ترانسمیتر فشار چیست؟
ترانسمیتر فشار (Pressure transmitters) که در برخی منابع با اصطلاح پرشر ترانسمیتر شناخته می‌شود، فناوری رایج و شناخته شده در حوزه بازارهای نفت، پتروشیمی، منجمد سازی و حوزه تولید بنزین است که نسبت به سایر فناوری‌ها، گزینه‌ای اقتصادی محسوب می‌شود. در بازار ایران این محصول با نام های سنسور فشار و ترانسدیوسر فشار نیز شناخته می شود. این دستگاه که هم به عنوان حسگر و هم به عنوان فرستنده عمل می‌کند، امکان نصب به شکل‌های مختلف را دارد و می‌تواند اندازه گیری فشار را در یک مخزن بسیار بزرگ یا در یک سیستم لوله کشی ساده و معمولی انجام دهد. به همین دلیل نمونه‌های فشار تفاضلی آنها هم در بازار وجود دارد.
ترانسمیتر فشار می‌تواند نقش‌های مختلفی را در یک سیستم بپذیرد. این ابزار صرفاً برای اندازه گیری فشار طراحی شده است، اما از نتایج به دست آمده آنها می‌توان برای محاسبه سطح و سایر پارامترهای مرتبط با آنها استفاده کرده که از نتایج غیرمستقیم آنها محسوب می‌شود. البته برای اندازه گیری شدت جریان از فلومتر و برای اندازه گیری سطح از لول ترانسمیتر استفاده می‌شود و محاسبات به دست آمده از پرشر ترانسمیتر نمی‌توانند دقت بالایی همانند دستگاه‌های تخصصی داشته باشد.
ترانسمیتر فشار چگونه کار می‌کند؟
پرشر ترانسمیتر دستگاهی است که می‌تواند تغییرات مکانیکی به وجود آمده در اثر فشار موجود در محیط را تبدیل به داده‌های دیجیتالی کرده و به صورت اعداد مشخصی در صفحه نمایش گزارش کند. در واقع وظیفه این دستگاهها تبدیل داده‌های آنالوگ به داده‌های دیجیتال است که ممکن است به یک اتاق کنترل ارسال شود یا به صورت مستقیم در صفحه نمایش داده گزارش شود. در ادامه مطلب خواهیم گفت که چه مدل‌هایی از ترانسمیتر فشار در بازار وجود دارد، اما به طور کلی روال عملکرد این ترانسمیتر ها به شکل زیر است:
- تغییرات به وجود آمده در فشار محیط باعث تغییر حسگر دستگاه می‌شود.
- سنسور یا حسگر ترانسمیتر ممکن است یک صفحه خاص پیزوالکتریک یا یک صفحه دیافراگم باشد.
- نتیجه تغییرات مکانیکی به یک مبدل یا ترانسدیوسر ارسال می‌شود که داده‌ها را تبدیل به داده‌های دیجیتالی می‌کند.
- در نهایت داده‌های به دست آمده به صورت تابعی از فشار به صورت Psi یا پاسکال گزارش می‌شوند.
باید به این نکته اشاره کنیم که اکثر ترانسمیترهای فشار در شدت جریان خروجی بین ۴ تا ۲۰ میلی آمپر عمل می‌کند. بنابراین تغییر سنسور، به صورت تغییر در شدت جریان خود را نشان می‌دهد که نتیجه این فعل و انفعالات به صورت فشار اندازه گیری شده گزارش می‌شود.
