دتكتور گاز يا آشكارساز گازي (Gas Detector)

دتكتور گاز يا گس دتكتور كه در انگليسي به آن Gas Detector گفته مي‌شود يكي از تجهيزاتي است كه در دسته‌بندي دتكتور اعلام حريق قرار مي‌گيرد و كاربردهاي فراواني به ويژه در صنايع نفت و گاز، دكل‌هاي نفتي، پالايشگاه‌ها، پتروشيمي‌ها، جايگاه‌هاي سي ان جي و فضاهاي مختلف ديگري دارد. ما در اين مطلب به بررسي دتكتور تشخيص گاز خواهيم پرداخت و در ادامه آن به موضوعاتي مثل خريد دتكتور گاز، قيمت گس دتكتور و انواع اين محصول اشاره خواهيم كرد.

نام دتكتور گاز به فارسي

دتكتور در زبان انگليسي به معني آشكارساز است و واژه «گس» نيز همان گاز خودمان است بنابراين دتكتور گاز يا گس دتكتور در فارسي به معني آشكارساز گاز است. پس از اين به بعد در هر جاي اين مطلب هر يك از اين اصطلاحات را به كار برديم منظورمان يك چيز است. نكته ديگر اينكه اين محصول يكي از صدها محصولي است كه جزو ردياب هاي اعلام حريق  به حساب مي‌آيد و به همين خاطر درجه اهميت و كارايي آن بسيار بالا است.

كاربردهاي آشكارساز گازي

آشكارساز گازي دستگاهي است كه حضور گازها را در يك منطقه، به عنوان بخشي از يك سيستم ايمني تشخيص مي‌دهد. اين نوع از تجهيزات براي تشخيص نشت گاز يا ساير انتشارات استفاده مي‌شود و مي‌تواند با يك سيستم كنترل ارتباط برقرار كند، بنابراين سيستم مي‌تواند با اعلام دتكتور گاز صنعتي به صورت خودكار خاموش شود.

يك سنسور آشكارساز گاز يا دتكتور گاز صنعتي مي‌تواند با اتصال به تجهيزات اعلام حريق ديگر از قبيل زنگ‌ها، آژيرها و غيره به اپراتورهايي كه در آن منطقه حضور دارند هشدار دهد كه در محيط گاز در حال انتشار است. به اين ترتيب فرصت براي ترك منطقه براي اپراتورها، كارمندان، كارگران و غيره فراهم شده و افراد متوجه مي‌شوند كه از انجام فعاليت‌هايي كه امكان خطر انفجار را افزايش مي‌دهد خودداري كنند. اهميت آشكارساز هاي گازي از اين جهت است كه گازهاي زيادي وجود دارند كه مي‌توانند براي حيات انسان، حيوانات و ساير موجودات زنده مضر باشد بنابراين شناسايي آن‌ها مي‌تواند امكان پيشگيري از انتشار و انفجار آن‌ها را فراهم آورد.

از دتكتور گاز در كجا استفاده مي‌كنند؟

دتكتور تشخيص گاز مي‌تواند براي تشخيص گازهاي قابل احتراق، قابل اشتعال و سمي و كاهش‌دهنده اكسيژن استفاده شوند. اين نوع دستگاه به طور گسترده‌اي در صنعت استفاده مي‌شود و مي‌تواند در مكان‌هايي نظير سكوهاي نفتي، پالايشگاه‌ها، صنايع گازي، جايگاه‌هاي سوخت و CNG و غيره استفاده شود  تا فرآيندهاي توليد و فن‌آوري‌هاي نوظهور مانند فتوولتائيك را نظارت كند از دتكتور گاز ممكن است در آتش‌سوزي نيز استفاده شود.

كاري كه يك دتكتور گاز مي‌كند، تشخيص نشت گاز و فرآيند شناسايي نشت گازهاي خطرناك با حسگرهاي مخصوص است. اين حسگرها معمولا يك زنگ صوتي قابل شنيدن براي اعلام هشدار به مردم در زماني كه يك گاز خطرناك شناسايي است دارد. 

قرار گرفتن در معرض گازهاي سمي همچنين مي‌تواند در عمليات‌هايي مانند سوخت‌گيري ماشين‌هاي سوخت، ساخت و ساز، حفاري خاك آلوده، عمليات دفن زباله، ورود به محوطه فضايي و غيره رخ دهد. سنسورهاي معمول شامل سنسورهاي گاز قابل احتراق، آشكارسازهاي فوتونيزاسيون، سنسورهاي مادون قرمز، سنسورهاي اولتراسونيك، سنسورهاي گاز الكتروشيميايي و سنسورهاي نيمه هادي است.

اخيرا، از سنسورهاي تصويربرداري مادون قرمز نيز براي دستگاه آشكارساز نشت گاز استفاده مي‌كنند. تمام اين سنسورها براي طيف گسترده‌اي از كاربردها، در كارخانه‌هاي صنعتي، پالايشگاه‌ها، توليدات داروسازي، آشكار سازي گاز در اتاق هاي باتري، امكانات فوميري، كارخانه‌هاي كاغذسازي، هواپيمايي و تاسيسات كشتي‌سازي، برنامه عملياتي مواد خطرناك، تاسيسات تصفيه آب، وسايل نقليه، تست كيفيت هوا و خانه‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

انواع آشكارساز گاز

انواع دتكتور گاز با توجه به نوع گاز متفاوت است، به عنوان مثال گس دتكتوري كه گاز متان را تشخيص مي‌دهد ساختار و طراحي متفاوتي از دتكتور گازي كه گاز رآمونياك را تشخيص مي‌دهد دارد، البته برخي از دستگاه‌ها هستند كه قابليت تشخيص نشت گازهاي مختلفي را دارند.

قيمت گس دتكتور

در صنایع امروزی، کنترل و اندازه‌گیری دقیق فلوی سیالات به امری حیاتی بدل شده است. صنایع حساسی مانند نفت و گاز، پتروشیمی، داروسازی و تولیدات غذایی به ابزارهایی نیاز دارند که بتوانند بدون کوچک‌ترین انحراف، میزان دقیق دبی را ثبت کنند. کوچک‌ترین خطا در کنترل سیالات، علاوه بر ایجاد خسارات مالی و کاهش کیفیت محصولات، می‌تواند ایمنی کارکنان و محیط کار را نیز به خطر بیندازد. به همین دلیل، فلومترها بعنوان دستگاه‌هایی تخصصی و دقیق، جایگاه ویژه‌ای در پایش و مدیریت سیالات پیدا کرده‌اند.

فلومترها با طراحی‌های متنوع برای اندازه‌گیری‌های دقیق در محیط‌های مختلف ساخته می‌شوند و به صنایع این امکان را می‌دهند که سیالات را با دقت بالا کنترل کنند. از آنجا که تصمیم‌گیری‌های کلیدی در بسیاری از فرایندهای صنعتی بر پایه داده‌های این دستگاه‌هاست، انتخاب صحیح نوع فلومتر، اهمیت ویژه‌ای دارد.

در این مقاله از شرکت آداک فرآیند سپهر، به معرفی انواع فلومترها و کاربردهای آن‌ها در صنایع گوناگون می‌پردازیم. این راهنما به شما کمک می‌کند تا با شناخت بهتر از فناوری‌های نوین فلومتری، نحوه کنترل سیالات را بصورت مطلوب و کارآمدتر انجام داده و سطح کیفیت فرآیندهای تولیدی خود را ارتقاء دهید.

فلومتر چیست؟

فلومتر Flowmeter از تجهیزات ابزار دقیق است که برای اندازه‌گیری میزان فلوی مایع یا گاز کاربرد دارد. در کنترل فرایند‌ها برای تعیین دبی خطی، غیر خطی، حجمی و جرمی از فلومتر استفاده می‌شود. نام‌های دیگر فلومتر عبارتند از: دبی سنج، کنتور، مسی فلومتر، جریان سنج، سنسور جریان و جرم سنج.

دبی سنج ها در چندین نوع ساخته شده‌اند که هر کدام از، فناوریهای مختلفی برای تشخیص گردش سیال استفاده می‌کند. دقت اندازه‌گیری هر نوع نسبت به انواع دیگر فرق می‌کند. حتی می‌توان گفت کاربرد صحیح این تجهیزات نیز در دقت آن موثر است. از این رو بیشترین کاربرد‌های یک دبی سنج می‌توان به اندازه گیری جرم و حجم (بخارات – مایعات – گازها) از یک لوله در واحد زمان است.

فلو چیست؟

به مقدار معین یک ماده از نظر جرم یا حجم که در واحد زمان از لوله‌ای عبور می‌کند را فلو می‌نامند.

لیست انواع فلومتر

• جرمی کوریولیس
• الکترومغناطیسی
• جابجایی مثبت
• دیفرانسیلی البو
• لوله پیتوت
• ونتوری
• اوریفیس
• مکانیکی
• التراسونیک
• ورتکس (گردابی)
• حرارتی
• کانال باز

همه این تجهیزات در اصل کار یکسانی را انجام می‌دهند، این تجهیزات با ردیابی مقدار سیال عبوری، در یک بازه زمانی مشخص دبی را تشخیص داده و بر روی نمایشگر خود نشان می‌دهند. حتی قادرند با انتقال سیگنال استاندارد جریانی 4 الی 20 میلی آمپر به اتاق کنترل فلوی خطوط را به اصطلاح مانیتورینگ کنند.

فلومتر چگونه کار می‌کند؟

این دستگاه‌ها از دو روش (جرم یا حجم) برای اندازه گیری دبی استفاده می‌کنند.

• روش جرمی: جرم را می‌توان با واحد t/h تن بر ساعت، kg/h کیلوگرم بر ساعت و g/min گرم بر دقیقه بیان کرد.
• روش حجمی: حجم را می‌توان بصورت m3/h متر مکعب بر ساعت، L/h لیتر بر ساعت و ml/min میلی لیتر بر دقیقه بدست آورد.

در ادامه پرکاربرد ترین فلومترها را بصورت مجزا بررسی می‌کنیم. اما بخاطر اینکه هر کدام از این تجهیزات از لحاظ کاربرد، تکنولوژی و نحوه نصب تفاوت دارند و در یک مقاله نمی‌توان همه آنها را بررسی کرد. از این رو برای آشنایی بیشتر لینک مقاله کامل گذاشته شده است.

فلومتر جرمی کوریولیس Coriolis

فلومتر کوریولیس تجهیزی است که می‌تواند فلوی حجمی و جرمی را اندازه‌گیری کند. این نوع فلومتر برای اغلب مایعات و گاز‌ها مناسب است و قیمت نسبتا بالایی برای خرید این فلومتر باید پرداخت نمایید.

این کنتور قادر است، جرم سیال را از طریق اینرسی اندازه گیری می‌کند و بطور گسترده بعنوان دقیق ترین نوع دبی سنج در بسیاری از کاربردهای صنعت نفت و گاز برای اندازه گیری دبی جرمی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فلومترهای جرمی کوریولیس از دهه 1970 مورد استفاده قرار گرفته است. در این تجهیزات سیگنال خروجی مستقیماً با جرم عبوری از دستگاه دبی سنج مرتبط است. دبی سنج ترمال و کوریولیس Coriolis از دسته فلومتر های جرمی بحساب می‌آیند.

فلومترهای الکترومغناطیسی Electromagnetic Flow Meters

فلومتر الکترومغناطیسی که گاهی اوقات ماگ متر نیز نامیده می‌شوند، با ایجاد میدان مغناطیسی و سنجش ولتاژ تولید شده، قادرند نرخ دبی را با دقت بالایی تشخیص دهند.

این دستگاها دارای الکترودهایی برای اندازه گیری نرخ سیال عبوری هستند. این الکترودها در دو طرف سطحی که مایع از آن گردش می‌یابد قرار گرفته و میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند.

فلومترهای الکترومغناطیسی معمولاً تعمیر و نگهداری کمی دارند، زیرا هیچ بخش مکانیکی ندارند که بتواند خراب شود. علاوه بر این، از آنجایی که اجزایی ندارند که بطور مستقیم در مسیر آب باشد، مانع از عبور سیال نمی‌شوند. این بدان معناست که در طول فرآیند اندازه گیری، هیچ تخریبی در حرکت سیال وجود ندارد.

فلومترهای جابجایی مثبت PD

فلومتر جابجایی مثبت (PD) نوعی دبی متر مکانیکی است. این فلومترها برای عملکرد خود نیازی به منبع تغذیه ندارند و برای نصب نیازی به لوله های مستقیم بالادست و پایین دست ندارند. فلومتر PD برای اندازه‌گیری سیالات چسبناک، مانند روغن‌ها، سوخت‌ها و حلال‌هایی که اندازه‌گیری آن‌ها برای انواع دیگر فلومترها دشوار است، ایده‌آل هستند.

انواع فلومترPD یا جابجایی مثبت

• دنده بیضی
• پره چرخشی
• دیسک متحرک
• پیستونی
• هلیکس

این دستگاه‌ها قادرند بطور مستقیم حجم واقعی سیال را اندازه گیری کند. در این دستگاه سیگنال خروجی مستقیما با حجم عبوری از فلومتر ارتباط دارد. دبی سنج DP دارای دقت (0.1% از نرخ دبی واقعی) بالا و تکرارپذیری (تا 0.05٪) بسیار خوبی است. کنتورهای آب خانگی از این نوع هستند.

فلومتر ونتوری Venturi Flow Meter

ونتوری متر نوعی فلومتر است که بر اساس اصل معادله برنولی کار می‌کند و از دسته فلومتر های تفاضلی هستند. این دستگاه بطور گسترده در صنایع آب، شیمیایی، دارویی و نفت و گاز برای اندازه گیری دبی سیالات داخل پایپ (لوله) استفاده می شود.

طراحی و ساختار فلومتر ونتوری بطوری است که در بخشی سطح مقطع لوله ونتوری، کاهش می یابد تا سرعت سیال افزایش یابد. سپس با استفاده از یک مانومتر یا پرشر ترانسمیتر، فشار را اندازه گیری می‌کنند، تا میزان عبور سیال را تعیین کند. بنابراین، ونتوری یک فلومتر از نوع دیفرانسیلی است که انرژی فشار را به انرژی جنبشی تبدیل می کند. اصل Venturi meter توسط Giovanni Batista Venturi اختراع شد.

فلومتر اوریفیس Orifice Flow Meter

اوریفیس متر اساساً نوعی فلومتر است که برای اندازه گیری میزان مایع یا گاز عبوری مخصوصا بخارات، با استفاده از اصل اندازه گیری فشار تفاضلی استفاده می شود. این فلومتر ها بیشتر برای کاربردهای قوی استفاده می شود، زیرا به علت دوام و مقاومت بالای آن شناخته شده است و بسیار مقرون بصرفه است.

با نزدیک شدن سیال به دهانه اوریفیس فشار کمی افزایش می یابد و با عبور از دهانه، فشار به طرز ناگهانی کاهش می یابد. کاهش آن تا رسیدن به ورید-کنتراکتا ادامه می‌یابد و سپس به تدریج افزایش می‌یابد.

نقطه ضعف این نوع فلومترها این است که فشار را کاهش می‌دهد و می‌تواند گردش سیال را کاهش دهد و باعث افت دائمی فشار شود. این نوع دبی سنج ها در کاربردهایی که نیاز به حداکثر فشار در سراسر سیستم دارند نامطلوب هستند.

فلومترهای مکانیکی (توربین) یا پروانه‌ای

دبی سنج های توربینی از نوع فلومتر مکانیکی بوده که مقدار دبی سیال را بر اساس چرخش پره یا توربین اندازه گیری می‌کند. از رایج ترین نوع این فلومتر ها دبی سنج ها فلومتر پروانه است. این نوع دبی سنج با اندازه گیری سرعت چرخش پروانه یا سایر اجزای مکانیکی می‌تواند دبی را با دقت بالایی ثبت کند. کنتور آب خانگی از ساده ترین نوع فلومتر پروانه‌ای است.

از معایب فلومتر پروانه‌ای فرسوده شدن قطعات مکانیکی در اثر عبور سیال می‌باشد. همچنین این تجهیزات به تعمیر و نگهداری نسبتا بالایی نیاز دارند.

فلومتر التراسونیک Ultrasonic Flow Meter

فلومتر التراسونیک از امواج التراسونیک (امواج مکانیکی یا صوتی) برای اندازه گیری سرعت حرکت مایع استفاده می‌کند. با تزریق امواج به سیال و انعکاس امواج از سیال به گیرنده دستگاه، می‌توانند نرخ جریان را بصورت آنی تشخیص دهند. از انواع این تجهیزات میتوان به دبی سنج گیره‌دار که برای مایعات، بخار و گازهای فشار قوی مناسب هستند اشاره کرد.

