برای مشاهده محصولات به انتهای صفحه مراجعه کنید.

ترانسمیتر فشار دستگاهی است که تغییرات فشار را شناسایی کرده و به آنها پاسخ می‌دهد. رایج‌ترین نوع پرشر ترانسمیتر ، ترانسمیتر پیزوالکتریک است که فشار فیزیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. انواع دیگر ترانسمیترهای فشار شامل خازنی، مقاومتی و نوری هستند.

احتمالاً شما می‌پرسید ترانسمیتر فشار چیست و چه تعریفی دارد. در ادامه، به بررسی جزئیات پرشر ترانسمیتر  می‌پردازیم. ابتدا به تعریف ترانسمیتر فشار و عملکرد آن خواهیم پرداخت. سپس انواع مختلف ترانسمیترهای فشار و اصول عملکردی آنها را بررسی می‌کنیم. در ادامه، به انواع اندازه‌گیری فشار (گیج فشار ، فشار مطلق، ترانسمتر اختلاف فشار) خواهیم پرداخت و در نهایت، سیگنال‌های خروجی ترانسمیتر فشار را بررسی می‌کنیم.

ترانسمیتر فشار چیست؟

ترانسمیتر فشار دستگاهی است که قادر به اندازه‌گیری فشار اعمال شده است. این دستگاه فشار فیزیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. ترانسمیتر فشار که گاهی به آن مبدل فشار نیز گفته می‌شود، برای اندازه‌گیری و تبدیل فشار مکانیکی یا هیدرولیکی به سیگنال الکتریکی استفاده می‌شود. این سیگنال الکتریکی می‌تواند برای نمایش مقدار فشار روی یک واحد نمایشگر، یا ارسال به یک کنترل‌کننده، PLC یا سیستم جمع‌آوری داده‌ها برای پردازش بیشتر استفاده شود. این اندازه‌گیری فشار می‌تواند برای اهداف مختلفی از جمله کنترل مایعات، نظارت بر مایعات و اندازه‌گیری فشار هوا استفاده شود.

چرا از سنسورهای فشار استفاده می‌کنیم؟

ترانسمیترهای فشار صنعتی نقش‌های متعددی در فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کنند. آنها می‌توانند برای اندازه‌گیری و نظارت بر فشار، کنترل و تنظیم فشار و ارائه هشدارها و آلارم‌های تغییرات فشار استفاده شوند. همچنین می‌توانند برای اهداف تشخیصی، به حل مشکلات در فرآیند صنعتی کمک کنند.

کاربرد ترانسمیتر فشار چیست؟

ترانسمیتر فشار برای اندازه‌گیری مقدار فشار یک مایع یا گاز استفاده می‌شود. این اطلاعات می‌تواند در کاربردهای مختلفی از جمله سیستم‌ها و فرآیندهای صنعتی و کنترل فرآیند استفاده شود.

عملکرد و اصول کار یک ترانسمیتر فشار چیست؟

ترانسمیترهای فشار برای شناسایی، اندازه‌گیری و کنترل فشار مایعات در فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها معمولاً در کاربردهای اندازه‌گیری فشار مانند تولید برق، تولید نفت و گاز، تصفیه آب و پالایش، و فرآوری شیمیایی یافت می‌شوند.

ترانسمیترهای فشار انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. این انرژی الکتریکی سیگنال خروجی تولید می‌کند که به طور مستقیم با فشار اعمال شده متناسب است. ترانسدیوسرهای فشار به ترانسمیترهای فشار شباهت زیادی دارند، تنها تفاوت در نوع سیگنال الکتریکی ارسال شده است. خروجی ترانسدیوسر به صورت ولت یا میلی‌ولت اندازه‌گیری می‌شود، در حالی که خروجی ترانسمیتر به صورت میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شود.

