومت الکتریکی خود را تغییر می دهند. در نهایت این میزان تغییر مقاومت اندازه گیری و سیگنالی متناسب با فشار سیال به اتاق کنترل ارسال می شود.

سنسوری است که مقاومت آن با نیروی اعمال شده تغییر می کند. این سنسور نیرو، فشار، کشش، وزن و غیره را به تغییر در مقاومت الکتریکی تبدیل می کند که می توان آن را اندازه گیری کرد.

انواع ترانسمیتر فشار

ترانسمیترهای فشار بر اساس نوع فشاری که اندازه گیری می کنند به سه دسته زیر تقسیم می شوند:

ترانسمیتر فشار نسبی (Relative Pressure Transmitter)

ترانمسترهای فشار نسبی یکی از رایج ترین نوع ترانسمیترهای فشار می باشند که بر مبنای فشار محیط (اتمسفر) فشار سیالات را اندازه گیری می کنند و پس از سنجش فشار سیال سیگنال جریانی 4 تا 20 میلی آمپر به اتاق کنترل ارسال می کنند.

به عبارتی دیگر سنسور ترانسمیترهای فشار نسبی بر خلاف ترانسمیترهای فشار مطلق که سنسور آنها کاملا ایزوله شده، در تماس با اتمسفر است. تراتسمیترهای فشار نسبی با انواع سنسور خازنی، پیزوالکتریک، پیزو مقاوتی قادر به اندازه گیری فشار در طیف گسترده ای از صنایع می باشند. این ترانسمیترها با انواع متریال مختلف سنسور و دیافراگم نظیر استنلس استیل، هستلوی، مونل و اینکونل متناسب با سیال فرآیندی تولید می شوند.

ترانسمیترهای فشار نسبی دارای پورت هایی برای نمونه برداری از فشار هوای محیط در real-time هستند. این ترانسمیترهای بسیار دقیق امروزی می توانند تحت تأثیر نوسانات فشار محلی قرار گیرند.

اندازه گیری های بالاتر از فشار هوای محیط (اتمسفر) به عنوان یک عدد مثبت نشان داده می شود و عدد منفی نشان دهنده اندازه گیری های کمتر از فشار محیط است. فشار گیج با حرف “g” همراه واحد اندازه گیری فشار(یعنی inH2O(g) یا psig) نشان داده می شود.

ترانسمیتر فشار نسبی در بسیاری از صنایع و کاربردها از جمله صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، صنعت خودروسازی، صنعت فرآوری غذا و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود.

ترانسمیتر فشار مطلق (Absolute Pressure Transmitter)

ترانسمیترهای فشار مطلق تحت تاثیر فشار اتمسفر قرار نمی گیرد و بر خلاف ترانسمیترهای فشار نسبی سنسور آنها در تماس با محیط اتمسفر نخواهد بود. در واقع ترانسمیتر فشار مطلق یک نوع ترانسمیتر فشار است که فشار را نسبت به فشار صفر مطلق (خلاء کامل) اندازه ‌گیری می ‌کند.

سنسور اندازه گیری فشار در ترانسمیترهای فشار مطلق در یک محفظه خلاء دائمی و کاملا آب بندی شده قرار دارد. به همین دلیل اندازه گیری مستقل از عوامل فیزیکی مانند تغییرات ارتفاع و دما می باشد.

از ترانسمیترهای فشار مطلق جهت اندازه گیری دقیق یا انجام محاسبات و تحلیل‌ های دقیق بر اساس فشار مطلق همچنین در مواقعی که نیاز به اندازه گیری فشار بر یک مبنای ثابت است استفاده می شود.

تمام اندازه گیری های فشار مطلق مثبت هستند. حرف “a” یا مخفف “abs” در واحد اندازه گیری (یعنی inH2O(abs) یا psia) اندازه گیری فشار مطلق را نشان می دهد.
ترانسمیترهای فشار مطلق در کاربردهای مختلف نظیر پمپ های وکیوم، صنایع غذایی، دارویی، خودروسازی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.

ترانسمیتر اختلاف فشاری (Differential Pressure transmitters)

ترانسمیترهای اختلاف فشاری یا تفاضلی (DP) فشار دو نقطه از فرآیند (خط لوله یا مخزن) را اندازه گیری کرده و علاوه بر نمایش سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر به اتاق کنترل ارسال خواهند کرد. آنها از نقطه مرجعی به نام فشار سمت پایین استفاده می کنند و آن را با فشار سمت بالا مقایسه می کنند.

ترانسمیتر اختلاف فشار دارای دو پورت ورودی high و low است. بر اساس اینکه پورت پایین یا بالا مقدار بزرگتر باشد، قرائت DP می تواند منفی یا مثبت باشد.

ترانسمیترهای اختلاف فشاری اغلب برای نظارت بر پمپ وسلامت فیلترها و همچنین اندازه گیری سطح، چگالی و جریان استفاده می شوند. توجه داشته باشید که ترانسمیترهای اختلاف فشاریDP را می توان به عنوان یک ترانسمیتر فشار نسبی استفاده کرد اما در هنگامی که پورت سمت low به اتمسفر(جو) باز بماند.

سنسور اندازه گیری فشار در این نوع ترانسمیتر دیافراگمی می باشد. هنگامی که به یک طرف دیافراگم قسمت پر فشار فرآیند و به طرف دیگر آن قسمت کم فشار متصل شود دیافراگم تغییر شکل داده و منحرف می شود.
در واقع تغییر شکل دیافراگم مبنایی برای اندازه گیری فشار بالا و پایین می باشد. از ترانسمیترهای اختلاف فشاری برای محاسبه فلو عبوری در فلومترهایی مانند ونتوری و اوریفیس استفاده می شود.

هنگام نظارت بر یک مخزن بسته، ترانسمیتر فشار تفاضلی ارتفاع پر شدن را با کم کردن فاز گاز از فشار هیدرواستاتیک محتویات ظرف تعیین می کند. همچنین ترانسمیتر می تواند حجم هر شکل مخزن را تعیین کرده و آن را روی نمایشگر نشان دهد.

ترانسمیترهای اختلاف فشاری که برای اندازه گیری جریان استفاده می شوند با توجه به فرمول فلو (Q = k *sqrt(ΔP) باید دارای جذر گیر باشند.

جهت مشاوره و خرید تلفنی با شماره : 87700142-021 ( 30 خط ویژه ) یا شماره موبایل 09374371848 تماس بگیرید
تماس فوری(مشاوره و خرید)