کاربردهای فلومتر التراسونیک در نفت و گاز، تصفیه‌خانه آب و فاضلاب، صنایع غذایی و نوشیدنی، صنعت تولید دارو، کارخانه ذوب فلزات و معادن می‌باشد. فلومترهای التراسونیک دارای قطعات مکانیکی کمی هستند، در نتیجه تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند. اما از معایب فلوسنج های مغناطیسی می‌توان به خوانش های غیر دقیق سیالات حاوی خاک یا حباب هوا اشاره کرد چون سرعت حرکت امواج صوتی در عبور از مواد مختلف فرق می‌کند، از این رو حتی مقادیر کمی از آلاینده‌های داخل سیال باعث خطا در اندازه‌‌گیری فلو می‌شود.

فلومتر گردابی (ورتکس) Vortex Flow meter

فلومتر ورتکس (گردابی) با استفاده از اصلی به نام اثر فون کارمان کار می‌کنند. یعنی دبی سیال بوسیله اندازه‌گیری فشار دیفرانسیل ایجاد شده توسط یک مانع در مسیر سیال، پایش می‌شود. چون تغییرات فشار دیفرانسیل باعث ایجاد یک گرداب می‌شود، به همین دلیل به این نوع دبی سنج، فلومتر ورتکس (گردابی) می‌گویند. فرکانس ریزش گرداب مستقیماً با میانگین سرعت سیال و در نتیجه با فلوی حجمی متناسب است.

کنتورهای ورتکس مناسب برای اندازه گیری اغلب سیالات (مایعات، گازها و بخار)، محدوده تحمل دمایی بالا، پایداری بلند مدت بوده، و نیز اینکه تحت تأثیر تغییرات فشار، چگالی، دما و ویسکوزیته قرار نمی گیرند. بعبارتی نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند. کاربرد فلومتر ورتکس برای گاز، بخار و مایعات ویسکوزیته پایین مناسب بوده و قادر است فشار‌ات و دما‌های بالا را نیز تحمل کند.

فلومتر حرارتی یا ترمال فلومتر

مس فلومتر حرارتی یا دبی‌سنج ترمال، یکی از تجهیزات تخصصی در اندازه‌گیری فلوی سیالات است که بر مبنای انتقال حرارت کار می‌کند. این دستگاه اغلب برای سنجش دقیق گازها و در برخی موارد مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. عملکرد کنتور جرمی حرارتی بدین شکل است که با شناسایی تغییرات دما در هنگام عبور سیال از کنار یک منبع حرارتی، میزان فلو را تعیین می‌کند. این روش بر اساس اصل پایه‌ای ترمودینامیک سیالات، یعنی جابجایی حرارت بین جسم گرم و محیط خنک کار می‌کند.

هرچند فلومترهای حرارتی عمدتاً برای گازها طراحی شده‌اند اما در شرایط خاصی می‌توان از آن‌ها برای اندازه‌گیری فلوی مایعات استفاده کرد. در این موارد، ویسکوزیته، دمای سیال و نوع عبور سیال (لایه‌ای یا آشفته) تأثیر زیادی بر عملکرد دستگاه دارند.

فلومتر کانال باز

امروزه برای تشخیص و اندازه‌گیری جریان کانال های باز، مانند رودخانه ها، حوضچه ها و نهرها، از دو روش زیر می‌توانید استفاده نمایید:

• محاسبه دبی کانال باز از طریق الکترونیکی (سطح سنج راداری و التراسونیک).
• یکی دیگر از روش های محاسبه دبی کانال باز در لوله ها و کانال ها، محاسبه از طریق فرمول منینگ Manning است.

اگر چه دقت بمراتب کمتری دارد، اما در مناطقی که چاره‌ای جز استفاده از این روش وجود ندارد، کاربرد دارد. چون خرید یک فلومتر بزرگ برای یک کانال خیلی گران قیمت است. در ادامه شرایط استفاده از فرمول منینگ را شرح می‌دهیم.

طول مستقیم کانال باید حداقل 60 متر باشد. عرض و پستی و بلندی کانال در طول مسیر مسقیم یکنواخت باشد. شیب تندی در این مسیر وجود نداشته باشد.

در این فرمول Q برابر است با مقدار فلو کانال بر حسب فوت بر ثانیه. سطح مقطع کانال برابر با A و شعاع تقریب کانال برابر با R. شیب کانال نیز همان s است. ضریب پستی و بلندی (n) را نیز می‌توانید برحسب جدول مربوطه و بر اساس شرایط کانال بدست بیاورید.

پس بهترین روش در این موارد، استفاده از سطح سنج های راداری است که هم قیمتش از فلومتر بمراتب پایین تر است و هم دقتش اختلاف کمتری از فلومتر دارد.

روتامتر Rotameter

دبی سنج سطح متغیر یا روتامتر نیز برای تشخیص مقدار فلو عبوری (مایعات و گازها) از یک لوله کاربرد دارند. حدود بیست درصد از فلومترهای مصرفی در کل صنایع از این نوع هستند. چون این ابزار قمیت پایین و دارای دقتی قابل قبول است.

کاربرد این نوع نیز بیشتر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، صنعت شیشه، نیروگاه‌ها، تصفیه خانه، آزمایشگاهی، ذوب آهن و فولاد است.

چگونه فلومتر مناسب را برای برنامه خود انتخاب کنیم؟

هیچ دبی سنج در سطح جهان وجود ندارد که برای همه کاربردها مناسب باشد. پس لازم است قبل از انتخاب تجهیز به سوالات زیر پاسخ دهید.

• مایع مورد اندازه گیری چیست؟
• حداقل و حداکثر دبی چقدر است؟
• حداقل و حداکثر دمای فرآیند چقدر است؟
• حداقل و حداکثر فشار فرآیند چقدر است؟
• ویسکوزیته سیالی که باید اندازه‌گیری شود چقدر است؟
• سایز لوله های ورودی و خروجی دبی سنج چقدر باشد؟
• آیا سیال از نظر شیمیایی با قطعات داخل فلومتر سازگار است؟
• اندازه‌گیری کدام پارامتر (حجمی، جرمی و چگالی سیال) مورد نیاز است؟
• آیا به نمایشگر محلی نیز بر روی فلومتر نیاز دارید یا فقط خروجی سیگنال الکترونیکی نیاز دارید؟

در جدول‌های زیر موارد استفاده از هر فلومتر بسته بویژگی سیال آورده شده است.

دقت در فلومتر چیست؟

دقت رایج ترین اصطلاح در صنعت ابزار دقیق و اندازه‌گیری است و گاهی اوقات به اشتباه مورد استفاده قرار می‌گیرد. دقت یعنی مقدار اندازه گیری شده‌ای که، به مقدار واقعی فرایند نزدیک باشد. معمولاً دقت بصورت یک مقدار درصدی در بالا یا پایین نمایشگر تجهیز نشان داده می‌شود.

مثلا، فرض کنید که فلومتر مغناطیسی شما نتیجه 1GPM را با دقت 10% نشان می‌دهد. بدلیل انحراف ذاتی، شناسایی مقدار دقیق در فلومتر به احتمال زیاد دقیقاً 1GPM نیست. قطعا نرخ واقعی چیزی بین 0.9GPM و 1.1GPM است. این یعنی دقت!

تکرارپذیری فلومتر چیست؟

تکرارپذیری یعنی نتایج همه اندازه‌گیری ها نزدیک بهم باشد و پس از اندازه گیری هیچ تغییری در شرایط همه نتایج ایجاد نشود. اما یک تجهیز ابزار دقیق بسیار تکرارپذیر لزوماً به معنای دقت بالای آن نیست.

دبی سنج ها چقدر دقیق هستند؟

فلومترهای با دقت فوق العاده بالا، مانند فلومترهای Coriolis، معمولاً گرانتر از سایر دبی سنج ها هستند. یک فلومتر با دقت 5 درصد که هزینه آن بطور قابل توجهی کمتر از فلومتر دیگر با 0.2 درصد است، ممکن است نتایج مناسبی را برای اجرای صحیح فرآیند شما و هزینه بسیار کمتر ارائه دهد. دقت در مقابل محدودیت های بودجه و درک دقیق نیازهای سیستم و برنامه شما گاهی مقداری گیج کننده باشد.

مقایسه دقت و تکرارپذیری در فلومتر

هنگامی که صحبت از دقیق بودن نتایج ابزاردقیق می‌شود، اصطلاحات زیادی وجود دارد که بجای یکدیگر و به اشتباه مطرح می‌شوند. برخی از آنها دقت، تکرارپذیری و وضوح هستند. بیایید هر کدام را با جزئیات ببینیم و معنای منحصر بفرد هر اصطلاح را روشن کنیم.

رزولوشن فلومتر چیست؟

وضوح یا رزولوشن حداقل مقداری است که می‌توانیم با یک وسیله اندازه گیری، تشخیص دهیم. تصور کنید که فرآیندی دارید که نیاز به دانستن تا 0.1 بار برای عملکرد صحیح را دارد. اگر ابزاری را نصب کنید که فقط می‌تواند با نزدیک‌ترین وضوح مقدار 1بار به شما خوانش بدهد، آن‌ وقت آن ابزار وضوح کافی را برای شما ارائه نمی‌کند.

چگونه دقت یک فلومتر را اندازه گیری کنیم؟

هنگامی که یک فلومتر خریداری می‌کنید، معمولاً دقت دستگاه بر روی پلاک و کاتالوگ محصول نوشته شده است. برای اینکه مطمئن باشید تجهیز مطابق با مشخصات کارخانه ای کار می‌کند، می‌توانید موارد زیر را انجام دهید.

• برای تأیید صحت تجهیز آن را به آزمایشگاه کالیبراسیون ارسال کنید.
• از دبی متری با دقت قابل توجهی بهتر از آنچه دارید استفاده کنید و سپس خوانش های دبی متر بسیار دقیق تر را نسب به دبی سنج خریداری شده مقایسه کنید. البته فلومترهای التراسونیک گیره دار برای این کاربرد ایده آل هستند زیرا آنها به سادگی به خط لوله بسته می‌شوند و نیاز به خاموش کردن سیستم یا برش لوله ها وجود ندارد.

کلاس دقتی فلومتر 

دقت فلومتر را می‌توان بروش‌های مختلفی بیان کرد و گاهی اوقات نحوه بیان کلاس دقت یک ابزار به منطقه جغرافیایی که در آن تولید شده و در آنجا مرسوم است طبقه‌بندی می‌شود.

دقت مقیاس پذیری برای فلومترها

کلاس های دقت VDE/VDI تنها راه برای بیان دقت فلومتر نیستند. همانطور که می‌دانید، “درصد مقیاس کامل” یا به اختصار %FS، روشی است که اغلب برای بیان دقت بسیاری از دبی سنج ها استفاده می شود.

چه عواملی بر پایداری قرائت فلومتر تاثیر می‌گذارند؟

پایداری فلومتر به علت مسائل مختلف در سخت افزار، نحوه نصب، پیکربندی، کالیبراسیون یا شرایط فرآیند تحت تأثیر قرار می‌گیرد. در ادامه فهرستی از عواملی که می‌توانند باعث قرائت‌های ناپایدار دبی سنج شوند آورده شده است:

• ویژگی های سیال: تغییرات در خواص سیال مانند ویسکوزیته یا چگالی می تواند منجر به خوانش ناپایدار شود. دبی سنج های مختلف بویژگی های مختلف سیال حساس هستند.
• حباب های هوا: هوا یا گاز حباب شده در سیال می تواند باعث نوسان خواندن شود.
• لرزش لوله: ارتعاشات مکانیکی در لوله می تواند با عناصر حسگر کنتور تداخل داشته باشد و باعث قرائت نامنظم شود.
• جریان ضربانی: در برخی از پیکربندی‌های پمپاژ، مخصوصا با پمپ‌های دیافراگمی یا پیستونی،گردش سیال را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
• نصب نادرست: نصب نادرست مانند خیلی نزدیک به خم، پمپ یا شیر، می تواند منجر به جریان آشفته شود و بر خوانش تأثیر بگذارد.
• نوسانات دما: تغییرات سریع در دمای سیال می تواند باعث تغییرات گذرا در قرائت دبی سنج شود.
• تداخل الکتریکی: نویز الکتریکی یا تداخل تجهیزات مجاور می تواند سیگنال را خراب کند.
• سایش و پارگی: سایش مکانیکی در طول زمان می تواند منجر به تخریب اجزای داخلی کنتور شود و بر دقت و پایداری آن تأثیر بگذارد.
• کالیبراسیون: یک متر کالیبره نادرست قرائت های ناپایدار یا نادرست ارائه می‌دهد.
• نوسانات فشار: تغییر در فشار خط نیز می تواند باعث ناپایدار شدن قرائت شود.
• انسداد: انسداد جزئی یا رسوب می‌تواند باعث ایجاد گرداب‌های غیرقابل پیش‌بینی شود و بر قرائت‌های کنتور تأثیر بگذارد.
• اشکالات نرم افزاری: اگر فلومتر مبتنی بر نرم افزار باشد، مشکلات سیستم عامل یا نرم افزار می تواند منجر به خواندن ناپایدار شود.
• جرم و رسوب در داخل فلومتر: تجمع مواد در قسمت داخلی دبی سنج می تواند منجر به خوانش ناپایدار در طول زمان شود.
• تداخل دستی: گاهی اوقات دستکاری تنظیمات یا تنظیمات دستی می تواند باعث خوانش ناپایدار شود.
• مشکلات ابزار دقیق: در نهایت، مشکلات پردازش سیگنال، سیم کشی معیوب یا مشکلات در خود سیستم کنترلی می تواند به بی ثباتی کمک کند.

اگر خوانش‌های فلومتر ناپایدار را تجربه می‌کنید ، انجام یک تشخیص سیستماتیک برای شناسایی علت اصلی و انجام اقدامات اصلاحی مناسب ضروری است.

چگونه مشکلات و خطاهای فلومتر را برطرف کنیم؟

در جدول زیر نحوه برطرف کردن خطاهای رایج بوجود آمده در دبی سنج ها را بررسی می‌کنیم.

چگونه دقت دبی سنج را افزایش بدهیم؟

مهم‌ترین روش‌های بالا بردن دقت اندازه‌گیری فلومترها عبارتند از:

در انتخاب تجهیز دقیق باشید

دقت یک مشخصه کلیدی است که باید در انتخاب یک کنتور به اندازه کافی نیازهای پروژه شما را برآورده کند. بعضی از این تجهیزات شاید برای کار شما مناسب نبوده یا انتخابش برای بودجه شما بدون صرفه باشد. پس قبل از انتخاب تجهیز برای کسب و کار خود حتما پارامترهای بالا را در نظر بگیرید و یا از شرکتی که دارای تخصص در این زمینه است مشاوره بگیرید!

انتخاب محل نصب مناسب فلومتر

فلومتر مناسب را انتخاب کنید که دقیقا تمام نیازهای کاربرد شما را برآورده کند. عناصر زیادی از یک برنامه کاربردی وجود دارد که می‌تواند بر اینکه یک فلومتر دقت اعلام شده کارخانه را ارائه دهد یا خیر، تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، اگر دبی متری را انتخاب کنید که برای عملکرد صحیح به لوله های پر و بدون حباب نیاز دارد و شما لوله را نیمه پر اجرا کنید و یا حباب و فوم داشته باشد، دقتی که ساخته شده را ارائه نمی دهد. حتی در مواردی اصلا کار نکند.

سیالهایی با شدت دبی پایین‌تر از محدوده حداقل فلومتر نیز می‌تواند باعث کاهش دقت تجهیز شود یا باعث شود که دستگاه کارایی لازم را نداشته باشد. برای کارکرد صحیح فلومتر را بصورت عمودی با عبور مایع از پایین به بالا نصب کنید.

مطمئن شوید که همه تجهیزات سالم هستند

برای فلومترهایی که با ابزارهای مکانیکی اندازه گیری می‌کنند، اگر دقت شروع به کاهش کرد، بررسی کنید که عناصر عملکردی تجهیز بخطر نیفتاده باشند. برخی از کنتورها به اندازه کافی ساده هستند که می‌توانند براحتی توسط کاربر تعمیر شوند. اما فلومترهای مغناطیسی، ورتکس و کوریولیس آنقدر پیچیده هستند که باید برای تعمیر به کارخانه بازگردانده شوند.

