نگاهی به عملکرد ترانسمیتر اختلاف فشار
محتوای جدول
فهرست مطالب:
🔰ترانسمیتر اختلاف فشار چیست؟
🔰اصول کار ترانسمیتر اختلاف فشار
🔰کاربرد های ترانسمیتر اختلاف فشار
🔰اندازه گیری فلو (Flow) با استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار
زمان مطالعه: 3 دقیقه
ترانسمیتر های اختلاف فشار یا همان فشار دیفرانسیل (که ترانسمیتر های DP نیز نامیده می شوند) از پرکاربرد ترین ابزار های اندازه گیری هستند. علاوه بر فشار، برای اندازه گیری سطح و جریان در بسیاری از صنایع، بر روی طیف گسترده ای از سیالات حتی در دما های بالا استفاده می شوند. در این مقاله به نحوه عملکرد ترانسمیتر های فشار دیفرانسیل می پردازیم نحوه استفاده از آن ها در کاربرد های مختلف را توضیح می دهیم.
ترانسمیتر اختلاف فشار چیست؟
اگرچه امروزه دستگاه های تخصصی برای این اندازهگیری های مختلف وجود دارد، بسیاری از مهندسان میدانی هنوز به ترانسمیتر اختلاف فشار قدیمی خوب پایبند هستند. یک ترانسمیتر اختلاف فشار از یک سلول حسگر (سنسور فشار) و یک ترانسمیتر تشکیل شده است. سلول دارای دو محفظه فشار است که توسط یک دیافراگم از هم جدا شده اند.
ما یک سمت ورودی ترانسمیتر اختلاف فشار را ، فشار بالا و سمت دیگر را فشار پایین می نامیم، اما مجبور نیستیم آن را به معنای واقعی کلمه در نظر بگیریم. فقط جهت تاثیر فشار بر سیگنال خروجی را به ما می گوید.
اصول کار ترانسمیتر اختلاف فشار
بنابراین تصور کنید که فرآیندی با بار 20- تا 20 بار و بدون فشار در هیچ یک از محفظه ها داریم. در آن نقطه، سیگنال 12 میلی آمپر (mA) را نشان می دهد که نشان دهنده 0 بار، 50 درصد محدوده است. اگر فشار را روی سمت پ رفشار ترانسمیتر اختلاف فشار اعمال کنیم، آنگاه مقدار به 20 میلی آمپر افزایش می یابد و به شما یک قرائت مثبت می دهد. از طرف دیگر، اگر به سمت فشار کم ، فشار وارد کنیم، سیگنال را به سمت 4 میلی آمپر و خواندن منفی میبرد.
ما میتوانیم چندین گزینه برای تبدیل فشار در سلول حسگر به سیگنال الکترونیکی پیدا کنیم روش های پیزوالکتریک (فشار سنج)، پیزوالکتریک، رزونانس و روش های خازنی همگی ما را به این هدف خواهند رساند.
ترانسمیتر های اختلاف فشار می توانند اختلاف فشار را در یک محفظه نمونه برداری تقسیم بر دیافراگم اندازه گیری کنند. ترانسمیتر اختلاف فشار شکل دیافراگم را ثبت می کند و تغییرات ناشی از اختلاف فشار در دو طرف محفظه نمونه برداری را ثبت می کند.
کاربرد های ترانسمیتر اختلاف فشار
اندازه گیری فشار با استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار:
ترانسمیتر اختلاف فشار با دیگر ترانسمیتر های فشار تفاوت دارند زیرا دارای سیستم فشار مرجع هستند. فشار مرجع به نوع فشار مورد نیاز برنامه بستگی دارد.
اندازه گیری فشار گیج:
برای اندازهگیری فشار گیج، انتهای بالای نمونهگیری به مخزن یا لوله متصل میشود و انتهای پایین در معرض فشار اتمسفر قرار میگیرد. بنابراین، ترانسمیتر اختلاف فشار مقادیر نسبت به فشار اتمسفر را اندازه گیری می کند.
اندازه گیری فشار مطلق:
برای اندازه گیری فشار مطلق، انتهای پایین ترانسمیتر اختلاف فشار در خلاء قرار دهیم. ترانسمیتر اختلاف فشار ، فشار اتمسفر را در شرایط جوی اندازه گیری می کند.
این مقاله در مورد تفاوت فشار مطلق، گیج و دیفرانسیل بیشتر به شما می گوید.
اندازه گیری خلاء :
برای اندازه گیری خلاء، انتهای پایین ترانسمیتر اختلاف فشار به مخزن خلاء متصل می شود و انتهای بالا در معرض فشار اتمسفر است. در این حالت، هرچه خلاء روی ظرف بیشتر باشد، ترانسمیتر پاسخ بیشتری می دهد.
اندازه گیری سطح با استفاده از ترانسمیتر فشار دیفرانسیل :
برای مخازن باز و بسته، ترانسمیتر اختلاف فشار می توانند فشار سیال در مخزن و همچنین فشار بالای سطح را اندازه گیری کنند. در این حالت ترانسمیتر اختلاف فشار می تواند با استفاده از فشار دیفرانسیل سطح مخزن را در هر لحظه مشخص کند.
رابطه فشار و سطح: P = ρ*g*h
ρ : چگالی مایع
g : شتاب ناشی از گرانش
h : ارتفاع ستون مایع
ترانسمیتر اختلاف فشار باید فقط سیال هایی را با چگالی اندازهگیری کنند که با تغییرات دما تغییر نمیکند، زیرا این کار دقت اندازهگیری شما را مختل میکند.
اندازه گیری فلو (Flow) با استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار
در اندازه گیری فلو با استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار ، یک عنصر اولیه را در خط اندازه گیری نصب می کنیم. این عنصر اولیه محدودیت مکانیکی ایجاد می کند که جریان داخل لوله را تغییر می دهد. تغییر در سطح مقطع و قوانین تداوم باعث افزایش سرعت سیال بعد از مقطع می شود. در همان زمان، فشار استاتیک در آن نقطه کاهش می یابد.
ترانسمیتر فشار می توانند گرادیان فشار قبل و بعد از عنصر اولیه را اندازه گیری کنند و بنابراین سرعت، جرم و جریان حجمی سیال را اندازه گیری کنند. معادله برنولی رابطه بین سرعت یک سیال و فشار آن را توصیف می کند. اگر سرعت سیال افزایش یابد، افت فشار نیز افزایش می یابد. به همین دلیل، پارامتر های فرآیند بر نوع عنصر اولیه مورد نیاز تأثیر میگذارند.
بسیاری از شرکت ها از صفحه اوریفیس برای طیف وسیعی از کاربرد های صنعتی استفاده می کنند. با این وجود، بسته به اینکه بخواهیم از افت فشار بالا جلوگیری کنیم یا سیال با مواد جامد مخلوط شده باشد که ممکن است به محدودیت مکانیکی آسیب برساند، باید از طرح های مختلف عناصر اولیه استفاده کنیم.
