ترانسمیتر فشار چیست و انواع آن
کنترل و بهبود عملکرد در سیستم‌های صنعتی از مهم‌ترین اهداف در برخی از مشاغل است. ترانسمیترهای فشار یکی از پرکاربردترین ابزارها برای کنترل و اندازه گیری کمیت‌های فیزیکی مانند دما، فشار، جریان و سطح است. این ابزار با تبدیل فشار سیستم به سیگنال‌های الکتریکی، آن را قابل اندازه گیری و قابل کنترل می‌کند. البته، از ترانسمیترهای فشار برای اندازه گیری کمیت‌های دیگری هم استفاده می‌شود که در ادامه این قصد داریم به معرفی آنها و انواع ترانسمیترهای فشار بپردازیم.
ترانسمیتر فشار چیست؟
ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter) یک وسیله مورد استفاده در سیستم‌های انتقال سیالات است. کار دستگاه ترانسمیتر فشار، ارسال، دریافت و تبدیل سیگنال‌های معرف فشار است. البته، ترانسمیتر علاوه بر اندازه گیری و تعیین فشار سیالاتی مانند مایع، هوا، گاز و روغن؛ امکان اندازه گیری برخی دیگر از کمیت‌ها مانند چگالی، جریان، سطح، دما و وزن را دارد. سیگنال‌های ارسال شده در ترانسمیتر، می‌تواند برای اندازه گیری دیگر کمیت‌های فیزیکی نیز به کار رود.
معمولا از ترانسمیتر فشار در صنایع مرتبط با انتقال سیالات استفاده می‌شود و اهمیت بسیار بالایی در سیستم‌های پایپینگ دارد. برخی از افراد ترانسمیتر را با ترانسدیوسر اشتباه می‌گیرند و آنها را جای یکدیگر معرفی می‌کنند. باید بگویم که ترانسدیوسر نیز مانند ترانسمیتر در حوزه ابزار دقیق، مهم است؛ ولی عملکرد و وظایف متفاوتی دارد.
انواع ترانسمیتر فشار
انواع ترانسمیترهای فشار بر اساس فشار قابل اندازه گیری تقسیم می‌شوند.
• ترانسمیتر فشار مطلق: اندازه گیری فشار هر نقطه نسبت به نقطه خلأ
• ترانسمیتر فشار گیج یا فشار نسبی: اندازه گیری فشار هر نقطه نسبت به فشار محیط
• ترانسمیتر اختلاف فشار: اندازه گیری فشار دو نقطه متفاوت نسبت به یکدیگر در سیستم‌ها
پرکاربردترین ترانسمیتر، نوع اختلاف فشار است که با توجه به تکنولوژی متنوعی که برای اندازه گیری اختلاف فشار دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. انواع ترانسمیترهای فشار نیز دارای دیگر انواع متفاوتی هستند که عبارت‌اند از:
• ترانسمیتر فشار خازنی
• ترانسمیتر فشار پیزوالکتریک
• ترانسمیتر فشار اپتیکال یا نوری
• ترانسمیتر فشار پیزومقاومتی
• ترانسمیتر فشار همراه با کرنش سنج
• ترانسمیتر فشار الکترومغناطیسی
ترانسمیتر فشار مطلق
از ترانسمیتر فشار مطلق (Absolute Pressure Transmitter) برای اندازه گیری فشار سیالات نسبت به نقطه خلأ استفاده می‌شود. یعنی در ترانسمیتر یک سنسور موجود در فضای خلأ وجود دارد. زمانی که یک سیال به این سنسور برخورد می‌کند، فشار آن سیال بر روی ترانسمیتر فشار مطلق مشخص می‌شود.
کاربرد ترانسمیتر فشار مطلق بیشتر در صنایع داروسازی، نفت و گاز، مواد غذایی، پتروشیمی، مطالعات علمی و مواد شیمیایی استفاده می‌شود. در این صنایع، نیاز به اندازه گیری فشار با یک مبنای ثابت است. به همین دلیل، از ترانسمیتر فشار مطلق استفاده می‌شود تا عملکرد پمپ‌های خلأ، بسته بندی صنعتی، اندازه گیری فشار مایعات، کنترل بر روی فرایندهای صنعتی و کنترل کیفیت تجهیزات هوا فضا مورد بررسی قرار گیرد.
ترانسمیتر فشار گیج یا فشار نسبی
از ترانسمیتر فشار گیج (Gauge Pressure Transmitter) برای اندازه گیری سیالات نسبت به فشار محیط استفاده می‌شود. دقیقا بر خلاف ترانسمیتر فشار مطلق که سنسور آن در یک محیط کاملا بسته قرار داشت، سنسور این نوع ترانسمیتر در یک فضای باز قرار دارد. یک مجزای مخصوص به سنسور این ترانسمیتر متصل است که باعث می‌شود تا ترانسمیتر مستقیما در فشار محیط قرار بگیرد.