دبی متر را مطابق با توصیه های سازنده کالیبره کنید

برخی از فلومترها از همان ابتدا نیازمند کالیبراسیون هستند. بعضی نیز ساده هستند و اساساً می‌توان آنها را در محل نصب نیز کالیبره کرد و برخی نیاز به حذف از سیستم دارند تا به آزمایشگاه ارسال ‌شوند.

علایم و اختصارات فلومتر

درصد مقیاس کامل %FS

درصد نرخ فلو %R یا RD

دهانه کالیبره شده %CS

حد بالای محدوده %URL

درصد ارزش اندازه گیری شده %MV

کدام فلومتر دقیق تر است؟

دقیق ترین دبی سنج ها دبی سنج جرمی کوریولیس هست. با این حال، اینها برای همه کاربرد ها مناسب نیستند زیرا بسیار گران و معمولاً بزرگ هستند. کوریولیس ها برای موارد استفاده سطح پایین، بیش از حد کامل هستند.

فلومترهای مغناطیسی، التراسونیک و جابجایی مثبت معمولاً دقت بالاتری نسبت به فلومترهای پروانه‌ای و توربینی دارند. با این حال، برای نیازهای کاربردی دقیق شما، یک فلومتر پره ای ساده در مواردی دقت کافی با صرفه جویی در هزینه را ارائه دهد.

فلومترهای مغناطیسی و التراسونیک عموماً گرانتر از کنتورهای مکانیکی هستند، اما بسیاری از ویژگی‌هایی را ارائه می‌دهند که دبی سنج های مکانیکی ندارند. فناوری آنها حاوی قطعات متحرکی نیست که دچار سایش یا فرسایش شوند و تعمیر و نگهداری آنها کمتر و طول عمر این تجهیزات بیشتر است.

سوالات متداول دبی سنج

فلومتر چیست و در کجا استفاده می‌شود؟

برای اندازه‌گیری مقدار عبور سیالات از داخل خطوط لوله در یک دوره زمانی معین از فلومتر استفاده می‌شود. فلومتر ها عمدتا در مصارف خانگی و صنعتی کاربرد دارند. این تجهیزات با نام‌های دیگری مانند: دبی سنج، مس فلومتر، نشانگر جریان، جرم سنج و کنتور در بازار ایران شناخته شده است.

دقت فلومتر‌های ورتکس چقدر است؟

فلومترهای گردابی نیز می‌توانند دقت بالایی ارائه دهند، دقت دبی متر گردابی معمولی از 0.7٪ تا 2.5٪ است.

کدام فلومتر دقت بیشتری دارد؟

دقیق ترین دبی سنج، جرمی کوریولیس هست. با این حال، برای همه کاربرد ها مناسب نیست زیرا بسیار گران و معمولاً بزرگ هستند. بعد از کوریولیس بترتیب فلومتر های مغناطیسی، ورتکس و التراسونیک از دقت بالایی برخوردار هستند.

مس فلومتر چیست؟

یکی از انواع فلومترها که جرم عبوری سیال را بصورت دقیق اندازه‌گیری می‌کند، مس فلومتر (mass flowmeter) می‌باشد. فلومتر جرمی کوریولیس و فلومتر حرارتی هر دو از این نوع هستند و جرم سیال را با استفاده از اینرسی و انتقال حرارت می‌سنجند.

انواع فلومتر کدامند؟

فلومتر کوریولیس، فلومتر جابجایی مثبت یا DP، فلومتر مغناطیسی، فلومتر التراسونیک، فلومتر چند فازه، فلومتر ورتکس یا گردابی، فلومتر اوریفیس، روتامتر، فلومتر ونتوری، فلومتر پیتوت، فلومترهای توربینی و پره‌ای (مکانیکال).

نسبت چرخش فلومتر چیست؟

نسبت چرخش یا نسبت توقف یک اصطلاح اندازه‌گیری در فلومتر ها است که نشان می‌دهد فلومتر مورد نظر، قادر به اندازه‌گیری با دقت قابل قبولی است و بعنوان نسبت حداکثر ظرفیت به حداقل ظرفیت تعریف می شود. برای بهتر متوجه شدن این قضیه یک مثال را بررسی می‌کنیم: دستگاهی با حداکثر خروجی 10 واحد و حداقل خروجی 2 واحد دارای نسبت چرخش 5 است. این اصطلاح معمولاً برای دستگاه های اندازه گیری در نیروگاه‌های احتراق مانند بویلرها استفاده می‌شود.
یک فلومتر جرمی حرارتی دارای نسبت چرخش 1000:1 است. اورفیس ها نیز دارای نسبت چرخش عملی 3:1 است. یک توربین متر دارای نسبت چرخش 10:1 است. دبی سنجهای التراسونیک چند مسیره اغلب دارای نسبت چرخش عملی 50:1 هستند. فلومترهای جابجایی مثبت دورانی بسته به سازنده و کاربرد، بین 10:1 تا 80:1 و همچنین روتامترها دارای نسبت چرخش 80:1 دارند.

نحوه انتخاب فلومتر برای گازها را توضیح دهید؟

در انتخاب فلومتر برای گازها اگر انتظار می رود بازه دبی گازی که باید اندازه گیری شود بین 100.000 مترمکعب و 1.000.000 مترمکعب متغیر باشد. یعنی این فرآیند دارای نسبت کاهش حداقل 10:1 است. بعبارتی دبی سنج به نسبت چرخش TR حداقل 10:1 نیاز دارد. فرمول بدست آوردن نسبت چرخش نیز بصورت TR=Q (max)/Q (min) محاسبه می‌گردد.
Typical turndown ratio of various meter types هم به نسبت چرخش عملی معروف است. این نسبت نیز برای انواع دبی سنج ها می‌تواند متفاوت باشد، اما معمولاً در محدوده 10:1 تا 1000:1 قرار دارد.

دقت فلومتر کوریولیس چقدر است؟

دقت دبی سنج کوریولیس که یکی از فوق العاده دقیقترین دستگاه برای اندازه گیری دبی است. اغلب برای تأیید صحت سایر دبی سنج ها با نصب همزمان آنها و مقایسه مقادیر اندازه گیری شده استفاده می‌شوند. دقت کوریولیس مترها از 0.1٪ تا 0.5٪ متغیر است.

دقت دبی مترهای التراسونیک چگونه است؟

دقت فلومتر التراسونیک بسیار بالاست و معمولا از 0.7٪ تا 1٪ است.

فلومتر پزشکی چیست؟

فلومتر اکسیژن در پزشکی ابزاری برای تنظیم مقدار اکسیژن مصرفی بیماران است. اجزای این دستگاه عبارتند از: مانومتر، تنظیم کننده فلو، بطری رطوبت ساز و شیر ایمنی. این دستگاه در اکثر بیمارستان‌ها و مراکز درمانی بوفور یافت می‌شود.

دقت دبی سنج‌های مغناطیسی چقدر است؟

دبی سنج های مغناطیسی دقت بالایی را برای مایعات رسانا ارائه می‌دهند و دقتی در حدود 0.2٪ تا 2٪ است.

چگونه با استفاده از دبی سنج حجمی بتوانم جرم سیال را نیز اندازه بگیرم؟

اگر می‌خواهید حجم سیال خود را به جرم تبدیل کنید، باید فشار و دما را نیز اندازه بگیرید و برای محیط مورد نظر جدول چگالی داشته باشید، زیرا چگالی (دانسیته) به هر دو نیز بستگی دارد. هنگامی که دما افزایش می یابد، گاز یا مایع منبسط می شود و چگالی کاهش می یابد البته در همان حجم، فضای کمتری وجود دارد. وقتی فشار افزایش می‌یابد برعکس این قضیه اتفاق می‌افتد.

دقت روتامتر چقدر است؟

دبی سنج‌های منطقه متغیر که به نام روتامتر نیز شناخته می شوند، بسته به نوع آن، در محدوده 1.6٪ تا 5٪ متغییر است.

استریت ران streaight run چیست؟

به مجموع فاصله آپ استریم و دان استریم، استریت‌ران گفته می‌شود.

آپ استریم در فلومتر چیست؟

به طول فاصله تجهیزی که قبل از اوریفیس نصب می‌شود، آپ استریم (upstream) گفته می‌شود. البته فراموش نکنید که آن قطعه حتما باید ایجاد تلاطم بکند. در بازه آپ استریم از لحاظ استاندارد مجاز نیستیم قطعه‌ی دیگری را قرار دهیم. این فاصله تا اوریفیس 6d

دقت فلومتر توربینی چقدر است؟

دقت در این تجهیزات بین 1.5٪ تا 5٪ است.

دان استریم در فلومتر چیست؟

به فاصله 5d بعد از اوریفیس فلومتر را دان استریم (downstream) می‌گویند. چون در خروجی فلومترهای ونتوری سیال سریعتر از اوریفیس به حالت خطی می‌رسد، مجاز هستید کمتر از 5d در نظر بگیرید. (در اینجا d قطر پایپ هست)

اوریفیس‌ها برای چه نوع پایپ لاین‌هایی مناسب هستند؟

برای لاین های 2 تا 24 اینچ متاسب هستند.

دقت فلومتر‌های چرخ پارویی و چرخ اورشات چقدر است؟

دقت دستگاههای چرخ پارویی تا حدودی متوسط است زیرا معمولاً از 2.5٪ تا 5٪ متغیر است. دبی سنج های چرخ پلتون، که نوع خاصی از تجهیزات چرخ پارویی هستند، دقت بالاتری نسبت به فلومترهای استاندارد چرخ اورشات، با محدوده معمولی 1.5٪ تا 3٪ ارائه می‌دهند.

دقت برای فلومتر‌های جابجایی مثبت چند است؟

دقت دستگاه جابجایی مثبت یا DP نسبت به قیمت آن بسیار خوب است. معمولا نسبت به نوع از 0.1٪ تا 2.5٪ متغیر است.

دقت برای فلومترهای حرارتی چیست؟

بین 1٪ تا 3٪ است.

دقت در فلومترهای اوریفیس فشار دیفرانسیل چقدر است؟

دقت دبی سنج دیفرانسیل فشار دیفرانسیل معمولاً به اندازه دیگر از انواع فناوری‌ها بالا نیست، معمولاً بین 3 تا 5 درصد متغیر است. اما مزایای قابل توجهی را برای زمینه های کاربردی خاص ارائه می‌دهد.

میتر ران (meter run) چیست؟

یکی از راه حل‌های تست شده اوریفیس هست که برای پایپ‌های با سایز زیر دو اینچ (ا یا 1/2 اینچ) استفاده می‌گردد. متر ران بصورت یک تجهیز کامل بصورت استوانه‌ای دوسر فلنجی ساخته می‌شود. متر ران ها برای سیال‌های با سرعت پایین کاربرد دارد. طول تقریبی متر ران 1 متر است.

چگونه می‌توان اطمینان حاصل کرد که فلومترهای نصب‌شده در محیط‌های با لرزش بالا دچار نوسان خوانش نمی‌شوند؟

برای حل این مشکل، استفاده از اتصالات ضد ارتعاش و نصب فلومتر روی پایه‌های ضد لرزش توصیه می‌شود. همچنین برخی از فلومترها مانند مدل‌های کوریولیس دارای تنظیمات پیشرفته برای جبران لرزش هستند. انتخاب فلومترهای دارای فیلترهای داخلی سیگنال نیز می‌تواند تاثیرات لرزش را کاهش داده و پایدارسازی خوانش را تضمین کند.

چه پارامترهایی در سیال بر دقت اندازه‌گیری فلومترهای جرمی تاثیر مستقیم می‌گذارند؟

پارامترهای ویسکوزیته، چگالی، دما و ترکیب شیمیایی سیال، از جمله عوامل اصلی تاثیرگذار بر دقت فلومترهای جرمی هستند. این پارامترها تغییرات در نیروی وارده بر سنسورها ایجاد کرده و به این ترتیب دقت اندازه‌گیری را تحت تاثیر قرار می‌دهند. برای بهینه‌سازی، پیش از اندازه‌گیری، مشخصات سیال را تعیین کرده و از فلومترهای کالیبره‌شده برای شرایط خاص سیال استفاده کنید.

فلومترهای کوریولیس برای چه نوع گازهایی نیاز به تنظیمات خاص دارند و چگونه این تنظیمات انجام می‌شود؟

فلومترهای کوریولیس برای گازهای با چگالی پایین یا سیالات با ترکیب پیچیده نیاز به تنظیمات خاصی دارند. این تنظیمات معمولاً شامل تنظیمات حساسیت سنسور و کالیبراسیون مجدد برای چگالی سیال مورد نظر است.

چگونه می‌توان فلومترهای الکترومغناطیسی را در خطوط دارای تغییرات دمایی زیاد کالیبره و پایدار کرد؟

فلومترهای الکترومغناطیسی حساسیت بالایی به تغییرات دمایی دارند. برای کالیبراسیون پایدار در خطوط دارای تغییرات دمایی، باید از سیستم‌های خنک‌کننده استفاده شود یا فلومتر به دور از منابع حرارتی قرار گیرد. در برخی موارد، استفاده از فلومترهای جبران‌کننده دما توصیه می‌شود که دقت اندازه‌گیری را حتی در دماهای متغیر حفظ می‌کنند.

آیا امکان خطای قرائت در فلومترهای حرارتی هنگام اندازه‌گیری سیالاتی با ضریب حرارتی متغیر وجود دارد؟

بله، فلومترهای حرارتی نیز با تغییرات ضریب حرارتی سیال دچار خطا می‌شوند، زیرا پایه اندازه‌گیری این فلومترها بر مبنای حرارت است. برای بهبود دقت در چنین شرایطی، می‌توان از فلومترهای با قابلیت جبران حرارتی استفاده کرد یا ضریب حرارتی سیال را بطور دقیق در پارامترهای مربوطه وارد نمود.

چگونه نرخ جریان در فلومترهای کانال باز در شرایط محیطی با رطوبت بالا و فشار پایین تغییر می‌کند؟

رطوبت بالا و فشار پایین باعث تجمع میعانات یا بخار در فلومترهای کانال باز می‌شود. این امر دقت اندازه‌گیری را کاهش می‌دهد. برای رفع این مشکل، استفاده از سنسورهای مقاوم به رطوبت و فشار مناسب توصیه می‌شود.

آیا فلومترهای جرمی می‌توانند نرخ فلوی گازهای با ترکیب شیمیایی متفاوت را دقیق اندازه‌گیری کنند؟

بله، اما فقط در صورتی که فلومتر به نوع و چگالی گاز، کالیبره شده باشد. همچنین تغییر ترکیب شیمیایی گاز می‌تواند بر دقت اثرگذار باشد. بهتر است برای هر نوع گاز از فلومترهای کالیبره شده استفاده شود یا از تجهیزاتی که بصورت خودکار چگالی گاز را شناسایی کرده و در ضرایب تشخیص اضافه می‌کنند استفاده کنید.

کدام فلومتر برای اندازه‌گیری دبی گاز در محیط‌های دارای گازهای خورنده ایده‌ال است و چرا؟

فلومترهای کوریولیس و التراسونیک بدلیل عدم تماس مستقیم با گاز، برای اندازه‌گیری فلو گازهای خورنده مناسب‌تر هستند. این فلومترها قطعات متحرک ندارند و خورندگی گاز تاثیری بر عملکرد آن‌ها نمی‌گذارد.

چگونه نصب فلومترها در لوله‌های دارای انحنا بر نتایج خوانش تأثیر می‌گذارد؟

نصب فلومترها در نزدیکی انحنای لوله می‌تواند باعث ایجاد جریان‌های آشفته در سیال شده و دقت اندازه‌گیری را تحت تاثیر قرار دهد. هنگامی که سیال از انحنا عبور می‌کند، نوساناتی در گردش آن بوجود می‌آید که موجب اختلال در خوانش دقیق فلومتر می‌شود. برای حل این مشکل، پیشنهاد می‌شود فلومتر با فاصله‌ی حداقل ۵ تا ۱۰ برابر قطر لوله نصب شود تا سیال به حالت پایدار و خطی باز گردد. در مواقعی که فاصله‌دهی امکان‌پذیر نیست، می‌توان از تثبیت‌کننده‌های دمایی (Flow Conditioners) استفاده کرد. رعایت این نکات دقت فلومتر را تضمین کرده و نیاز به تنظیمات و تعمیرات مکرر را کاهش می‌دهد.