انواع مختلف ترانسمیترهای فشار چیست؟

از میان رایج‌ترین تکنولوژی‌ها می‌توان به ترانسمیترهای فشار پیزورزیستیو، خازنی، مقاومتی لایه نازک و فیبر نوری اشاره کرد. هر یک از این تکنولوژی‌ها به تفصیل توضیح داده خواهند شد.

1. ترانسمیتر فشار پیزورزیستیو (پیزومقاومتی)

اصل کار: از مواد مقاومتی ساخته شده‌اند که مقاومت آن‌ها با اعمال فشار تغییر می‌کند. این تغییر مقاومت قابل اندازه‌گیری و تبدیل به سیگنال دیجیتال است.

کاربردها: از صنعت خودرو تا دستگاه‌های پزشکی.

2. سنسور فشار خازنی

اصل کار: از اصل ظرفیت خازنی برای اندازه‌گیری فشار اعمال شده استفاده می‌کنند. ظرفیت خازنی، توانایی دو رسانا در ذخیره بار الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کند. در ترانسمیتر فشار خازنی، گیرنده اندازه‌گیری فشار، دیافراگم است. مواد دیافراگم می‌توانند استیل ضدزنگ، هستلوی C یا تانتالوم باشند. وقتی فشار به سطح دیافراگم اعمال می‌شود، تغییر شکل آن فاصله بین دو خازن را از طریق یک مایع پرکننده تغییر می‌دهد. این تغییر ظرفیت خازنی قابل اندازه‌گیری و تبدیل به سیگنال دیجیتال است.

کاربردها: صنایع نفت و گاز، انرژی، مواد غذایی و نوشیدنی، آب و محیط زیست، سیمان و کاغذ.

3. ترانسمیتر فشار مقاومتی لایه نازک

اصل کار: از لایه نازکی از مواد مقاومتی برای اندازه‌گیری فشار استفاده می‌کنند. این لایه معمولاً تنها چند صد نانومتر ضخامت دارد، که باعث حساسیت بالای آن به تغییرات فشار می‌شود.

کاربردها: راه‌حل‌های صنعتی که نیاز به دقت و صحت بالا دارند.

4. ترانسمیتر فشار نوری (سنسور فشار نوری)

اصل کار: از فیبرهای نوری برای اندازه‌گیری فشار اعمال شده استفاده می‌کنند. اصل کار این سنسورها بسیار ساده است: زمانی که نور از یک فیبر عبور می‌کند، خواص آن (مانند طول موج) با توجه به فشار اعمال شده بر فیبر تغییر می‌کند. با اندازه‌گیری تغییر طول موج، فشار به دقت تعیین می‌شود.

کاربردها: سیستم‌های هیدرولیک و خطوط لوله گاز.

5. ترانسمیتر فشار هیدرواستاتیک برای اندازه‌گیری سطح

اصل کار: براساس اصل هیدرواستاتیک عمل کرده و اندازه‌گیری فشار را متناسب با ارتفاع اعمال شده ارائه می‌دهد. در یک ترانسمیتر فشار هیدرواستاتیک، مایع در یک محفظه مهر و موم شده قرار دارد. وقتی فشار به دیافراگم محفظه اعمال می‌شود، دیواره‌های محفظه تغییر شکل می‌دهند که نتیجه آن تغییر در اندازه‌گیری ارتفاع مایع است. این تغییر قابل اندازه‌گیری و تبدیل به سیگنال دیجیتال است.

کاربردها: راه‌حل‌های اندازه‌گیری فرآیند و سطح در مخازن و مخازن ذخیره.

مزایای ترانسمیتر فشار

دقت بالا

ترانسمیترهای فشار به دلیل دقت بالا در اندازه‌گیری فشار، ابزارهای حیاتی در صنایع مختلف مانند نفت، گاز، داروسازی و تولیدات صنعتی هستند. آن‌ها قادرند فشار را با دقت بالا و در محدوده‌های گسترده اندازه‌گیری کنند.

پایداری و استحکام

ترانسمیترهای فشار برای مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی طراحی شده‌اند. این ابزارها معمولاً مقاوم در برابر رطوبت، گرد و غبار و شوک و ارتعاش هستند و در دماهای مختلف نیز عملکردی پایدار دارند.

