اندازه‌گیری متغیرهای فیزیکی جریان سیالات، بحث کاملاً جدی برای طراحی انواع فرآیندهای صنعتی است. در طول اجرای یک فرایند چندین نوع سیال با دبی‌های مختلف در جریان هستند که نتیجه کار به اندازه‌گیری دقیق فلوی آنها وابسته است. ترانسمیتر جریان یکی از تجهیزات کلیدی ابزار دقیق است که برای این منظور طراحی شده است. یک فلو ترانسمیتر قرار است تا حد فاصل از سنسور اندازه‌گیری دبی تا نمایش اطلاعات و ارتباط با تجهیزات کنترلی را بر عهده بگیرد.
این قطعه یک بخش تکمیلی از پایش اطلاعات و بهینه کردن سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده توسط سنسور اندازه‌گیری دبی است. در این مقاله از گروه اینرژی طراحی تا کاربرد ترانسمیتر جریان را بررسی کرده و از الزامات نصب در انواع آنها صحبت خواهیم کرد. همچنین در صورت نیاز می‌توانید انواع ترانسمیتر جریان را از برندهای مطرح بازار با بهترین قیمت تهیه کنید.
ترانسمیتر جریان چیست؟
ترانسمیتر جریان یک تجهیز مبدل برای استاندارد سازی ارتباط الکتریکی سنسور با سیستم‌های کنترلی است. در عین حال برخی از انواع فلو ترانسمیتر دارای بخش‌های نمایش مقدار دبی خطوط هستند. این دستگاه سیگنال خام الکتریکی سنسور را به یک سیگنال استاندارد کنترلی تبدیل می‌کند. ترانسمیتر جریان به تنهایی قادر به اندازه‌گیری دبی خطوط نیست؛ بلکه بخش سنسور نصب شده بر خطوط فرآیند را مدیریت می‌کند. به این ترتیب که از قابلیت تبدیل سازی سیگنال الکتریکی خام سنسور در سطوح استاندارد از قبیل سیگنال HART (4 الی 20 میلی آمپر) و… برخوردار است. عموم این تجهیزات از بخش صفحه نمایش دیجیتال و یا آنالوگ برای نمایش لحظه‌ای جریان استفاده می‌کنند. در عین حال مدل‌های پیشرفته‌تر از امکان ذخیره اطلاعات، مدیریت ارتباط با سیستم کنترل و حتی امکان برنامه‌نویسی و… برخوردار هستند.
فناوری‌ها در طراحی ترانسمیتر جریان
منظور از فناوری، روش به کار رفته در ترانسمیتر جریان برای اندازه‌گیری دبی سیالات است. در نظر داشته باشید که فلو ترانسمیتر در امتداد تجهیزات مدرن دبی سنج‌های صنعتی قرار دارد. لذا فناوری‌های به کار رفته در این تجهیزات نیز در سطح مکانیزم‌های طراحی شده برای فلومترها قرار می‌گیرند. این فناوری‌ها به قرار زیر هستند:
- ترانسمیتر متکی بر اختلاف فشار (DP): در این نوع فلو ترانسمیتر از قابلیت ایجاد اختلاف فشار (DP) برای اندازه‌گیری دبی استفاده شده است. به شکلی که اختلاف فشار ایجاد شده سیال وابسته به مقدار دبی آن تغییر می‌کند. ترانسمیترها با بهره‌مندی از صفحه سوراخ‌دار (اریفیس پلیت)، المان‌های مخروطی شکل، لوله‌های پیلوت (Pilot) و حتی ونتوری‌ها (Venturi) از این نوع فناوری‌ها هستند.
- ترانسمیترها متکی بر ارسال امواج در سیال: این نوع ترانسمیتر جریان بدون تأثیر در شرایط کلی سیال مانند اختلاف فشار و تنها با استفاده از امواج مغناطیسی و یا التراسونیک (صوتی) کار می‌کنند. در این فناوری‌ها مقدار نرخ عبور موج صوتی و یا مغناطیسی به مقدار دبی و یا سرعت عبور سیال وابسته است. این ترانسمیترها طراحی مدرن، ابعاد کوچک و نصب سریع و ساده‌ای دارند. در عین حال مشخصات ترانسمیتر جریان در این فناوری کاملاً وابسته به نوع سیال تعیین می‌شود.