منبع : فلومتر چیست؟ 

تنها تعداد انگشت شماری از صنایع وجود دارند که مشابه صنعت سیمانی و مصالح ساختمانی، به تجهیزات ابزار دقیق برای نظارت بر فشار و دما نیاز داشته باشند. سیمان بعد از آب دومین ماده پر مصرف روی زمین است. تولید کنندگان سیمان در سال 2020 بالغ بر 5.17 میلیارد تن سیمان تولید کرد و انتظار می‌رود این بازار از سال 2021 تا 2026 هر سال 3.3 درصد رشد کند. یعنی 6.08 میلیارد تن سیمان تا سال 2026 باید تولید شود.

بطور خلاصه، فرآیند تولید سیمان با استخراج سنگ آهک و خاک رس از معدن آغاز می شود. سپس مواد به یک سنگ شکن منتقل می شود که در آن اندازه ذرات کاهش می یابد و با مواد دیگر مخلوط می شود. پس از این، مواد خام به آسیاب غلتکی و خط کوره منتقل می شود و در آنجا با افزودن مواد افزودنی خالص گران قیمت با مواد فعلی ترکیب می شود و سپس خشک می شود، آسیاب می شود و در کلینکر گرما می‌بیند. این مرحله برای کیفیت نهایی سیمان اساسی است و اختلاط دقیق الزامی است. در نهایت، کلینکر خنک می شود، ترکیب عنصری بوسیله دستگاههای آزمایشگاهی تعیین و برای ذخیره سازی یا حمل و نقل به ذرات ریز آسیاب داده می‌شود.

چالش و دغدغه اصلی در تولید سیمان عبارت است از، حفظ ترکیب مواد خام و ثابت نگه داشتن کیفیت محصول نهایی است. غلبه بر این موضوع فقط با تجزیه و تحلیل محصول و اصلاح فرآیند تولید با تجهیزات دقیق و بروز امکان پذیر است.

در صنعت سیمان و مصالح ساختمانی، هر نوع مخزن و سیلویی یافت میشود: از مخازنی با شرایط جهنمی گرفته تا سیلوهای بسیار مرتفع و نیز مخازن دارای مواد کلوخه ای که میتوانند در مدت زمانی بسیار کوتاه، هر تجهیزی را نابود کنند. با توجه به موارد گفته شده، تخصص، مشاوره و دقت در خرید، حرف اول را در زمینه تجهیزات ابزار دقیق این صنعت می‌زند. از همین رو، در این مقاله به مهمترین انواع مخازن در صنایع سیمان پرداخته و مناسب ترین تجهیز اعم از لول سوئیچ و سطح سنج راداری برای آن ها را پیشنهاد خواهیم نمود. در ادامه این مطلب با آداک فرآیند سپهر همراه باشید!

مراحل تولید سیمان

آسیاب و سنگ شکنی مواد خام

در مراحل اولیه تولید سیمان، ابتدا بایستی سنگ های استخراج شده بزرگ را به سنگریزه تبدیل کنند تا بتوان تغییرات شیمیایی و فیزیکی بعدی را روی مواد اعمال نمود. این کار را سنگ شکن ها بر عهده دارند. انواع سنگ شکن مخروطی، سنگ شکن فکی و آسیاب عمودی، غلطکی مناسب صنایع سیمانی هستند.

برای اینکه کراشرها بتوانند کار خود را به خوبی انجام دهند، سطح مواد درون آن ها نباید از مقادیر خاصی کمتر و یا بیشتر باشد. از همین رو، نظارت بر سطح مواد و نیز اینکه آیا مواد با سرعت مناسبی به سنگ شکن وارد و خارج میشوند یا خیر، اهمیت بسیار زیادی دارد.

بهترین راه حل برای نظارت بر سطح و جریان مواد در سنگ شکن ها، استفاده همزمان از یک لول سوئیچ ماکروویو برای اطمینان از برقرار بودن جریان مواد و یک سطح سنج راداری نسبتا سبک برای تشخیص پیوسته سطح است. برای این منظور، دو تجهیز وگامیپ VEGAMIPR61 و وگاپالس VEGAPULS67 بهترین انتخاب ممکن هستند.

از دو تجهیز ذکر شده، در صنعت سیمان ایران نیز به کرات استفاده شده است. این ابزارها با روش اندازه گیری غیرتماسی، هم طول عمر بسیار بالایی دارند و هم کیفیت نظارتی به شدت مناسبی را فراهم میکنند.

یکی از مواردی که در صنعت سیمان حتما باید بر آن نظارت شود، وجود و یا عدم وجود جریان مواد در تسمه نقاله است. ممکن است ایجاد یک ایراد یا وقفه در ابتدای خط تولید، باعث شود که مواد نتوانند به روی تسمه نقاله ریخته شوند و در نتیجه، فرآیند تولید عملا مختل شود. اما بهترین تجهیز برای نظارت بر جریان جامدات در تسمه نقاله های صنعت سیمان چیست؟

همانطور که قبلا گفته شد، برای این منظور میتوانید از فرستنده و گیرنده های مایکروویو استفاده نمایید. یکی از بهترین مدل های این گیرنده ها، مدل VEGAMIP R61 و T61 است که توسط شرکت بنام، مطرح و آلمانی وگا طراحی شده است. در کنار قیمت بسیار مناسب و طول عمر بالا، این تجهیز کیفیت نظارت فوق العاده بالا در این زمینه را تضمین میکند.

پس از اینکه سنگ های بزرگ در سنگ شکن ها به پودر و سنگریزه تبدیل شدند، با استفاده از کانویر بلت یا همان تسمه نقاله، به بیرون منتقل شده و در فضای باز تلنبار میشوند تا فرآیندهای بعدی روی آن ها انجام شود. در این مرحله، این مواد باید تا ارتفاع خاصی تلنبار شوند؛ وگرنه با مشکلات متعددی روبرو خواهیم بود.از دو تجهیز ذکر شده، در صنعت سیمان ایران نیز به کرات استفاده شده است. این ابزارها با روش اندازه گیری غیرتماسی، هم طول عمر بسیار بالایی دارند و هم کیفیت نظارتی به شدت مناسبی را فراهم میکنند.

لول ترانسمیتر راداری وگاپالس 67 و نیز لول سوئیچ ماکروویو وگامیپ R61، در این زمینه نیز بهترین انتخاب ممکن هستند. VEGAPULS 67 یک لول ترانسمیتر راداری نسبتا اقتصادی است که برای نظارت بر سطح این تلنبارها استفاده میشود؛ در حالی که از وگامیپ R61 برای کسب اطمینان از برقرار بودن جریان مواد استفاده می‌شود. 

رسوب دهنده الکترواستاتیک

از رسوب دهنده الکترواستاتیک برای حذف ذرات مضر در گاز استفاده می‌شود. این دستگاه ذرات ریز مانند گرد و غبار و دود را با استفاده از نیروی بار الکترواستاتیکی القایی به حداقل می رساند یا کلا از جریان گاز خارج می کند.

از آنجایی که رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک کمتر با افت فشار دچار مشکل می‌شوند و قابل گسترش هستند، به طور گسترده در دیگ‌های بخار بزرگ و کارخانه‌های سیمان استفاده می‌شوند. آنها می توانند گازهای بالاتر از 350 درجه سانتیگراد و گازهای بسیار مرطوب را تصفیه کنند. این فیلتر به عنوان فیلتر نهایی عمل می کند که می تواند ذرات حدود 0.05 میکرومتر را حذف کند.

پیش گرم

کنجاله خام قبل از وارد شدن به کوره دوار باید از قبل گرم شود. این مواد خام به مبدل های حرارتی پیش گرمکن که به صورت عمودی تراز شده اند وارد می شود.

هنگامی که از تاسیسات پیش گرمکن عبور می کند، با گاز خروجی از کوره دوار تا دمای 800 تا 900 درجه سانتی گراد گرم می شود. در این فرآیند واکنش شیمیایی در مواد خام رخ می‌دهد و کارایی کلسیناسیون را بهبود می‌بخشد.

ورود به دیگ بخار

دیگ بخار یک فضای بسته است که در آن سیال(عمدتا آب) گرم یا تبخیر می‌شود تا بخار و آب گرم را به تجهیزات یا تأسیسات دیگر برساند. از آتش، گاز یا الکتریسیته با دمای بالا به عنوان منبع حرارتی دیگ‌ها استفاده می‌شود.
دیگ آب لوله ای از دو عدد درام که در بالا و پایین قرار گرفته اند، توسط تعدادی لوله آب به یکدیگر متصل می شوند که آب از طریق آنها به گردش در می آید. لوله ها توسط گاز گرم شده تا برای تولید بخار آماده شود.

دودکش و اینجکتور فن

اینجکتور فن با مکش گازهای سوخته شده درون کوره و انتقال آن به دودکش موجب تسریع در فرایند سوخت و ساز کوره می‌شود.

سپس از دودکش خارج می شود تا در جو رقیق شود. ارتفاع دودکش باید پس از در نظر گرفتن تأثیر آب و هوا، جغرافیا و ساخت و ساز مجاور و گسترش مواد تعیین شود. در این راستا تجهیزات پایش آلودگی هوا ضروری است.

کوره دوار

برای تبدیل سنگ آهک به آهک زنده، از کوره های پخت آهک استفاده میشود که دمای این کوره ها به بیش از 800 درجه میرسد. در اینکه اندازه گیری سطح در این کوره ها تا چه اندازه ضروری است، هیچ شکی نیست. اما چه تجهیزی میتواند دمایی تا این حد بالا را تحمل نماید؟

کوره دوار یک لوله فلزی بزرگ با روکش آجری به عرض 3 الی 5 متر و طول 30 الی 60 متر و در هر دقیقه 3 الی 5 دور می‌چرخد ​​و مواد خام از مناطق با گرمای کمتر به طرف کوره و به سمت شعله جریان می یابد.
کنجاله خام در حین چرخاندن تا دمای 1450 درجه سانتیگراد گرم می شود. برای تشکیل کلینکر سیمانی با هوای خنک سرد می شود و هوای گرم موجود در کولر برای صرفه جویی در مصرف سوخت و انرژی به پیش گرمکن بازگردانده می شود.

مناسب ترین راه حل برای اندازه گیری سطح مواد در مخازن پخت آهک (Lime kiln) رادار لول ترانسمیتر وگاپالس 68 است. این تجهیز فوق العاده با برد 75 متری، توانایی تحمل دمایی بسیار بالا، امکان انتخاب انواع آنتن مقاوم به دما و نیز دقت اندازه گیری بسیار مطلوبی دارد که دقیقا برای این نوع مخازن مناسب است.

آسیاب نهایی سیمان

مخازن خنک کننده کلینکر نقشی بسیار اساسی در فرآیند تولید سیمان و مشتقات آن دارند. در این مخازن، موادی با دمای بسیار بالا که معمولا به 1200 درجه سانتیگراد میرسد، تا دمای حدود 200 درجه خنک شده و برای مراحل بعدی آماده میشوند.

در این خنک کننده ها، بایستی به سطح دو ماده توجه اساسی گردد: اولی مقدار فشار در بخش خنک کننده و دومی سطح مواد در بخش داغ. سوال اینجاست: بهترین انتخاب به عنوان تجهیز اندازه گیری سطح برای هر یک از بخش ها چیست؟همانطور که گفته شد، وگاپالس 68 یک انتخاب بسیار مناسب و ایده آل برای محیط های بسیار جهنمی است. در مورد خنک کننده کلینکر نیز این تجهیز نه تنها عملکردی بسیار مطمئن دارد، بلکه به علت طراحی شدن برای چنین شرایطی، برای سالیان سال نیازی نخواهد بود که به تهیه تجهیز جدید فکر کنید!

برای اندازه گیری فشار در مخازن کلینکر، انتخاب بسیار مناسب ترانسمیتر فشار وگابار 82 است. این تجهیز با قابلیت تحمل فشار تا 100 بار و دمای 150 درجه، علاوه بر اقتصادی بودن، به دلیل ساخته شدن از آلیاژهای ناب آلمانی و تکنولوژی روز دنیا، بالاترین کیفیت نظارتی را تضمین خواهد نمود.

سیلوهای بزرگ ذخیره مواد اولیه

برای جلوگیری از توقف خط تولید در صورت ایجاد مشکل در زمینه تامین مواد اولیه، معمولا سیلوهای بزرگی با ارتفاع بیشتر از 20 متر در کارخانه های سیمان وجود دارد که کار ذخیره مواد خام را برعهده دارند. 

طبیعتا اهمیت نظارت بر سطح به منظور حصول اطمینان از عدم سرریز و نیز خالی نبودن سیلوهای ذخیره، بر هیچکسی پوشیده نیست. اما برای این منظور، چه نوع سنسورهای سطحی مناسب تر هستند؟

به دلیل اینکه معمولا ذخایر موجود در این سیلوها متشکل از کلوخه ها و توده های بزرگ هستند، بایستی از تجهیزاتی استفاده کنیم که یا به طور غیرتماسی سطح را اندازه گیری میکنند و یا از استحکام بسیار بالایی برخوردار هستند.

جالب است بدانید بسیاری از مدیران فنی حرفه ای، ترجیح میدهند در این مخازن برای کیفیت نظارتی بیشتر، از دو نوع سطح سنج استفاده کنند. 

نوع اول غالبا یک لول ترانسمیتر راداری است که قابلیت نظارت پیوسته بر سطح را فراهم میکند. نوع دوم نیز معمولا یک لول سوئیچ است که حتی در صورت خرابی و یا مشکل احتمالی برای لول ترانسمیتر، بتواند پر بودن مخزن را گزارش دهد.

بهترین تجهیزات اندازه گیری سطح برای این منظور، لول سوئیچ خازنی وگاکپ 65 و لول ترانسمیترهای راداری وگاپالس 67 و وگاپالس 69 هستند. وگاکپ 65، یک لول سوئیچ خازنی با پروب سیم بکسلی قدرتمند است که میتواند در مقابل محکم ترین ضربه ها و نیز سایش ایجاد شده توسط کلوخه ها به خوبی مقاومت کند. 

اما چه چیزی تعیین میکند که به عنوان یک سنسور سطح راداری، پالس 67 مناسب تر است یا 69؟ جواب بسیار ساده است: ارتفاع!

وگا پالس 67 تجهیزی کاملا اقتصادی است، اما برد آن در حدود 15 متر میباشد. در مقابل، وگاپالس 69 قیمت بیشتری دارد اما میتواند ارتفاع مواد را تا 120 متر با ضریب خطای تنها 2 میلیمتری اندازه گیری کند که آمار شگفت انگیزی محسوب میشود.

سیلوهای بافر و تولید

پس از طی کردن کراشر و نیز دریافت تایید کیفیت، سنگریزه ها و پودرها برای انجام عمیات بعدی به سیلوهای بافر و پیش تولید منتقل میشوند. این سیلوها نیز معمولا ارتفاعی بیش از 20 متر دارند و نظارت بر سطح در آن ها اهمیت بسیار زیادی برخوردار است تا اطمینان حاصل کنیم که امر تولید با مشکل مواجه نمیشود.

پرکننده بونکر سیمان

در نهایت، پس از تکمیل تولید، لازم است تا سیمان تولیدی را به بونکرهای سیمان منتقل کنیم تا به دست مصرف کننده برسد. از آنجایی که ممکن است بعدا موادی به مخزن بونکر اضافه شود و لازم است تا مخزن را تا حد خاصی پر کنیم، باز هم به یک سطح سنج کاملا مطمئن نیاز خواهیم داشت.

در صنعت ایران، معمولا از یک لول سنج لرزشی برای این منظور استفاده میشود. مناسب ترین لول سنج دیاپازونی در این زمینه، لول سوئیچ دیاپازونی وگاویو 61 است؛ ولی اخیرا ماجرا کمی پیچیده تر شده است!

اخیرا با ورود لول ترانسمیترهای راداری ارزان قیمت با تکنولوژی امواج 80 گیگاهرتزی به بازار، بسیاری از مدیران کارکشته ترجیح میدهند لول سوئیچ دیاپازونی را با این تجهیز نوین جایگزین کنند. اما دلیل این موضوع چیست؟

لول ترانسمیترهای راداری 80 گیگاهرتزی سری Basic وگا برای مخازن پرکننده بسیار مناسب است و قیمت خرید آن از 2 دستگاه لول سوئیچ خازنی یا دیاپازونی پایین‌تر است. همچنین به علت اندازه گیری غیرتماسی طول عمر بیشتری را دارا هستند. از طرف دیگر، این تجهیزات با دقت و کیفیت بیشتری عمل تشخیص سطح را انجام میدهند. به همین دلیل، توصیه میکنیم برای این منظور تجهیزاتی نظیر وگاپالس های سری 20 و 30 را نیز در نظر داشته باشید!