انواع ترانسمیترهای فشار از لحاظ نحوه اندازه گیری فشار
روش‌های مختلفی برای اندازه گیری فشار در ترانسمیترها وجود دارد. در واقع هر سیستم ممکن است شرایط خاص خود را داشته باشد و به همین دلیل شرکت‌های سازنده برای هر شرایطی، یک نوع خاص از ترانسمیتر فشار را طراحی کرده‌اند. اگرچه دسته بندی‌های متفاوتی برای این ابزارها وجود دارند، اما به طور کلی می‌توان آنها را در سه دسته قرار داد:
ترانسمیتر فشار قلمی
این ترانسمیتر از لحاظ ظاهری شباهت بسیار زیادی به باتری قلمی و همچنین شمع خودرو دارند. در حقیقت این ابزارها با استفاده از یک انتهای پیچ مانند و رزوه دار به مخزن یا به سیستم لوله کشی وصل می‌شوند. در قسمت نوک این ترانسمیتر یک صفحه فلزی صاف وجود دارد که به عنوان سنسور فشار عمل می‌کند. بنابراین فشار وارد شده به حسگر توسط دستگاه تشخیص داده شده و نتایج به دست آمده به اتاق کنترل فرستاده می‌شود. اندازه کوچک و راحتی در نصب ترانسمیتر فشار قلمی به عنوان مزایای بزرگ آنها شناخته می‌شوند.
پرشر ترانسمیتر دیافراگمی
روش اتصال این ترانسمیترها نسبت به نمونه‌های قلمی متفاوت است و یا حتی ممکن است برخی از آنها شباهت هم داشته باشند. برای این ترانسمیترها حسگر به صورت پرده دیافراگم در نظر گرفته شده که با توجه به تغییر فشار تغییر می‌کند. معمولاً پرده دیافراگمی استفاده شده در این ابزارها ممکن است از جنس استنلس استیل یا از جنس کامپوزیت‌های پلیمری باشد که تغییر جنس آن می‌تواند توانایی اندازه گیری فشار را تغییر دهد. این ترانسمیترها ممکن است دارای صفحه نمایش برای ارائه نتایج اندازه گیری به صورت مستقیم باشند یا نتایج را به اتاق کنترل بفرستند.
ترانسمیتر اختلاف فشار
ترانسمیتر اختلاف فشار که با عنوان پرشر ترانسمیتر تفاضلی هم شناخته می‌شود، وظیفه اندازه گیری اختلاف فشار بین دو مخزن یا بین دو طرف یک سیستم لوله کشی را برعهده دارد. این ابزارها دارای دو ورودی هستند که هر قسمت از آنها وظیفه اندازه گیری فشار در یک طرف را بر عهده دارد. تغییر وضعیت پرده دیافراگم یا حسگر با توجه به اختلاف فشار به وجود آمده، توسط مبدل تبدیل به جریان الکتریکی شده و در نتیجه به صورت اعدادی تحت عنوان فشار گزارش می‌شوند. در این دستگاهها ممکن است از حسگرهای فلزی یا از پرده‌های دیافراگمی استفاده شده باشد.
برخی مدل‌های خاص از پرشر ترانسمیتر
علاوه بر مدل‌های اصلی که در بندهای قبلی معرفی کردیم، برای ترانسمیترهای فشار چند نمونه خاص هم در نظر گرفته شده که به دلیل اضافه شدن یک یا چند قابلیت به آنهاست. در هر صورت ما از ترانسمیتر انتظار داریم که یک کمیت خاص را اندازه گیری کند و بتواند نتایج اندازه گیری را به اتاق کنترل انتقال دهد. اما گاهی طراحان و سازندگان ترانسمیترها می‌توانند قابلیت‌هایی به آنها اضافه کنند که موارد زیر را شامل می‌شوند:
ترانسمیتر فشار به همراه نمایشگر
وجود نمایشگر فشار برای ترانسمیتر ضروری و قطعی نیست. در واقع این دستگاهها می‌توانند نتایج خود را به اتاق کنترل ارسال کنند. اما در برخی از آنها از یک نمایشگر استفاده شده که به صورت مستقیم و لحظه‌ای می‌توانند فشار را گزارش دهند. موضوعی که در اینجا باید مورد توجه قرار گیرد این است که دستگاه‌های فاقد نمایشگر برای شرایط محیطی نامناسب استفاده می‌شوند. اما اگر اپراتور بتواند راحت‌تر در محیط کار حضور داشته باشند، نیازی به ارسال نتایج به اتاق کنترل نیست و با یک پرشر ترانسمیتر به همراه نمایشگر می‌توان نتایج را در نظر داشت.