انواع ترانسمیتر جریان با توجه به تکنولوژی ساخت آنها
همگی انواع فلو ترانسمیترها تجهیزاتی با قابلیت اندازه‌گیری دبی و مخابره اطلاعات برای سیستم‌ها از جمله PLC و یا DCS و همچنین امکان نمایش اطلاعات دبی فرایند هستند. اگر چه از نگاه کاربردی یکسان هستند؛ اما از نحوه عملکرد ترانسمیتر جریان تفاوت‌هایی دارند که به نوعی تکنولوژی کار شده در آنها مرتبط است. در عین حال همین تفاوت در چگونگی اندازه‌گیری دبی فاکتور تعیین کننده برای کاربرد ترانسمیتر جریان است. انواع متداول این تجهیزات به قرار زیر هستند.
ترانسمیتر جریان التراسونیک
فلو ترانسمیتر التراسونیک با قابلیت اندازه‌گیری دبی تعداد متنوعی از سیالات فرآیندهای صنعتی طراحی شده است. در عین حال این نوع فلو ترانسمیتر بدون طراحی المان مکانیکی در جریان سیال و تنها با استفاده از ارسال و دریافت امواج التراسونیک (صوتی) کار می‌کند. بنابراین نصب این سیستم هیچ تأثیری در افت فشار و یا تلاطم سیال ندارد. از طرفی رفتار آن برای اندازه‌گیری دبی کاملاً غیر تهاجمی است و حتی به راحتی نصب شده و بدون نیاز در تغییر خطوط کارایی دارند.
نحوه عملکرد ترانسمیتر جریان التراسونیک متکی بر ارسال و دریافت امواج صوتی است. به این ترتیب که تغییرات دبی در بازه دریافت امواج التراسونیک تأثیرگذار است. این ترانسمیترها را در ابعاد کوچک با قابلیت نصب ساده و سریع، وزن کم و قیمت مناسب تولید می‌کنند. همچنین از امکان نمایش محلی اطلاعات دبی خط، ذخیره اطلاعات و پشتیبانی از سیگنال‌های ارتباطی استاندارد و حتی کنترل راه دور برخوردار هستند. از فلو ترانسمیتر التراسونیک برای اندازه‌گیری دبی سیالات تمیز با گرانروی کم مانند آب تصفیه شده، روغن‌های تصفیه شده، سیستم‌های گردش آب ساختمان و یا فضاهای صنعتی و… استفاده می‌کنند. قیمت ترانسمیتر جریان از نوع التراسونیک در جمع مدل‌های اقتصادی قرار دارد.
ترانسمیتر جریان توربینی
فلو ترانسمیتر توربینی از کاربردی‌ترین مدل‌ها محسوب می‌شود. طراحی ساده، المان اندازه‌گیری با عملکردی ساده و دقیق دارد. قیمت ترانسمیتر جریان توربینی نیز در رنج اقتصادی قرار می‌گیرد. اما به هر حال یک المان اندازه‌گیری مکانیکی است که در برخی شرایط سیال اعم از فشار و یا تلاطم جریان تأثیرگذار است. در عین حال بخش توربینی آن تحت تأثیر سیال مستهلک خواهد شد. شرکت‌های تولید کننده، این مدل‌های توربینی را با قابلیت نمایش دیجیتالی دبی سیال و همچنین امکان تولید سیگنال الکتریکی استاندارد مناسب فعالیت انواع PLC و DCS و… طراحی می‌کنند. همچنین برای اندازه‌گیری دبی سیالات نه چندان چگال مانند آب، سیالات روغنی، سیالات نفتی، سیالات شیمیایی و نصب در خطوط پمپ و بچینگ و… کارایی دارند.
ترانسمیتر جریان الکترومغناطیسی
فلو ترانسمیتر از نوعی الکترومغناطیسی با دست بازی برای اندازه‌گیری دبی انواع سیالات طراحی شده‌اند. در این تجهیزات از ارسال امواج مغناطیسی در مسیر جریان برای اندازه‌گیری دبی استفاده می‌شود. به این ترتیب که هر اندازه جریان سریع‌تر و دبی بالاتر باشد، مقدار انحراف امواج الکترومغناطیسی سیستم نیز بیشتر است که قاعدتاً عامل تعیین کننده ساده اما دقیق برای اندازه‌گیری دبی سیالات است. شرکت‌های تولید کننده این تجهیزات را با قابلیت نمایش دیجیتالی، امکانات کنترلی گسترده، امکان کنترل از راه دور و حتی بهره‌مندی از پورت‌های ارتباطی استاندارد از جمله پورت HART و… طراحی کرده‌اند.