سخن نهایی

تولید پایدار سیمان نیازمند یک رویکرد کاملاً یکپارچه است که کل کارخانه شما را در بر می‌گیرد. مشاوران فنی آداک فرایند سپهر به شما کمک خواهند کرد تا با چالش‌های تعیین‌کننده در بازار امروز، با افزایش کیفیت و قیمتی رقابتی محصولتان را تولید و بفروش برسانید.

سعی ما در این مطلب بر این بوده که مهمترین و پرکاربردترین مخازن در صنعت سیمان را به همراه سطح سنج ها و فشارسنج های به کار رفته در آن ها، توضیح دهیم. با این وجود، همانطور که میدانید، بحث انتخاب تجهیز موضوعی به شدت تخصصی و پیچیده است و معیارهای بسیاری در این زمینه بایستی در نظر گرفته شود.

اگر سوال و یا مشکلی در ارتباط با مطالب گفته شده در این مقاله دارید، حتما در بخش نظرات با ما در میان بگذارید. از اینکه در این مطلب از وبسایت آداک فرآیند سپهر با ما همراه بودید، سپاسگزاریم!

به خاطر داشته باشید آداک فرآیند سپهر به عنوان تخصصی ترین مرکز تامین تجهیزات ابزار دقیق در ایران، همواره در کنار شماست. برای دریافت مشاوره رایگان، انتخاب و خرید تجهیز، یک پیام و یا تماس کافیست تا شما نیز به جمع مدیران حرفه ای بپیوندید که به ما اعتماد کرده‌اند.

منبع : تجهیزات مورد نیاز صنعت سیمان

وقتی صحبت از تکنیک‌های اندازه‌گیری و تشخیص سطح به روش های غیر‌تماسی و پیوسته به میان می‌آید، روش راداری و التراسونیک، دو فناوری رایج و کاربردی در این زمینه هستند. همانطور که میدانیم انواع لول ترانسمیتر بر دو نوع است، تماسی و غیر تماسی، در این مقاله منظور از ترانسمیتر راداری غیرتماسی بررسی می‌شود.

از تفاوت های بارز ترانسمیتر راداری و التراسونیک میتوان به این موارد اشاره کرد: سنسورهای التراسونیک برای اندازه‌گیری سطح با روش ساده‌تر و در فرایندهایی که تغییرات شرایط، ناچیز می‌باشد، مناسب‌تر هستند در حالی که سنسور‌های راداری برای محیط‌هایی با شرایط فرایندی بسیار خشن طراحی شده‌اند.

مزایای استفاده از لول ترانسمیتر راداری در مقابل لول ترانسمیتر التراسونیک

همانطور که می‌دانیم سطح‌ سنج راداری از امواج ماکروویو یا الکترو‌مغناطیسی برای تشخیص مقدار سطح مخازن وسیلو‌ها بهره می‌برد و سطح سنج التراسونیک از امواج الکترو‌مکانیکی (صوتی) نسبت به تشخیص سطح مواد درون مخازن استفاده می‌نماید.

از هر دو فناوری راداری و التراسونیک برای کاربردهای مشابه در صنایع استفاده می‌شود و هر دو نوع دستگاه تقریبا از اصول مشابهی برای اندازه‌گیری سطح استفاده می‌کنند. با این حال، هر یک از این فناوری‌ها در کاربردهای مختلف در جایگاه خود، حائز اهمیت هستند.

در این بحث سعی کرده‌ایم سنسور راداری را با سنسور التراسونیک برای اندازه‌گیری سطح مایعات و جامدات مقایسه کنیم. به عنوان فردی که تصمیم دارد از این تکنیک‌ها استفاده کند، قطعا باید هنگام انتخاب یک روش اندازه‌گیری سطح، متغیرهای زیادی را در نظر داشته باشد.

در این مقاله از آداک فرایند سپهر، نحوه عملکرد هر فناوری نسبت به تکنیک‌های دیگر مورد بحث قرار خواهد گرفت. با ما همراه باشید.

فناوری رادار و التراسونیک برای اندازه‌گیری سطح چگونه کار می‌کنند؟

ترانسمیتر رادار و التراسونیک، به طور مشابه عمل می‌کنند، به این مفهوم که اصول کارکرد هر یک تقریبا مشابه است. ابزار سنجش سطح در هر دو تکنیک رو به پایین است و سیگنال ارسالی توسط سطح سیال، منعکس می‌شود.

در این روش‌ها، سنسور الکترونیکی بر اساس زمان پرواز (TOF) محاسبه‌ها و اندازه‌گیری را انجام می‌دهد. فرکانس و طول موج امواج التراسونیک معمولا بین 20 کیلو هرتز تا 1 گیگا هرتز است.

زمان پرواز (TOF) در لول سنج‌ها چست؟

مدت زمانی که، امواج از لحظه ارسال تا منعکس شدن از روی سطح مواد و رسیدن به خود سنسور طول می‌‎کشد را زمان پرواز می‌گویند.

شاید شما هم در انتخاب سطح سنج‌ها با حروف اختصاری K – X – Ka – C و W مواجه شده‌ باشید و این حروف اختصاری ذهنتان را درگیر کرده باشند. برای آشنایی با حروف اختصاری مربوط به سطح‌ سنج‌های راداری در ادامه به شرح آنها می‌پردازیم:

انواع فرکانس سطح‌ سنج راداری

C_band به مفهوم سنسور راداری که در طول موج 6 گیگا هرتز کار می‌کند

K_band در طول موج 26 گیگاهرتز کار می‌کند

X_band در طول موج 10 گیگاهرتز کار می‌کند

Ka_band در طول موج 40-27 گیگاهرتز کار می‌کند

W_band در طول موج 85-75 گیگاهرتز کار می‌کند

نوع و شکل سیگنال مورد استفاده در این تکنیک‌ها بسیار متفاوت است. در ادامه با توجه به مشخصات و تعریفات سنسور راداری و التراسونیک اقدام به مقایسه اندازه‌گیری سطح به روش التراسونیک و روش راداری، می‌پردازیم:

لول ترانسمیتر راداری برای تشخیص و اندازه‌گیری سطح

امواج ریز موج رادار، در واقع امواج الکترومغناطیسی هستند؛ به این معنی که برای انتقال سیگنال‌ها به محیط فیزیکی نیازی ندارند و امواج رادار می‌توانند در خلأ نیز حرکت کنند. به همین دلیل است که سیگنال های راداری تحت تأثیر شرایطی همچون دما، فشار و نوع مواد فرآیند (به شرایط محیطی که سنسور در آنجا نصب می‌شود) قرار نمی‌گیرند. حتی کف و بخارات ناشی از مواد تاثیری بر روی دقت اندازه‌گیری ندارند.

این فناوری، لول ترانسمیتر رادار را به یک تکنیک اندازه گیری سطح بی‌رقیب تبدیل می‌کند که به صورت گسترده در صنایع برای تشخیص سطح طیف وسیعی از مواد مایع و جامد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سنسورهای رادار با استفاده از فرکانس 80 گیگاهرتز، دارای زاویه پرتویی بسیار باریک هستند؛ چیزی در محدوده 3 الی 8 درجه (بستگی به مدل رادار دارد). این اندازه به این معنا است که بیشتر انرژی سیگنال رادار در یک منطقه کوچک متمرکز است و این باعث می‌شود که رادار مثل یک هوش مصنوعی حرکت‌های همزن یا میکسر را فیلتر می‌کند و در خروجی سنسور راداری سیگنال بسیار مطلوبی ارسال می‌کند.

همچنین تمرکز ویژه پرتوی رادار هر نویز یا بازتاب ناخواسته مزاحم را به حداقل می‌رساند.

روش التراسونیک برای اندازه‌گیری سطح

امواج سنسور التراسونیک از نوع امواج مکانیکی است، به این معنی که برای عبور و و انتقال، به یک محیط فیزیکی نیاز دارند. در اکثر موارد، این محیط فیزیکی همان هوای اطراف یا محیط داخل مخزن است. سرعت سیگنال التراسونیک بستگی به محیطی دارد که از آن عبور می‌کند.

سرعت انتشار امواج صوتی سطح سنج التراسونیک، وابستگی زیادی به درجه حرارت هوا، فشار، چگالی، نویز و ترکیب گاز محیطی که در آنجا نصب شده است، دارد. پس اگر هر یک از این خصوصیات در حین فرآیند در حال تغییر باشد، می تواند منجر به خطاهای اندازه گیری گردد.

برخلاف فرکانس و طول موج سنسور رادار، فرکانس التراسونیک، بیشتر تابعی از محدوده اندازه گیری است؛ فرکانس های بالا برای اندازه‌گیری مسافت‌های طولانی‌تر و فرکانس‌های پایین برای اندازه‌گیری فواصل کوتاه‌تر. از این مطلب نتیجه می‌گیریم که این ترانسمیتر برای مخازنی با ارتفاع بالا مناسب نیست.

برخی از سطح سنج های التراسونیک می‌توانند سیگنال‌های خود را به اندازه زاویه پرتو، تقریبا در حدود 4 یا 5 درجه متمرکز کنند، اما به دلیل شکل و نوع امواج صوتی، در قسمت سنسور احتمالاً بازتاب‌های ناخواسته را نیز از درون مخزن، خواهیم داشت. این بدان معنی است که دقت اندازه‌گیری سیگنال های دریافتی، بسیار کاهش پیدا خواهد کرد.

ارتباط مستقیم اندازه مخزن و نوع مواد در انتخاب روش‌های اندازه‌گیری

برای انتخاب بهتر سنسور برای اندازه‌گیری سطح، باید شکل، اندازه و مواد داخل مخزن را به دقت شناسایی کنید. این بررسی‌ها درک بهتری از انتخاب نوع روش اندازه‌گیری برای کاربرد شما فراهم خواهد کرد. سپس با تعیین محل و نحوه نصب سنسور می‌توان اندازه‌گیری دقیق و قابل اطمینان‌تری از سطح بدست آورد.

سطح‌ سنج‌های راداری بر حسب فرکانس و طول موج ارسالی برای اندازه‌گیری سطح مخازن با ارتفاع بالا تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مقابل، سنسورهای التراسونیک صرفا برای فاصله‌های کمتر، عمل می‌کنند.

با پیشرفت فناوری، سنسورهای التراسونیک به ورطه فراموشی سپرده می‌شوند. به خاطر همین برای اکثر مخازن کوچک و بزرگ، مرتفع و کوتاه، سنسورهای راداری عملکردی دقیق و بهتر دارند. به علاوه، این سنسورهای جدید دارای آنتن های کوچک با اتصالات مناسب هستند. این موضوع آنها را برای مخازن کوچک مستعد کرده است.

در مخازن ارتفاع متوسط نیز روش راداری عملکرد خوبی نسبت به روش التراسونیک دارد و قطعا هنگام استفاده از سطح‌ سنج‌های التراسونیک در این نوع مخزن‌ها، باید برای هر گونه نقص یا اختلال آمادگی داشته باشید.

سنسورهای التراسونیک با فرکانس پایین که برای مخازن بلندتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولاً به مخازنی با قطر و دهانه بزرگتری نیاز دارند. علاوه بر این، همه سنسورهای التراسونیک دارای یک “منطقه نزدیک” یا “ناحیه مرده” هستند.

این محدوده در واقع یک نقطه کور در نزدیکی سنسور است که هر سطحی یا موادی در آنجا وجود داشته باشد، سطح سنج التراسونیک قادر به اندازه‌گیری آن نیست. “ناحیه مرده” در سنسورهای التراسونیک دوربُرد ممکن است در حدود 1متر باشد. درمقابل، سنسورهای راداری، قابلیت اندازه‌گیری حتی در نزدیکی های آنتن رادار را دارند.

همچنین شکل مخزن عاملی برای انتخاب فناوری اندازه‌گیری سطح به روش غیرتماسی است. این امر می‌تواند در نحوه نصب سنسور تأثیرگذار باشد. مثلا: امروزه با ساخته شدن ترانسمیترهای راداری زاویه‌پذیر و دارای فناوری پاک‌کننده آنتن، مشکلات نصب و راه‌اندازی مخازن خاص و دارای گرد و غبار حل شده است؛ اما برای روش قدیمی مثل اوتراسونیک نیاز به فراهم کردن اتصالات جدیدی است.

سیگنال‌های راداری می‌توانند به مخازن ساخته‌شده از مواد غیررسانا مانند پلی اتیلن، فایبرگلاس و شیشه‌ای نفوذ کنند. این ویژگی منحصر بفرد و کاربردی اجازه می‌دهد تا سنسورهای راداری به راحتی در بیرون مخازن، نصب شده و عمل اندازه‌گیری سطح را با دقت بالایی انجام دهند.

همچنین در مورد مخازن متحرک مانند IBCها، که محتویات آنها فقط از طریق اپراتور تخمین زده می‌شد، می‌توانید از سنسور راداری جدید وگا، که منحصرا برای مخازن پلاستیکی IBC طراحی شده است، استفاده کنید. این سطح‌ سنج‌های راداری دارای باطری با طول عمر متوسط 5 تا 10 سال هستند و قادرند تا اطلاعات مخازن را بی وقفه بصورت وایرلس (بی سیم) به اتاق کنترل یا گوشی موبایل اپراتور انتقال دهند. سطح‌ سنج‌های راداری وگا Air از این دسته هستند.

شرایط فرآیندها چه تاثیری در انتخاب سطح سنج دارند

هر فرآیندی، چالش های خود را برای اندازه‌گیری دقیق ارتفاع و سطح دارد. شرایط ثابت و قابل پیش‌بینی در فرآیندهای صنعتی، یک ویژگی ارزشمند و برجسته به شمار می‌رود. اما تغییر دما، تشکیل کف، بازتابش از محصول، گرد و غبار، میعان (تراکم)، تجمع و نویز، موانعی جدی برای دقت اندازه‌گیری محسوب می‌شوند. این وظیفه مهندس طراح است که بتواند بهترین فناوری را انتخاب نماید.

پس اگر شرایط محیطی بسیار ناپایدار باشد بایستی اولین گزینه هر مهندسی استفاده از سطح سنج راداری 80GHz باشد.

تاثیرات شرایط محیطی بر روش‌های اندازه‌گیری

شرایط محیطی نیز یکی از جمله عواملی هستند که بر روش اندازه‌گیری تاثیر عمده‌ای دارند. در ادامه بیشتر به این موضوع می‌پردازیم:

درجه حرارت

سنسورهای راداری برای سنجش سطح از هرگونه تغییرات دمایی در امان هستند. در مقابل، دقت سنسورهای التراسونیک می‌تواند به شدت تغییرپذیر باشد. هرچند سازندگان این نوع سنسورها به تازگی برای مقابله با این عامل، ترانسمیترهای التراسونیکی با تحمل اندازه‌گیری در شرایط بد دمایی را تا حدی بالا برده‌اند.

با این حال، اگر دمای محیطی که ترانسمیتر التراسونیک در آنجا قرار دارد تفاوت زیادی با دمای سطح سیال داشته باشد، اندازه‌گیری سطح، متوقف خواهد شد.

قطعا این مسله نیز حائز اهمیت است که سطح‌ سنج‌های التراسونیک با توجه به این که از تکنولوژی سطح پایینی برخوردارند، مناسب نصب در محیط‌هایی با دمای بالا و حتی با تغییرات سریع دمایی نیستند.

ترکیب گاز

مشابه با تغییرات دما، ترکیب گاز موجود در محیط (بین سنسور و سطح مواد)، بر روی امواج صوتی سنسورهای التراسونیک تأثیر بسزایی دارد. بعضی از مواد از خود گاز متساعد می‌کنند، مثلا: با افزایش دما، ذات خود ماده و ترکیب چندین ماده با هم موجب تولید گاز می‌شود. در چنین شرایطی سطح‌ سنج التراسونیک به درستی عمل اندازه‌گیری سطح مواد را انجام نمی‌دهد.