کاربرد ترانسمیتر فشار گیج برای کنترل تغییرات فشار در نسبت با فشار محیط است. بیشترین موارد استفاده از ترانسمیترهای فشار گیج در پزشکی است. به‌عنوان‌مثال، اندازه گیری فشار خون، تنظیم فشار کپسول‌های اکسیژن و خارج کردن مایعات از زخم بیمار نمونه‌هایی از موارد استفاده از ترانسمیترهای فشار گیج در پزشکی است.
ترانسمیتر اختلاف فشار
از ترانسمیتر اختلاف فشار (Differential Pressure Transmitter) برای اندازه گیری اختلاف فشار بین دو نقطه از سیستم استفاده می‌شود. همان‌طور که اشاره کردیم، این نوع ترانسمیتر از پرکاربردترین ترانسمیترهای مورد استفاده برای کنترل سیالات است. در ترانسمیترهای اختلاف فشار، سنسور به یک نقطه متفاوت از سیستم متصل شده و آن نقطه را به عنوان مبنای اندازه گیری فرض می‌کند.
موارد استفاده از ترانسمیترهای اختلاف فشار برای تأسیسات تهویه مطبوع، داروسازی، پتروشیمی، کاغذسازی، سیستم تصفیه آب، پالایشگاه، تجهیزات دریایی یا زیردریایی، مواد غذایی، نیروگاه است. ترانسمیتر اختلاف فشار، قابلیت اندازه گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان، چگالی، سطح و ویسکوزیته را نیز دارد.
کاربرد ترانسمیترهای فشار
به طور کلی، ترانسمیترهای فشار برای هر صنعتی که نیاز به اندازه گیری و کنترل فشار سیالات دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از این صنایع که از ترانسمیترهای فشار استفاده می‌کنند، عبارت‌اند از مواد غذایی، نفت و گاز، پتروشیمی، پالایشگاه، تولید مواد شیمیایی، داروسازی، کاغذسازی، تأسیسات بهداشتی، نیروگاه، تأسیسات سرمایشی و غیره هستند.
برخی از موارد استفاده از ترانسمیترهای فشار در انواع صنایع شامل:
• فشار تجهیزات در تأسیسات سرمایشی و گرمایشی را کنترل و تنظیم می‌کند.
• در حفاری چاه نفت و گاز، فشار را بررسی می‌کند.
• در پروژه‌های عمرانی، فرایند انتقال دوغاب را کنترل می‌کند.
• در کارخانه‌های کاغذسازی، فشار مناسب در فرایند آماده سازی خمیر را اندازه گیری می‌کند.
• در شبکه توزیع خدمات شهری، پمپ‌های بزرگ انتقال آب و فاضلاب را بررسی و کنترل می‌کند.
• بر روی عملکرد توربین‌ها و خطوط انتقال در نیروگاه‌ها کنترل دارد.
• در کارخانه‌های داروسازی برای کنترل فشار سیستم‌های انتقال ذرات و پودرها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• در ساخت ماشین آلات صنعتی، فشار را اندازه گیری و کنترل می‌کند تا دستگاه‌ها عملکرد مناسب داشته و کیفیت بالایی را ارائه دهند.
هدف استفاده از ترانسمیتر فشار
همان‌طور که در بالاتر اشاره کردیم، اصلی‌ترین وظیفه ترانسمیترهای فشار، اندازه گیری کمیت‌های فیزیکی مرتبط با فشار است. این ابزار با اندازه گیری این کمیت‌ها می‌تواند از بروز مشکلات از قبیل افت جریان، افزایش لرزش، کاویتاسیون، شکست مکانیکی، آلودگی صوتی، بهینه سازی فشار سیستم و استهلاک قطعات جلوگیری کند. همین موضوع باعث می‌شود تا دستگاه‌های در ارتباط با فشار، عملکرد بهتری داشته باشند و فعالیت آنها با هیچ‌گونه مشکلی مواجه نشود.
نتیجه گیری
در این مقاله، به تعریفی از ترانسمیترهای فشار پرداختیم تا با عملکرد دقیق آنها آشنا شوید. در واقع، ترانسمیتر فشار یکی از ابزارهای دقیق است که به صاحبان برخی از مشاغل مرتبط با فشار، کمک می‌کند تا فشار را اندازه گیری کنند. البته، همان‌طور که اشاره کردیم، ترانسمیتر فشار، تنها برای اندازه گیری کمیت‌های فشار نیست. بلکه برای اندازه گیری دیگر کمیت‌های فیزیکی از جمله دما، جریان، سطح و ... استفاده می‌شود.