قابلیت نصب در محیط‌های مختلف

ترانسمیترهای فشار در اندازه‌ها و اشکال مختلفی موجودند که نصب آن‌ها را در محیط‌های محدود و یا دستگاه‌های کوچک و پیچیده امکان‌پذیر می‌سازد.

کاهش هزینه‌های نگهداری

استفاده از ترانسمیترهای فشار می‌تواند باعث کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری سیستم‌های صنعتی شود، زیرا این ابزارها کمک می‌کنند تا فشار در محدوده‌ای امن باقی بماند و از خرابی‌های احتمالی جلوگیری می‌کنند.

اتصال آسان به سیستم‌های کنترلی

ترانسمیترهای فشار معمولاً به راحتی به سیستم‌های کنترلی و نظارتی متصل می‌شوند و اطلاعات فشار را به‌صورت لحظه‌ای به سیستم‌های کنترل مرکزی ارسال می‌کنند که می‌تواند برای بهینه‌سازی فرایندها مفید باشد.

معایب ترانسمیتر فشار

نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای

با گذشت زمان، دقت ترانسمیترهای فشار ممکن است دچار افت شود. بنابراین، این دستگاه‌ها نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای دارند تا دقت خود را حفظ کنند. این امر ممکن است هزینه‌های اضافی برای نگهداری به همراه داشته باشد.

تأثیر شرایط محیطی بر عملکرد

تغییرات دما و شرایط محیطی می‌تواند عملکرد ترانسمیتر فشار را تحت تأثیر قرار دهد. به‌ویژه اگر دستگاه فاقد جبران‌سازی دما باشد، ممکن است دقت آن کاهش یابد.

محدودیت در محدوده اندازه‌گیری

برخی از ترانسمیترهای فشار، به خصوص مدل‌های کامپکت، دارای محدوده فشار ثابتی هستند که امکان تغییر یا تنظیم آن برای کاربر وجود ندارد. این مسئله می‌تواند محدودیت‌هایی در کاربرد ایجاد کند.

حساسیت به نویز الکتریکی

برخی ترانسمیترهای فشار آنالوگ ممکن است نسبت به نویز الکتریکی حساس باشند و سیگنال خروجی آن‌ها دچار نویز شود. این امر می‌تواند بر دقت و کیفیت سیگنال خروجی تأثیر منفی بگذارد.

هزینه اولیه بالا

ترانسمیترهای فشار با کیفیت بالا معمولاً دارای هزینه اولیه بالایی هستند. اگرچه این هزینه می‌تواند با کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش کارایی در بلندمدت جبران شود، اما همچنان ممکن است برای برخی شرکت‌ها چالش‌برانگیز باشد.

به طور کلی، ترانسمیترهای فشار به دلیل مزایای فراوان خود ابزاری مؤثر و ضروری در صنایع مختلف هستند، اما باید با توجه به نیازها و محدودیت‌ها انتخاب شوند.

انواع مختلف فشارها

فشار جوی: فشار اعمال شده توسط جو زمین.

فشار گیج: فشار اندازه‌گیری شده نسبت به فشار جوی.

فشار مطلق: فشار کل اعمال شده توسط یک گاز یا مایع نسبت به خلاء، که مرجع فشار است. این فشار جمع فشار جوی و فشار گیج است.

فشار خلاء: فشاری که توسط یک خلاء اعمال می‌شود. خلاء منطقه‌ای است که فشار آن کمتر از فشار جوی است.

برند های مطرح ترانسمیتر فشار

ROSEMOUNT روزمونت
SIEMENS زیمنس
Endress+Hauser اندرس هاوزر
ABB ای بی بی
YOKOGAWA یوکوگاوا
HONEYWELL هانیول
WIKA ویکا
KROHNE کرونه

اجزای کلیدی یک پرشر ترانسمیتر

المان حسگر (سنسور)

این بخش از تراسمیتر با ماده‌ای که اندازه‌گیری می‌شود در تماس است و فشار فیزیکی را به سیگنال مکانیکی یا الکتریکی تبدیل می‌کند.