سرعت انتشار امواج التراسونیک بسته به نوع گاز متفاوت است و این عامل می‌تواند منجر به خطاهای متعدد اندازه‌گیری شود. مخصوصا بخارات حاصل از اسیدها و حلال‌ها نمونه‌هایی از این ترکیبات گازی هستند. این موارد می‌توانند بر دقت دستگاه‌های التراسونیک تأثیر بسزایی بگذارند.

اما امواج سطح‌ سنج راداری بدون در نظر گرفتن هوای محیط با همان سرعت حرکت می‌کند. به همین دلیل، اندازه‌گیری در مخازن حاوی گاز تاثیری بر دقت نتایج سنسور راداری ندارد.

تشکیل کف و حباب در سطح مواد

از دیگر برتری‌های سطح سنج راداری نسبت به سطح سنج التراسونیک مربوط به موقعیت‌های مواجهه با کف یا فوم درون مخازن یا استخرهایی است که در آنها دائما تشکیل کف یا فوم می‌شود. فوم یا کف یک عامل مختل‌کننده دیگر برای فناوری اندازه‌گیری سطح به روش التراسونیک است؛ زیرا فوم، امواج صوتی را جذب می‌کند. در حالیکه جذب امواج سنسور راداری توسط کف، بسیار نادر و تقریبا غیرممکن است.

حتی در مخازن حاوی موادی که کف تولید می‌شود، یک سنسور رادار 80 گیگاهرتزی می‌تواند به راحتی اندازه‌گیری را از طریق کف موجود با دقت بسیار بالا (نهایتا با اختلاف 1 میلیمتر) هم انجام دهد، گویی که هیچ کف یا فوم بروی مواد قرار ندارد! بسیاری از سنسورهای التراسونیک برای این کاربردها اصلا مناسب نیستند.

باز تابش یا انعکاس امواج از محصول

حساسیت بالای سنسورهای راداری 80 گیگاهرتزی VEGA به آنها این امکان را می‌دهد که اندازه‌گیری سطح را حتی برای محصولاتی با بازتابش بالاتر انجام دهند.

حتی مایعات و موادی که قبلاً با سنسورهای راداری قدیمی غیرقابل اندازه‌گیری و سنجش سطح بودند، اکنون می‌توانند به کمک امواج رادار 80 گیگا هرتز به راحتی، با دقت بالا و قابل اعتماد، برای سطح سنجیده شوند.

امواج مکانیکی ساطع‌‎شده توسط سطح سنج التراسونیک، در اکثر سطوح منعکس می‌شوند. و کارایی لازم را در مواجهه با مواد با بازتابش بالا ندارند.

گرد و غبار، چگالش و تجمع

به ندرت اتفاق می‌افتد که گرد و غبار، چگالش و فشار بالا در یک مخزن بصورت همزمان مشاهده شود. اما هر کدام از این عوامل اثرات مشابهی بر دقت اندازه‌گیری سنسورهای التراسونیک دارند و باعث مختل شدن عمل سنجش سطح می‌شوند.

امواج صوتی ساطع شده از سنسورهای التراسونیک، به یک محیط برای انتقال انرژی از یک مکان به مکان دیگر نیاز دارند. گرد و غبار موجود در هوا، مانعی فیزیکی برای انتقال انرژی است که دامنه سیگنال بازگشتی به گیرنده را تضعیف می‌کند.

مخازن دارای فشار بالا باعث می‌شود دیافراگم سنسور هنگام ارتعاش برای تولید سیگنال به عنوان محیط فیزیکی عمل کند که در اینجا بالا رفتن فشار مخزن، قدرت سیگنال را در مقایسه با مقدار آن در حالت کم فشار، کاهش می‌دهد.

با این حال، برخی از لول سنج های التراسونیک با فرکانس های پایین‌تر، برای کنترل این شرایط، بهتر عمل می‌کنند؛ زیرا یک موج مکانیکی با فرکانس پایین، قطرات آب یا مواد تجمع یافته را از روی آن حذف می کند.

نرم افزار پیچیده حساسیت در سنسورهای راداری 80 گیگاهرتزی VEGA هرگونه سیگنال بازگشتی به سنسور را به سرعت، نادیده می‌گیرد. به این ترتیب، احتمال ایجاد سطح کاذب، ناشی از تراکم و تجمع از بین می‌رود. حسگرهای راداری تحت تأثیر گرد و غبار، تراکم و تجمع قرار نمی‌گیرند.

در مورد گرد و غبار در هوا، اندازه ذرات گرد و غبار 0.5 تا 1.0 میکرومتر است. این اندازه ها برای تأثیر بر امواج راداری با طول موج های 3.5 تا 4 میلی متر، بسیار کوچک هستند. این بدان معناست که سنسور راداری قادر است در حالت هایی که گرد و غبار بسیار زیاد یا بسیار اندک است نیز اندازه‌گیری را ادامه دهد. این ویژگی به رادار اجازه می دهد تا در موارد مختلف، حتی با حضور گرد و غبار، چگالش یا تجمع، اندازه‌گیری دقیق را انجام دهد.

سیگنال مزاحم یا نویز

نویز بلند به ویژه در سنجش سطح در مواد فله‌ای جامد و داخل سیلوها معمول است. نویز بلند باعث ایجاد امواج صوتی اضافی می‌شود. این امر می تواند نتایج اندازه‌گیری و تشخیص سطح را در مخازنی که از لول سنج التراسونیک استفاده شده را تحت تاثیر قرار دهد. به زبان تخصصی‌‌تر نویز بر روی امواج صوتی تولید شده توسط ترانسمیتر التراسونیک می‌تواند تداخل ایجاد کند. این حالت می تواند منجر به خطاهای اندازه‌گیری در هنگام پر کردن مخزن، تخلیه و در فرآیندهای پر سر و صدا شود. از مزایای سنسورهای راداری چون از امواج الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند، نویز تأثیری در دقت اندازه گیری آنها ندارد.

تاثیر میکسر یا همزن بروی اندازه‌گیری

اگر در مخزنی که دارای میکسر یا همزن است، سطح سنج التراسونیک نصب گردد به هیچ عنوان عمل اندازه‌گیری سطح به درستی انجام نخواهد شد، حتی استفاده از سنسور های راداری با فرکانس 26 گیگا هرتز دارای خطای اندازه‌گیری است. تنهاترین راه حل سنجش صحیح مواد، در مخازنی که دارای میکسر هستند نصب ترانسمیتر رادرای 80 گیگا هرتز است.

نتیجه گیری

کار بسیار عاقلانه ای خواهد بود اگر یک لول ترانسمیتر راداری را به جای ترانسمیتر التراسونیک انتخاب کنید. این جمله به معنای منسوخ شدن سنسورهای التراسونیک نیست. سنسورهای التراسونیک اندازه‌گیری‌ها را به روش غیر تماسی انجام می‌دهند. اما در محیط‌های با دما و فشار بالا یا شرایط محیطی تغییر پذیر چندان قابل اعتماد و دقیق نیستند.در اکثر صنایع، یک محیط پایدار با شرایط ثابت محیطی و فرایندی وجود ندارند. به همین دلیل یک سنسور راداری ابزاری مناسب برای اکثر این کاربردها به شمار می رود. آداک فرایند سپهر مطمئن‌ترین مرکز مشاوره سطح سنج مخازن و سیلوها در ایران.

سوالات متداول

ابزار دقیق یکی از مهمترین و کاربردی‌ ترین زیرشاخه‌های مهندسی کنترل و الکترونیک بشمار می‌آید که در تمام صنایع، از کوچک‌ترین کارگاه‌ها تا بزرگ‌ترین کارخانه‌ها و واحدهای صنعتی، نقش کلیدی ایفا می‌کند. اما ابزار دقیق دقیقاً چیست و چرا در فرآیندهای صنعتی و تولیدی اهمیت بسیار بالایی دارد؟

در این مقاله از آداک فرآیند سپهر، با نگاهی جامع و دقیق، به بررسی مفاهیم اساسی، اصول پایه و کاربردهای گسترده و متنوع این تجهیزات در صنایع مختلف می‌پردازیم و اهمیت آن را در بهبود فرآیندهای صنعتی مورد ارزیابی قرار می‌دهیم.

ابزار دقیق چیست؟

ابزار دقیق به وسایل و حسگر‌های الکترونیکی و الکتریکی اطلاق می‌شود که برای کنترل و اندازه‌گیری دقیق کمیت‌های فیزیکی و شیمیایی در فرآیندهای صنعتی بکار می‌روند. تجهیزات ابزار دقیق با دقت بالا و قابلیت تکرارپذیری ساخته می‌شوند تا اندازه‌گیری بصورت صحیح و قابل اعتماد انجام شود. بزبان ساده، وقتی به کلمه دقیق اشاره شد، یعنی باید اندازه گیری، کنترل و ثبت مقادیر فرایندی با دقت بالایی انجام شود.

حسگر و ترانسمیترهای هوشمند با امکانات بهتر و دقت بالا، در صنایع نفت و گاز، داروسازی و خودروسازی بطور گسترده بکار گرفته شداند. علاوه بر این، فناوریهای جدیدی مانند اینترنت اشیا (IoT) امکان نظارت و کنترل فرآیندها را از راه دور فراهم کرده و کارایی سیستم‌های صنعتی را بطور چشمگیری افزایش داده است. مثلا: تشخیص مقدار دما، فشار، فلو یا جریان و چندین پارامتر دیگر و ارسال برای کنترل و مانیتورینگ آن فرسخ‌ها دورتر از محل نصب سنسور.

کار ابزار دقیق چیست؟

اساس کار تجهیزات ابزار دقیق در استفاده از حسگرها و تجهیزات برای اندازه‌گیری و کنترل ویژگی‌های مختلف مواد (خواص فیزیکی و شیمیایی) است. این تجهیزات معمولاً اطلاعات دقیق و قابل اعتمادی از متغیرهای مورد اندازه‌گیری فراهم می‌کنند، که این اطلاعات برای تصمیم‌گیری و کنترل فرایندها در صنایع مختلف استفاده می‌شود.

یعنی استفاده از تجهیزات سنجش با دقت بالا برای اندازه‌گیری مقادیر مختلف فیزیکی و شیمیایی مواد. هدف اصلی این عملیات، بدست آوردن اطلاعات دقیق و قابل اعتماد از متغیرهای مورد اندازه‌گیری و نهایتا کنترل و ذخیزه سازی آن‌ها است.

لیست تجهیزات ابزار دقیق کدام‌ها هستند؟

بطور کلی دستگاه‌های ابزار دقیق به 9 دسته اصلی تقسیم می‌شوند.

• سنسورها و ترانسمیترهای اندازه‌گیری (دما، فشار، فلو، سطح، رطوبت، چگالی، گازها و سرعت)
• کنترلرها
• دستگاه‌های انتقال داده و ارتباطی
• نمایشگرها
• دیتالاگرها
• تجهیزات کالیبراسیون و تست
• شیرها و محرک‌ها
• تجهیزات تشخیص گاز و آتش F&G و ایمنی
• تجهیزات ضد انفجاری
• نرم افزار‌های مدیریت داده

سنسور و ترانسمیترهای اندازه‌گیری به نوبه خود ابزارهای وسیعی از این تجهیزات هستند، بررسی جدول زیر در جهت شناخت کلی این بخش ضرروری است.

ترانسمیتر Transmitter

ترانسمیترها هم متغیر موردنظر را اندازه گیری می‌کنند و هم یک خروجی استاندارد الکتریکی مانند جریان 4 الی 20 میلی آمپری ارائه می‌کنند. این خروجی سپس در نمایشگر، سیستم های PLC و یا سایر ابزار های کنترلی تفسیر و از آن استفاده می‌شود.

کنترلر Controller

کنترلر در حقیقت یک مدار الکترونیکی است که در جهت کنترل مقادیر ورودی و خروجی استفاده می‌شود. کنترلر با توجه به مقادیر اندازه گیری شده، می‌تواند سیستم را کنترل کرده و دستورهای از پیش تعریف شده برای پیشبرد فرآیند صادر کند. مثالی بارز برای کنترلرها، میتوان به انواع PLCها اشاره نمود.

ترانسدیوسر Transducer

 ترانسدیوسرها برای تبدیل مقادیر اندازه گیری شده به سیگنال الکتریکی کاربرد دارند. در حقیقت، ترانسدیوسر خود نمی‌تواند متغیری را اندازه گیری کند؛ بلکه صرفا برای تبدیل سیگنال کاربرد دارد. مثلا سیگنال حاصل از یک ترموکوپل را در نظر بگیرید. یک ترانسدیوسر می‌تواند این سیگنال را از حد میلی ولت به یک سیگنال 20mA-4 تبدیل کرده و منتقل نماید؛ اما دخالتی در امر اندازه گیری ندارد.

رکوردر Recorder & Datalogger

 رکوردر یا دیتا لاگر از تجهیزات ابزار دقیق هستند که برای ذخیره اطلاعات و مقادیر اندازه گیری شده کاربرد دارند. بعبارتی دیتا لاگر (Data Logger) به دستگاهی گفته می‌شود که برای ذخیره‌سازی داده‌هایی که از سنسور ها، دستگاه‌های اندازه‌گیری و سایر منابع مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها بصورت معمول با استفاده از حافظه‌های داخلی یا کارت حافظه(مموری)، اطلاعات را ذخیره کرده و بحالت دوره‌ای با استفاده از روش‌های انتقال داده مانند USB، Ethernet یا Wi-Fi به دستگاه‌های دیگر انتقال می‌دهند.

مثلا تصور کنید که می‌خواهید با ثبت مقادیر اندازه گیری شده یک ماهه توسط یک یا چند سنسور، عملکرد سیستم را بررسی کنید. در این حالت، شما به یک رکوردر نیاز خواهید داشت. از نکات بسیار مهم در انتخاب یک رکوردر تعداد ورودی‌ها و فضای حافظه آن می‌باشد.

دیتا لاگرها بعنوان یکی از ابزارهای مهم در زمینه‌های مختلفی مانند اتوماسیون صنعتی، کنترل فرآیند، پایش محیطی و علوم پزشکی استفاده می‌شوند. همچنین، دیتا لاگرها برای جمع‌آوری و ذخیره‌سازی داده‌های محیطی مانند دما، رطوبت، فشار، جریان و سطح نیز استفاده می‌شوند.

نمایشگر Display در ابزار دقیق

همانطور که از نامشان پیداست، کار نمایشگر دریافت سیگنال الکتریکی از سنسور یا ترانسمیتر و تبدیل آن‌ها به مقادیر قابل درک و نهایتا نمایش آن‌ها بصورت عدد یا گرافیک است. برخی از نمایشگرها قابلیت برنامه ریزی نیز دارند که با استفاده از آنها شما قادر خواهید بود پارامترهای خاصی را تعریف کرده و با استفاده از مقادیر ورودی، امر کنترل را نیز انجام دهید.

در ادامه لیست و اسامی ابزار دقیق برحسب کاربرد را نام برده و هرکدام را شرح می‌دهیم. با ما همراه باشید!

انواع تجهیزات ابزار دقیق و اتوماسیون بر حسب کاربرد

• ترموکوپل
• ترانسمیتر دما
• ترانسمیتر فشار
• پرشر سوئیچ
• سنسور فشار مذاب
• سطح سنج
• فلومتر
• دتکتور گازی
• شیر یا ولو
• سنسور پراکسیمیتی

حال که با مهم‌ترین انواع این ابزار ها در صنعت آشنا شدیم، شاید برایتان سوال باشد که معروف‌ترین و پرکاربردترین تجهیزات ابزار دقیق کدامند؟ بدلیل گستردگی متغیرها و تکنولوژی و ابزارهای مختلف موجود برای اندازه گیری هرکدام از آنها، دسته بندی یکجای تمامی این وسایل بسیار دشوار خواهد بود؛ ولی ما در آداک فرآیند سپهر پرکاربردترین ابزارهای دقیق را در ادامه بزبان ساده به شما خواهیم گفت تا با کارکرد هرکدام آشنا شوید!

مهم‌ترین تجهیزات اندازه گیری دما

دما یکی از مهمترین متغیرهایی است که در صنعت بایستی بطور دائم تحت نظارت بوده و مقادیر آن در رنج نرمال نگه داشته شود. بسته به موارد مختلفی مانند شرایط محیط و نیز دمای مدنظر میتوان برای اندازه گیری دما از تجهیزات مختلفی استفاده نمود. چند نمونه از این تجهیزات اندازه‌گیری دما را با هم بررسی می‌کنیم.

