مقدمه
ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter) دستگاهی است که فشار سیال (گاز یا مایع) را اندازه‌گیری کرده و به‌صورت سیگنال الکتریکی ارسال می‌کند. این ابزار در صنایع متنوعی مانند نفت و گاز، تولید برق، آب و فاضلاب، داروسازی، مواد غذایی، و سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک کاربردی حیاتی دارد
اصول عملکرد
ترانسمیتر فشار شامل دو بخش اصلی است:
- حسگر فشار: بر پایه فناوری‌هایی مانند دیافراگمی، پیزوالکتریک، استرین‌گیج یا خازنی طراحی می‌شود. تحت فشار سیال، دیافراگم تغییر شکل داده و این تغییر به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود
- پردازشگر سیگنال: سیگنال حسگر به یک خروجی استاندارد (مثل 4–20 mA یا 0–10 V) تبدیل می‌شود. در نمونه‌های هوشمند، پروتکل‌هایی مانند HART، Modbus یا Profibus استفاده می‌شوند
انواع ترانسمیترهای فشار
ترانسمیترهای فشار را می‌توان بر اساس نوع مرجع فشار به سه دسته تقسیم کرد:
فشار مطلق (Absolute Pressure)
- تعریف: این ترانسمیترها فشار را نسبت به خلاء کامل اندازه‌گیری می‌کنند.
- کاربردها: در صنایع هوافضا، اندازه‌گیری فشار در سیستم‌های خلاء، و فرآیندهایی که نیاز به دقت بالا دارند.
فشار گیج (Gauge Pressure)
- تعریف: این ترانسمیترها فشار را نسبت به فشار جو اندازه‌گیری می‌کنند.
- کاربردها: در صنایع عمومی مانند کنترل فشار تایرها، اندازه‌گیری سطح مایعات در مخازن باز، و سیستم‌های تهویه مطبوع.
فشار دیفرانسیل (Differential Pressure)
- تعریف: این ترانسمیترها اختلاف فشار بین دو نقطه را اندازه‌گیری می‌کنند.
- کاربردها: در اندازه‌گیری جریان سیالات در لوله‌ها، کنترل سطح مایعات در مخازن بسته، و نظارت بر وضعیت فیلترها.
بر اساس نوع سنسور
- پیزورزیستیو (Piezoresistive): این سنسورها از تغییرات مقاومت الکتریکی در اثر فشار استفاده می‌کنند.
- خازنی (Capacitive): در این نوع، تغییرات ظرفیت خازن ناشی از تغییرات فاصله بین دو صفحه خازن به دلیل اعمال فشار اندازه‌گیری می‌شود.
- پیزوالکتریک (Piezoelectric): این سنسورها از مواد پیزوالکتریک استفاده می‌کنند که در اثر فشار، بار الکتریکی تولید می‌کنند.
- استرین گیج (Strain Gauge): در این نوع، تغییرات در مقاومت الکتریکی ناشی از تغییرات طول یا ضخامت عنصر حساس تحت فشار اندازه‌گیری می‌شود.
- اوپتیکال (Optical): ترانسمیتر فشار اپتیکال با تغییر نور (مسدود شدن یا تداخل نور) بر اثر فشار، فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.
بر اساس نوع سیگنال خروجی
- آنالوگ: این ترانسمیترها سیگنال خروجی آنالوگ مانند 4-20 میلی‌آمپر یا 0-10 ولت تولید می‌کنند.
- دیجیتال: این ترانسمیترها سیگنال خروجی دیجیتال تولید می‌کنند که می‌تواند شامل پروتکل‌هایی مانند HART، Modbus یا Profibus باشد.
- هوشمند (Smart): این ترانسمیترها علاوه بر تولید سیگنال خروجی، قابلیت‌های اضافی مانند کالیبراسیون خودکار، تشخیص خطا و تنظیمات از راه دور را دارند.
سخن پایانی
در انتخاب ترانسمیتر فشار مناسب، باید به عواملی مانند نوع سیال، محدوده فشار، دمای محیط، دقت مورد نیاز و نوع سیگنال خروجی توجه شود. این انتخاب تأثیر زیادی بر عملکرد و کارایی سیستم‌های ابزار دقیق خواهد داشت.