دیافراگم

یک غشای انعطاف‌پذیر که معمولاً به عنوان المان حسگر استفاده می‌شود. دیافراگم در پاسخ به تغییرات فشار تغییر شکل می‌دهد و این تغییر به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود.

گیج استرین (Strain Gauge)

نوعی المان حسگر که از یک سیم یا فویل استفاده می‌کند که مقاومت آن در پاسخ به تنش مکانیکی تغییر می‌کند. گیج‌های استرین اغلب با دیافراگم برای اندازه‌گیری فشار به کار می‌روند.

تقویت‌کننده (آمپلی فایر)

سیگنال الکتریکی که توسط المان حسگر تولید می‌شود معمولاً بسیار کوچک است و نیاز به تقویت توسط الکترونیک ترانسمیتر دارد تا خروجی قابل استفاده‌ای ایجاد شود.

سیگنال خروجی

سیگنال خروجی نهایی می‌تواند به شکل‌های مختلفی مانند ولتاژ، جریان یا فرکانس باشد، بسته به طراحی ترانسدیوسر و کاربرد مورد نظر.سیگنال‌های خروجی ترانسمیتر فشار می‌توانند متنوع باشند، اما معمولاً به صورت جریان یا ولتاژ آنالوگ، یا سیگنال دیجیتال هستند. سیگنال خروجی ولتاژ آنالوگ معمولاً سیگنال پیوسته‌ای است که با فشار اعمال شده تغییر می‌کند.

المنت های اندازه گیری ترانسمیتر های فشار

سنسور دیافراگمی

Scope range : -1 -250 bar
Accuracy : +- 1% of f:s
عملکرد دیافراگم به این صورت می باشد که با وارد شدن فشار به دیافراگم جریان القایی توسط جا به جایی مگنت در داخل سیم پیچ ایجاد میشود.

نحوه کالیبره کردن سنسور دیافراگمی

Instrument range: 0 -30 bar
Calibration range: 0 -7 bar
L R V = 0 BAR = 0 MA
U P V = 7 BAR = Hma

سنسور های خازنی

با حرکت سیال به سمت پایه متحرک خازن پایه جابه جا شده و به سمت پایه ثابت جا به جا می شود در نتیجه ظرفیت خازن تغیر می کند و توسط یک ECU به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
نکته: در CASE هایی نیاز به سرعت بالا real time برای انتقال سیگنال به اتاق کنترل باشد از سنسورهای خازنی capacitive element استفاده می شود.

Instrument range: -1 -350 bar
Calibration range: +-0.2% of f.s

سنسوزر های گشتی

Scope range = 1000 bar
Accuracy : +-1% of f.s
r1l1= r2l2 = V0
با تغییر مقاومت متحرک R L تعادل پل وستون به هم خورد و تغییر مقاومت را داریم که این تغییر امپرانس به یک سیگنال الکتریکی تبدیل میشود.
نکته:در case هایی که سیال جامد باشد برای اندازه گیری سطح بوسیله فشار استفاده می شود مثال کارخانه جات سیمان و گندم

سنسور پیزوالکتریک

Scope range : 100 bar
Accuracy : +- 0.5% of f.s
فشار اعمال شده به المنت پیزو تبدیل به فرکانس شده و بعد از آن توسط یم مدار به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
عموما در صنعت از این نوع سنسور استفاده می شود.
نکته: این تایپ سنسور ها مانند سنسور های خازنی ریسپانس تایمی کمی دارند و سرعت انتفال سیگنال به اتاق کنترل بالایی میباشد.