ترموکوپل Thermocouple

ترموکوپل‌ها از پرکاربردترین سنسورها برای اندازه گیری دما هستند. ترموکوپل ها از نوع غیرتماسی بوده و می‌توانند رنج وسیعی از دماها را اندازه گیری کنند. ترموکوپل ها دارای تیپ‌های مختلفی هستند؛ مثلا انواع R – S – B دارای قابلیت اندازه‌گیری دما در محدوده (۲۰۰-) الی (۱۸۰۰) بوده و انواع L – K- J قابلیت اندازه‌گیری دما در محدوده (۱۸۰-) الی (۱۰۰۰) درجه سلسیوس را دارند. همانطور که می‌بینید، هر کدام از تیپ‌ها می‌توانند دما را در بازه مشخصی اندازه گیری کنند.

از معایب ترموکوپل‌ها میتوان به غیرخطی بودن خروجی آن‌ها نسبت به دما اشاره کرد. اما این موضوع به چه معناست؟ تصور کنید که تفاوت ولتاژ خروجی ترموکوپل در دمای 100 و 200 درجه سلسیوس برابر 0/1 ولت باشد. این تفاوت در ولتاژ بین دمای 1000 و 1100 بسیار کمتر از 0/1 ولت خواهد بود. بعبارتی نمودار خروجی نسبت به دما در ترموکوپل‌ها بشکل خطی نبوده و حالت لگاریتمی دارد. به همین خاطر، برای نظارت دقیق استفاده از کالیبراتور در اولویت است.

ترانسمیتر دما Temperature Transmitters

ترانسمیترهای دما نیز از دسته پرکاربرد تجهیزات ابزار دقیق هستند که وظیفه تبدیل سیگنال‌های الکتریکی از ترموکوپل را به سیگنال استاندارد را برعهده دارند. همانطور که می‌دانید، سیگنال خروجی از ترموکوپل در حد میلی ولت بوده و به هیچ‌وجه برای انتقال مناسب نیستند.

ترانسمیترهای دما می‌توانند این مشکل را حل کنند. ترانسمیتر دما می‌تواند بصورت دو سیمه، سه سیم و چهار سیم عمل کند. در حالت دو سیم، ترانسمیتر دارای دو سیم خروجی است که یک سیم آن به پایه منفی منبع تغذیه و سیم دیگر به دستگاه کنترلی متصل می‌شود. در حالت سه سیمه، یک سیم آن با سیم منفی منبع تغذیه و سیم دیگر با سیم مثبت منبع تغذیه و سیم دیگر به دستگاه کنترلی متصل می‌شود. در حالت چهار سیمه، دو سیم خروجی به سیم منبع تغذیه و دو سیم دیگر به دستگاه کنترلی متصل می‌شود.

این دستگاه‌ها معمولاً دارای ورودی سنسور دمایی مانند رزیستانس دما، ترموکوپل یا ترمیستور هستند و سیگنال خروجی آن‌ها بشکل سیگنال جریان یا ولتاژ است که باید به سیگنال استاندارد مانند 4 الی 20 میلی آمپر یا 10-0 ولت تبدیل شود. ترانسمیتر دما علاوه بر تبدیل سیگنال دما به سیگنال استاندارد، امکانات دیگری نیز دارد که می‌توان به: تنظیم محدوده خروجی، امکان کالیبراسیون، تشخیص خطا و تعیین مقدار حداکثر و حداقل دما اشاره کرد.با استفاده از ترانسمیتر دما، دقت اندازه‌گیری دما افزایش می‌یابد و در نتیجه، کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی بهبود می‌یابد.

همچنین، با استفاده از ترانسمیتر دما، مشکلاتی مانند تداخل الکترومغناطیسی و تاثیر تغییرات دما در سیستم کنترل کاهش می‌یابد. ترانسمیتر دما می‌تواند بحالت آنالوگ یا دیجیتال عمل کند. در حالت آنالوگ، سیگنال خروجی می‌تواند ولتاژی یا جریانی با مقدار متناسب با دمای اندازه‌گیری شده باشد. در حالت دیجیتال، سیگنال خروجی بصورت دیجیتال با استفاده از پروتکل‌هایی مانند HART، FOUNDATION Fieldbus، PROFIBUS PA و یا MODBUS RTU ارسال می‌شود.

ترانسمیتر دما می‌تواند بعنوان یک ابزار مهم در بسیاری از صنایع استفاده شود، از جمله صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع غذایی، صنایع دارویی و غیره. یکی از شناخته‌شده‌ترین برندها در زمینه تولید ترانسمیترهای دما، برند PR است که از شهرت جهانی در این زمینه برخوردار است.

فشار یکی دیگر از متغیرهای مهم در صنعت است. برخی از این تجهیزات برای اندازه‌گیری فشار در یک مخزن کاربرد دارند. همانطور که می‌دانید، اندازه‌گیری فشار در جامدات مفهوم ندارد، بنابراین از این نوع ترانسمیترها در مخازنی استفاده می‌شود که دارای گاز، بخار، مایع و یا مخلوطی از این موارد باشند. در ادامه مهمترین انواع ترانسمیترهای فشار را بررسی خواهیم نمود.

پرشر ترانسمیتر (ترانسمیتر فشار) Pressure Transmitter

ترانسمیترهای فشار دقیق‌ ترین و مهم‌ترین ابزارهای موجود برای اندازه‌گیری فشار هستند؛ بهمین دلیل معمولا در جاهایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که اندازه‌گیری دقیق فشار از اهمیت خاصی برخوردار است. پرشر ترانسمیترها از جمله پراستفاده‌ترین تجهیزات در صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی هستند. استفاده از ترانسمیتر فشار در مخازن LPG بسیار ضروری است تا حد فشار درون مخزن همیشه در سطح نرمال باقی بماند.

مهمترین سنسورهای فشار عبارتند از:

• سنسور فشار پیزو مقاومتی: فشار سبب اعمال نیرو به حسگر شده و مقدار مقاومت آن تغییر می‌یابد. با استفاده از این تغییر، مقدار فشار موجود اندازه گیری می‌شود. این نوع از حسگرها دارای حساسیت، استحکام و نیز مقاومت حرارتی بالایی بوده و سیگنال خروجی کمی دارند.
• سنسور فشار پیزو الکتریکی: با وارد شدن فشار بر سطح سنسور فشار پیزو الکتریک یک سیگنال ضعیف ولتاژی در خروجی سنسور ایجاد می‌شود. معمولا سنسور فشار پیزو الکتریک از کریستال‌های طبیعی مانند تورمالین یا کوارتز ساخته می‌شود. خروجی سنسورهای پیزو الکتریک تقریبا خطی بوده، رنج تحمل فشار در پیزو الکتریک بین 0.07 بار الی 70 بار دقت نیز در حدود 0.1 می‌باشد.
• سنسور فشار خازنی: دیافراگم در این حسگر یکی از صفحات خازن است. با تحت فشار قرار گرفتن دیافراگم حالت آن و در نتیجه ظرفیت خازن نیز تغییر می‌کند. دقت و حساسیت این سنسورها بسیار بالا بوده و در صورت قرار گرفتن در معرض لرزش بدرستی عمل نمی‌کنند.

برند وگا (VEGA) آلمان یکی از بهترین سازندگان تجهیزات ابزار دقیق برای اندازه گیری فشار است. با آداک فرآیند سپهر شما میتوانید بصورت بدون واسطه، با کمترین قیمت و نیز گارانتی تجهیز موردنیازتان را از وگا آلمان خرید نمایید؛ آن هم با قابلیت استعلام اصالت از وبسایت وگا!

ترانسمیتر فشار قلمی

ترانسمیتر فشار قلمی یک راه حل ساده‌تر و بسیار ارزان‌تر برای اندازه گیری فشار است. ترانسمیترهای فشار قلمی همانطور که از نامشان پیداست، اندازه‌ای بسیار کوچک‌تر و قیمتی بمراتب ارزان‌تر نسبت به ترانسمیترهای فشار معمولی دارند. این نوع از ترانسمیترهای فشار در مواقعی بکار می‌روند که فشار موردنظر بسیار بالا نبوده و از طرفی، اندازه‌گیری کاملا دقیق هم مدنظر نباشد. مثلا در کمپرسورها و یا جک‌های هیدرولیک، معمولا از ترانسمیترهای فشار قلمی استفاده می‌شود. 

سنسور فشار مذاب Melt Pressure

از این سنسورها بیشتر در صنایع تزریق پلاستیک استفاده می‌شود. در دستگاه تزریق پلاستیک اگر فشار داخل بخش اکسترودر از مقدار معینی بیشتر باشد، محصول دارای ضخامت بیش از حد بوده و در صورتی که فشار از حد معینی کمتر باشد، محصول دارای ضخامت کمتر از حد نرمال خواهد بود. از همین رو، در این صنایع کنترل فشار مواد مذاب درون اکسترودر از اهمیت بسیاری برخوردار است. 

دمای داخل مخزن اکسترودر بسیار بالا بوده و همچنین دارای مواد مذاب هستند. بنابراین، برای کنترل فشار مواد مذاب در اکسترودر، از نوعی حسگر فشار به نام سنسور فشار مذاب یا همان Melt استفاده میشود. سنسور فشار مذاب در دو نوع موجود است؛ با ترموکوپل و بدون ترموکوپل. در نوع دارای ترموکوپل، سنسور همزمان فشار و دما را باهم اندازه‌گیری می‌کند در صورتی که در نوع بدون ترموکوپل صرفا فشار اندازه گیری خواهد شد.

تجهیزات ابزار دقیق برای اندازه گیری سطح Levels of Measurement

سطح سنج‌ها دسته‌ای بسیار مهم از تجهیزات ابزار دقیق هستند که برای اندازه‌گیری ارتفاع مواد موجود درون یک مخزن و یا چاه استفاده می‌شوند. سطح سنج‌ها از لحاظ نوع عملکرد، کاربرد و نیز تکنولوژی بکار رفته بسیار متنوع بوده و هرکدام در شرایط و محیط های خاصی استفاده می‌شوند. برای همین قبل از هر اقدامی در زمینه تهیه ابزارهای اندازه‌گیری سطح، بایستی اطمینان حاصل نمود که تجهیز می‌تواند در آن مخزن بخصوص عمل نماید. سطح سنج چیست و جادوی آن چگونه اتفاق می افتد؟

تجهیزات اندازه‌گیری سطح نقش عمده‌ای در ایجاد اتوماسیون دارند. مثلا میتوان با استفاده از لول ترانسمیترها، برای هر مرحله از پر شدن مخزن یک عمل خاص برنامه ریزی نمود.

مثلا در نظر بگیرید که یک مخزن باید تا حد معینی با آب پر شود، سپس یک ماده پودری به آن اضافه شده و میکسر شروع بکار کند. تجهیزات ابزار دقیق اندازه‌گیری سطح، تمامی این موارد را ممکن می‌سازند. البته، در مثال بیان شده باید از تجهیزی استفاده شود که قابلیت تشخیص سطح مایعات و جامدات را بشکل همزمان داشته باشد.

ابزار های اندازه‌گیری سطح عمدتا شامل لول سوئیچ‌ها و لول ترانسمیترها هستند. لول سوئیچ‌ها برای تشخیص نقطه‌ای سطح و لول ترانسمیترها برای تشخیص پیوسته استفاده می‌شوند. در ادامه انواع سطح سنج ها را بررسی میکنیم.

لول ترانسمیتر Level Transmitters

همانطور که گفته شد، لول ترانسمیترها از تجهیزات ابزار دقیق هستند که برای اندازه گیری پیوسته سطح بکار میروند. بیشتر لول ترانسمیترها خروجی استاندارد 4-20 میلی آمپری دارند که با استفاده از این روش میتوانند ارتفاع دقیق مواد درون مخزن و یا چاه را گزارش دهند. ترانسمیترهای سطح بیشتر براساس تکنولوژی امواج عمل میکنند و شامل لول ترانسمیترهای راداری و التراسونیک هستند.

لول ترانسمیترهای راداری از امواج الکترومغناطیسی استفاده میکنند و بنابراین میتوانند حتی در شرایط خلا هم سطح مواد را تشخیص دهند؛ در صورتی که لول ترانسمیترهای التراسونیک بخاطر استفاده از امواج مکانیکی این قابلیت را ندارند.

لول سوئیچ LEVEL SWITCH

بزبان ساده، لول سوئیچ‌ ها میتوانند حضور و یا عدم حضور ماده درون مخزن در یک سطح خاص را تشخیص دهند. لول سوئیچ‌ها در نقاط خاصی از مخزن نصب می‌شوند و میتوانند گزارش دهند که آیا سطح مواد از این نقطه بالاتر است یا خیر.

سوئیچ‌های سطح انواع مختلفی دارند که هرکدام برای شرایط خاصی مناسب‌ترند. این دسته از ابزارهای دقیق شامل لول سوئیچ های خازنی و دیاپازونی می‌شوند. البته انواعی از لول سوئیچ‌ها با فناوری قدیمی تر نیز وجود دارند. این تجهیزات معمولاً در صنایع شیمیایی، نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، خودروسازی و صنایع مشابه استفاده می‌شوند.

لول سوئیچ ها از لحاظ خروجی به دو دسته تقسیم می‌شوند: آنالوگ و دیجیتال. در سوئیچ‌های آنالوگ، سنسوری که در محیط مواد قرار دارد، با توجه به تغییرات سطح، سیگنالی آنالوگ تولید می‌کند که بعنوان ورودی به یک مدار الکترونیکی داده می‌شوند. در سوئیچ‌های دیجیتال، سطح مواد، بصورت دیجیتال تشخیص داده می‌شود. این سوئیچ‌ها اغلب قابلیت تنظیم سطح تشخیص داده شده را دارند و در صورت برخورد با سطح ماده، یک سیگنال دیجیتال تولید می‌کنند که به سیستم کنترل دستگاهی که در آن قرار دارند، داده می‌شود.

در کاربردهای صنعتی، لول سوئیچ‌ها معمولاً برای کنترل سطح مایعات و جامدات در مخازن، تانک‌ها، سیستم‌های تبرید و سیستم‌های خنک‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، این تجهیزات می‌توانند به عنوان ابزارهای ایمنی در صنایع شیمیایی و پتروشیمی به کار گرفته شوند.

فلومتر Flowmeter

بسیاری از مواقع، اینکه در واحد زمان چه مقدار ماده از یک مقطع عبور می‌کند، برای ما اهمیت خاصی دارد. این اندازه‌گیری می‌تواند به دو صورت انجام گیرد: حجم ماده عبوری از مقطع در واحد زمان و یا جرم مواد عبوری (به ترتیب دبی حجمی و دبی جرمی). 

برای اندازه‌گیری حجم و یا جرم مواد عبوری نسبت به واحد زمان، از فلومترها استفاده میکنیم. فلومترهای جرمی با پیشوند Mass اغاز شده و مقدار فلو را نسبت به جرم سیال می‌سنجند. انواع مختلفی از فلومترها بر حسب نوع عملکرد وجود دارند و در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ مانند فلومترهای مغناطیسی، فلومتر ورتکس، فلومتر کوریولیس، فلومتر التراسونیک و روتامتر.

بهترین برند تجهیزات ابزار دقیق برای اندازه گیری فشار و سطح

وگا (VEGA)، اندرس هاورز (Endress+Hauser) و رزمونت (Rosemount) از مهم‌ترین تولیدکنندگان تجهیزات ابزار دقیق هستند که برای اندازه‌گیری فشار و ارتفاع مواد درون مخزن و چاه‌ها بکار می‌روند. اما ما در آداک فرآیند سپهر، برند وگا را به مدیران و تولیدکنندگان حرفه‌ای پیشنهاد می‌دهیم. اما آیا این موضوع صرفا یک اعتقاد شخصی است؟ به هیچ وجه!

اولین دلیل بهترین بودن وگا، به سیاست‌های این شرکت برمی‌گردد. در حالی که دیگر برندها مانند اندرس هاوزر و یا رزمونت (امرسون) ترجیح می‌دهند بسیاری از قطعات تجهیزات خود را در کشورهای ثالت تولید کنند، جزء به جزء محصولات برند وگا در شرکت مادر در آلمان تولید می‌شود. 

اینکه تجهیز تولید شده در آلمان در مقایسه با تجهیزات تولید شده در کشورهای ثالث نظیر چین و هند چقدر از لحاظ کیفیت، دقت و طول عمر بهتر است، تنها یک وجه ماجراست که باید در نظر بگیریم. یک مزیت دیگر این موضوع، این است که چون در تجهیزات وگا تمامی فرآیند تولید در شرکت مادر انجام می‌شود، فرآیند تولید و تحویل تجهیز به مصرف کننده کاملا یکپارچه است. اما این موضوع به چه معناست؟

بعلت یکپارچگی تولید و فروش در سنسور های برند وگا، شما با استفاده از شماره سریال درج شده روی تجهیز براحتی می‌توانید ببینید که در چه تاریخی تولید شده، مشخصات دقیق آن چه بوده و مهم‌تر از همه، تاریخ تست تجهیز چه زمانی بوده است! خوب این موضوع چرا باید اهمیت داشته باشد؟

متاسفانه بخاطر محدودیت‌ها و شرایط تامین کالا در صنعت ایران، در بسیاری از موارد مشاهده می‌شود که برخی تامین کنندگان کالاهای استوک و تعمیری را بعنوان تجهیز نو به مشتری تحویل می‌دهند. بخاطر ارائه شدن مشخصات دقیق و نیز تاریخ تست، این موضوع در وگا بسادگی تمام قابل تشخیص است، اما در برندهای دیگر خیر!

دتکتور گاز Gas Detector

دتکتور گاز، تجهیز ابزار دقیقی است برای شناسایی و اندازه گیری گازهایی که برای انسان خطرناک هستند. این دسته از گازها شامل گازهای قابل اشتعال و انفجار، سمی، اسیدی و یا اکسید کننده هستند. دتکتورهای گاز در صنایع شیمیایی و پتروشیمی استفاده بسیار گسترده ای دارند و جزو مهمترین تجهیزات ابزار دقیق بشمار میروند. دتکتورهای گاز در دو نوع ثابت و پرتابل (قابل حمل) به بازار عرضه می گردد.

دتکتورهای گاز ثابت برای صنایعی کاربرد دارند که اندازه‌گیری پیوسته وجود یا عدم وجود یک گاز در محیط همواره اهمیت دارد. مثلا در صنایع شیمیایی، معمولا از دتکتورهای گاز کلر استفاده می‌شود. همانطور که می‌دانید، گاز کلر بسیار سمی و کشنده است و پایش پیوسته آن در محیط اهمیت بسیاری دارد. در مقابل، از دتکتورهای گاز پرتابل به مانند وسایل فردی و یا اندازه‌گیری غلظت یک گاز خاص در مواقع خاص و یا چکاپ‌ها استفاده می‌شود.

بهترین برند دتکتورهای گاز

هانیول (Honeywell)، درگر (Dräger)، پروسنس (Prosense)، کروکان (Crowcon) و ام‌اس‌آ (MSA) از جمله شناخته‌شده‌ترین برندهای تجهیزات ابزاردقیق دتکتور در سطح جهان هستند؛ بنحوی که تنها در سال 2019، این پنج برند بیش از 65 درصد دتکتورهای گاز ثابت و پرتابل جهان را تامین کردند.

بدیهی است که قبضه کردن این بازار توسط این برندها، به هیچ وجه اتفاقی نیست! بجرأت میتوان گفت تجهیزات این پنج برند در زمینه دتکتورهای گازی، از جنبه‌هایی مانند امکانات، قابلیت اطمینان و طول عمر یک سر و گردن بالاتر از دیگر برندهاست. 

خوشبختانه در صنعت ایران نیز دقیقا وضع مشابه بازار جهانی است؛ بطوری که اکثریت شرکت‌ها و تولیدی‌های معتبر، از محصولات این برندها استفاده می‌کنند. اما از طرفی، صنعت ایران نیز شرایط و مقتضیات خاص خود را دارد. با در نظر گرفتن این مورد، بیایید مقایسه را حتی سخت‌تر کنیم: کدام یک از این برندها بهترین است؟ 

برای اطلاع از قیمت و انواع دتکتور گاز کلیک کنید!

خبر خوش این است که ما قبلا تمامی این موارد را برای شما لیست کرده و بهترین برند در این زمینه را معرفی کرده‌ایم، کافی است فقط مقاله بهترین برند دتکتورهای گاز در ایران کدام برندها هستند؟را بخوانید!

ولو Valve یا شیر در ابزار دقیق

از لحاظ ساختار نیز شیر کنترلی صنعتی در دو نوع: دارای حرکت خطی و دورانی تولید شده‌اند.

انواع شیر کنترلی

• ON/OFF ولوها (بال ولو Ball Valve و باترفلای ولو Butter Fly Valve از این نوع هستند)
• شیر ایمنی Safety valve
• شیر ایزوله (شیرهای اسپلیت، شیر های تک نشیمنگاه یا سینگل سیت Single Seat و شیر چاقویی Knife Valve از شیرهای ایزوله محسوب می‌شوند)
• شیر های کنترل Control Valve (گلوب ولو Globe Valve و شیر سوزنی Needle valve)
• شیرهای خود کنترل یا چک ولو Check Valve
• شیر دروازه ای Gate valve
• شیر دیافراگمی Diaphragm valve
• شیر کشویی Slide valve
• شیر برقی Solenoid valve
• شیر تنظیم فشار برگشتی Back pressure regulating valve و شیر تنظیم جریان Flow regulating valve
• Flush bottom valve

پوزیشنر Positioner

پوزیشنر (Positioner) یک دستگاه کنترلی و یکی از اجزای حیاتی سیستم های ابزار دقیق است، و علت استفاده از آن در مکانیزم‌های صنعتی کنترل دقیق شیر (Valve) و کمپرسورها (Compressor) برحسب نیاز کاربر است. در کاربردهای صنعتی، پوزیشنرها بصورت گسترده در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاهی، کوره ها، صنایع شیشه قسمت لهر، آب و فاضلاب، نیروگاه‌ها و صنایع معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پوزیشنر ها بر روی اکچویتور نصب می شوند و با انجام عملیات کاهش و یا افزایش، شیر را در وضعیت درست و مناسب قرار می دهند. و در چهار نوع نوع: آنالوگی، دیجیتالی، پنوماتیکی و موتور دار ساخته می‌شوند.

این دستگاه‌ها برای اندازه‌گیری و نظارت بر ولتاژ و جریان الکتریکی در سیستم‌ها و تجهیزات مختلف استفاده می‌شوند.

سنسور مجاورتی Proximity Sensor در ابزار دقیق

حسگرهای پراکسیمیتی از تجهیزات ابزاردقیق هستند که وجود اجسام را در فاصله معینی از خود تشخیص می‌دهند. نکته مهم در این سنسورها این است که آنها از روش غیر تماسی برای تشخیص اشیا استفاده می‌کنند. سنسورهای مجاورتی در اشکال و اندازه های بسیار متنوعی وجود دارند. انواع سنسورهای مجاورتی عبارتند از، سنسور القایی، سنسور خازنی، سنسور التراسونیک و سنسور نوری.

ifm – omron – Pepperl+Fuchs – Autonics – TURCK برند ها و کمپانی های مطرح در زمینه تولید سنسور مجاورتی هستند.

انواع سنسور های پراکسیمیتی

سنسور پراکسیمیتی القایی Inductive Proximity Sensors

این حسگرها برای تشخیص اجسام فلزی بر اساس اصل اندوکتانس کار می‌کنند. هنگامی که یک جسم فلزی نزدیک سنسور می‌شود، جریان های گردابی ایجاد شده سنسور، توسط جسم جذب شده و در نتیجه شدت میدان نوسانی سنسور تغییر می‌کند. از مزایای سنسور القایی، دقت فوق العاده، نرخ سوئیچینگ بسیار بالا و قابل نصب در اکثر محیط های صنعتی اشاره کرد.

سنسور خازنی Capacitive Proximity Sensor

آنها برای تشخیص اجسام فلزی و همچنین غیرفلزی از جمله مایعات و خمیرها استفاده می شوند و بر اساس اصل ظرفیت خازن کار می‌‍کنند. صفحه داخل حسگر بعنوان یک صفحه خازن و سطح جسمی که باید شناسایی شود بمنزله صفحه دیگری از آشکارساز عمل می کند. محیط مادی (عموما هوا) بین آنها مانند دی الکتریک عمل می کند. هنگامی که جسم به سنسور نزدیکتر می شود ظرفیت خازن افزایش می یابد و اگر جسم از سنسور دور شود ظرفیت خازن کاهش می یابد. از مزایای این سنسور ها، هزینه نسبتاً پایین و سرعت بالا اشاره کرد.

سنسور فتوالکتریک

این سنسور ها برای تشخیص اجسام از پرتو نور استفاده می‌کنند. دو بخش اصلی این سنسور ها شامل فرستنده و گیرنده است که فرستنده برای انتشار پرتو نور و گیرنده برای دریافت نور. از مزایای سنسور فتوالکتریک (حسگر نوری) به دامنه بسیار وسیع و ایمن بودن در برابر تأثیرات الکتریکی یا مغناطیسی اشاره کرد. و از معایب این سنسورها، تحت تأثیر اثرات محیطی مانند گرد و غبار، باران و غیره قرار گرفتن است.

سنسور مجاورتی التراسونیک Ultrasonic Proximity Sensor

پراکسیمیتی‌های التراسونیک از امواج صوتی برای تشخیص اجسام استفاده می‌کنند.این سنسور ها دارای فرستنده و گیرنده هستند. این سنسور ها تحت تأثیر اثرات محیطی مانند گرد و غبار، باران و غیره قرار نمی گیرند و همچنین می توانند در شرایط بسیار نامطلوب مورد استفاده قرار گیرند. اما سنسور های التراسونیک امکان استفاده در خلاء یا زیر آب نیستند.

میرایی در تجهیزات ابزار دقیق

یک ترانسمیتر معمولا تغییرات جریان، دما ، فشار و سطح را در ورودی تجهیز اندازه گیری می‌کند و در خروجی ترانسمیتر سیگنال استاندارد برحسب نوع سنسور ایجاد می‌شود. این تغییرات را متغییر ورودی می‌گوییم. قطعا آن ترانسمیتر یک لول ترانسمتر سطح باشد یا پرشر ترانسمیتر.

بیشتر تجهیزات ابزاردقیق دارای سنسوری هستند که متغیر ورودی را اندازه گیری می کند و خروجی مشترکی بین 4 تا 20 متر آمپر (سیگنال استاندارد) ارائه می‌دهد.

مفهومی بنام میرایی در عملکرد ترانسمیتر ها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. خروجی فرستنده باید بروز شده و مطابق با تغییرات ورودی، تغییر کند.

میرائی چیست؟

میرایی عبارت است از مدت زمان مورد نیاز برای رسیدن به 63.2 درصد از ارزش نهایی ترانسمیتر پس از اعمال مرحله تغییر در ورودی، علاوه بر زمان بروز رسانی.

میرایی ترانسمیترها را می توان از 1 تا 32 ثانیه تنظیم کرد. میرایی تاثیرات نویز الکتریکی و هرگونه نویز موقتی ناچیز دیگری را که روی سیگنال خروجی ترنسمیتر تأثیر بگذارد، کاهش می دهد. اغلب برای تثبیت حلقه کنترل و جلوگیری از مقادیر اشتباه استفاده می شود.

مثال‌هایی از کاربرد ابزار دقیق عبارت‌اند از:

• استفاده از ترمومترها برای اندازه‌گیری دما در یک فرآیند صنعتی.
• استفاده از فشارسنج‌ها برای نظارت بر فشار در یک مخزن گاز.
• استفاده از ولت‌مترها و آمپرمترها برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان در یک سیستم الکتریکی.
• استفاده از آنالایزرهای شیمیایی برای تحلیل ترکیبات شیمیایی در نمونه‌های آزمایشگاهی.

کار ابزار دقیق برای کنترل فرآیندها، تضمین کیفیت محصولات، ایمنی صنعتی و اطلاعات دقیق در تحقیقات و توسعه بسیار اهمیت دارد.

ابزار دقیق برق صنعتی چیست؟

ابزارهای دقیق برق صنعتی، وسایلی هستند که برای اندازه‌گیری، کنترل و نظارت بر پارامترهای برقی در محیط‌های صنعتی بکار می‌روند. این ابزارها بدلیل اهمیت بالایی که دارند، نقش بسیار مهمی در بهبود عملکرد و کارایی فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کنند.

با استفاده از این ابزارها، امکان اندازه‌گیری دقیق و کنترل بهینه بر پارامترهای برقی، مانند ولتاژ، جریان، فرکانس و قدرت، در فرآیندهای صنعتی بوجود می‌آید. در ادامه انواع تجهیزات برق صنعتی را نام می‌بریم.

انواع تجهیزات برق صنعتی

• انواع کلیدها (کلید کامپکت – کلید هوایی – کلید تابلویی)
• درایوهای DC – اینورتر AC و سافت استارتر
• تابلو برق – سینی – داکت و چراغ سیگنال
• رله ضربه‌ای – رله شیشه‌ای و رله فالت
• انواع کابل فشار قوی و فشار ضعیف
• رله حفاظت موتور و کنترل فاز
• ترانس‌های کاهنده و افزاینده
• مولتیمتر – واتمتر و آمپرمتر
• فیوز فشنگی و منیاتوری
• تجهیزات هشدار و آژیر
• انواع ترمینال تابلویی
• رگلاتور و بانک خازنی
• کنتاکتور و بیمتال
• موتور و پمپ

مهم‌ترین تولید کنندگان تجهیزات ابزار دقیق و اتوماسیون در سطح جهان کدامند؟

شرکت‌های بسیاری هستند که در زمینه تولید این تجهیزات فعالیت دارند. چند نمونه از مهم‌ترین تولیدکنندگان جهانی تجهیزات ابزار دقیق عبارتند از:

وگا (VEGA)، اندر هاوزر (E+H)، زیمنس (Siemens) و درگر (Dräger) آلمان، هانیول (Honeywell) آمریکا، پروسنس (Prosense) ترکیه، اشنایدر (Schneider)، UWT آلمان ، پپرل اند فوکس (Pepperl Fuchs)، ویکا (WIKA)، نووس (NOVUS)، ای‌بی‌بی (ABB)، زیکا (SIKA)، وایدمولر (Weidmüller)، پیلز (Pilz)، شمرسال (Schmersal)، فونیکس (PHOENIX CONTACT)، میکرو دتکتور (Micro Detectors)، امرون (OMRON)، یوشیتاکه (Yoshitake)، یوکوگاوا (Yokogawa) و یاسکاوا (Yaskawa) ژاپن، اپکس (Apex)، فستو (Festo)، آی اف ام (ifm)، رکس روث (Rexroth) و Lenze.

بیشتر این برندها بر ساخت تجهیزات خاصی متمرکز هستند؛ مثلا شرکت‌های وگا و اندرس هاوزر بیشتر در زمینه سنسورهای سطح و نیز سنسورهای فشار متمرکز هستند. بهمین دلیل، زمانی که پای مقایسه به میان بیاید، بهتر است هرکدام از این برندها را با برندهای متناسب مقایسه کنیم.

مشاوره در زمینه تجهیزات ابزار دقیق

ما در این مطلب تلاش کردیم تا به تمامی سوالات شما در زمینه ابزارهای دقیق پاسخ دهیم؛ اما ممکن است هنوز سوالاتی در ذهن شما باشد که بی‌جواب مانده‌اند. واحد مشاوره شرکت آداک فرآیند سپهر بعنوان بزرگترین تامین کننده تجهیزات ابزاردقیق برند وگا(نمایندگی وگا)، پروسنس و اتک در ایران دقیقا برای همین منظور اینجاست!

آداک فرایند سپهر با تعهد به ارائه‌ی بهترین تجهیزات ابزار دقیق و بروزترین فناوری‌ها، نقش بسیار مهمی در پیشرفت و بهبود صنایع ایران ایفا می‌کند. اگر به تجهیز خاصی نیاز داشته باشید، براحتی با ما تماس بگیرید، مشاوره رایگان دریافت و تجهیز موردنظر را با گارانتی، بهترین قیمت و ضمانت اصالت خرید کنید. همچنین می‌توانید با تکمیل فرم‌های کوتاه درخواست مشاوره برای ابزار های موردنیازتان، در ساعت و تاریخ مدنظر خودتان مشاوره 100% رایگان دریافت کنید! 

اگر نظر و یا پیشنهادی دارید، لطفا در بخش نظرات با ما در میان بگذارید. از اینکه در این مطلب از وبسایت آداک فرآیند سپهر با ما همراه بودید، سپاسگزاریم!

سوالات متداول