تفاوت ترانسمیتر و ترانسدیوسر

ترانسمیتر فشار در اکثر صنایع مرتبط با انتقال سیالات استفاده میشود. به همین دلیل این تجهیز از اهمیت بالایی در سیستم های پایپینگ کارخانه های فرآیندی برخوردار است. در برخی از موارد، ترانسمیتر به اشتباه با عنوان ترانسدیوسر معرفی میشود. با وجود شباهت در کاربری ترانسمیتر و ترانسدیوسر فشار در حوزه ابزار دقیق، وظیفه عملکرد این دو وسیله با یکدیگر متفاوت است. درواقع تراتسدیوسر فشار Pressure Transducer وسیله ای است که به منظور تبدیل سیگنال مکانیکی به سیگنال الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد. برای مثال یک ترانسدیوسر الکتریکی مقدار یا تغییر کمیت های فیزیکی مانند دما را به طور مستقیم اندازه‌گیری میکند و آن را به یک سیگنال آنالوگ معادل تبدبل می‌کند.
تجهیزات اندازه‌گیری باید به طور دوره ای کالیبره شوند. مواردی مانند قدیمی شدن تجهیز، فرسودگی و حوادث غیر قابل پیش بینی از عواملی هستند که بر روی دقت تجهیز تأثیر می‌گذارند و قابلیت ردیابی نتایج را زیر سوال میبرند. از این رو نیازمند تأیید مجدد میباشند.
هدف کالیبراسیون ایجاد نظام مؤثر به منظور کنترل صحت و دقت پارامتر های مترولوژیکی دستگاه های آزمون وسایل اندازه‌گیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آنها بر کیفیت فرآیند تأثیر گذار می‌باشد. این کار به منظور اطمینان از تطابق اندازه‌گیری با استاندارد های جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌های خاص یک پرشر ترانسمیتر چیست؟

ترانسمیترهای فشار صنعتی عموماً دقت بالاتری دارند و عمر طولانی‌تری نسبت به محصولات مصرفی ترانسمیتر فشار دارند. آنها همچنین گران‌تر هستند، اما این امر معمولاً برای کاربردهایی که اندازه‌گیری دقیق ضروری است، ارزشمند است. پرشر ترانسمیتر می‌تواند برای اندازه‌گیری فشار مایعات یا گازها در محیط‌های مختلف از جمله کارخانه‌ها، آزمایشگاه‌ها و دیگر تأسیسات صنعتی استفاده شود.

رایج‌ترین کاربردهای ترانسمیترهای فشار صنعتی چیست؟

کاربردهای رایج ترانسمیترهای فشار شامل موارد زیر است:

اندازه‌گیری و کنترل فشار

نظارت و نمایش فرآیندهای حیاتی

اندازه‌گیری سطح پر شدن مخازن و کنترل سطح در مخازن

اندازه‌گیری جریان مایعات

ایمنی فرآیند

تشخیص نشت

سیستم کنترل پمپ

ترانسمیترهای فشار در کاربردهای متنوعی که دقت و صحت اندازه‌گیری ضروری است، استفاده می‌شوند.

چگونه ترانسمیتر فشار صنعتی خود را انتخاب کنیم؟

این مقاله به تعریف ترانسمیتر فشار، انواع مختلف فشار و نحوه اندازه‌گیری آنها می‌پردازد. همچنین به بررسی سیگنال‌های خروجی ترانسمیتر فشار و کاربردهای مختلف صنعتی آنها پرداخته و نگاهی اجمالی به ویژگی‌های یک ترانسمیتر فشار صنعتی دارد. هنگام انتخاب ترانسمیتر فشار صنعتی، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شوند. ما شما را در انتخاب بهترین راه‌حل برای نیازهایتان راهنمایی خواهیم کرد! آیا به دنبال ترانسمیتر فشار هستید و نمی‌دانید از کجا شروع کنید؟ کارشناسان ما در زمینه اندازه‌گیری فشار در خدمت شما هستند!

https://www.fujielectric.fr/en/blog/what-pressure-transmitter/#:~:text=A%20pressure%20transmitter%20is%20a,are%20capacitive%2C%20resistive%20and%20optical.