انواع فلو ترانسمیتر الکترومغناطیسی را به شکل نصب ثابت و یا سیار با قابلیت نصب تنظیمی بر خطوط طراحی می‌کنند. این تجهیز بدون بهره‌مندی از المان مکانیکی مقدار دبی عبور سیال را اندازه‌گیری خواهد کرد. به این ترتیب تأثیری در تغییرات فشار سیال و یا ایجاد تلاطم در آنها ندارند. از طرفی برای هر نوع سیال چگال، سیال با گرانروی بالا و حتی سیالات کثیف و لجنی شده مناسب هستند. اما در کل کاربرد ترانسمیتر جریان الکترومغناطیسی برای اندازه‌گیری دبی سیالات رسانا می‌باشد.
ترانسمیتر جریان تیغه‌ای
فلو ترانسمیتر تیغه‌ای که گاهاً با عنوان مدل‌های پدالی شناخته می‌شود، از یک بخش مکانیکی چرخشی به عنوان تیغه متحرک برای اندازه‌گیری دبی سیالات استفاده می‌کند. این تیغه طراحی کوچک و ظریفی دارد که به راحتی با قرار گرفتن در جریان سیال می‌چرخد و سرعت چرخش آن به مقدار دبی سیال وابسته است. یک بخش الکترونیکی طراحی شده است که می‌تواند سرعت چرخش این تیغه مکانیکی را اندازه گرفته و به سیگنال الکتریکی استانداردی برای ارتباط با سیستم‌های کنترلی و یا نمایش دقیق مقدار دبی تبدیل نماید.
فلو ترانسمیتر از نوع تیغه‌ای در دسته بندی تجهیزات کوچک با طراحی ساده برای اندازه‌گیری خطوط کوچک فرایندی مناسب هستند. از این نوع فلو ترانسمیتر عموماً برای اندازه‌گیری دبی جریان‌های کوچک و متوسط که تحت فشار نیستند، استفاده می‌شود. این مدل‌های تیغه‌ای محدودیتی برای اندازه‌گیری دبی سیالات داغ، خیلی سرد و یا خیلی چگال و حتی کثیف و… ندارند؛ اما به هر حال المان مکانیکی آنها در افت فشار و یا ایجاد تلاطم سیال تأثیرگذار است. البته برندهای تولید کننده این ترانسمیترهای کوچک و کارآمد را با قابلیت کنترل راه دور و یا ارتباط بهینه با تجهیزات کنترلی طراحی می‌کنند.
بررسی مشخصات ترانسمیتر جریان
فاکتورهای تعیین کننده مشخصات ترانسمیتر جریان متنوع هستند که هر کدام از آنها می‌توانند عامل تعیین کننده از قابلیت کاربردی، دقت، تکرار پذیری و حساسیت محصول باشند. حداکثر فشار کاری، محدوده دمای سیال و حتی مقدار چگالی و گرانروی سیال از جمله این فاکتورهای کلیدی محسوب می‌شوند. لذا حین خرید ترانسمیتر جریان در مدل‌های گوناگون آن برخی فاکتورهای فنی را مد نظر داشته باشید. از قبیل:
- محدوده فشار کار ترانسمیتر: این محدوده تعیین کننده قابلیت کاربرد ترانسمیتر در یک رنج فشار کاری است. قاعدتاً این محدوده باید با مؤلفه‌های طراحی فرایند سازگار باشد.
- محدوده دمای سیال: این فاکتور عامل بررسی دما در شرایط کاری ترانسمیتر است. دمای سیال باید در محدوده قابل کارکرد ترانسمیتر قرار بگیرد.
- محدوده نرخ دبی حجمی یا جرمی ترانسمیتر: این فاکتور عامل تعیین کننده اندازه‌گیری دبی سیال است. برخی از این ترانسمیترها در محدوده چند لیتر و برخی در محدوده چند متر مکعب طراحی می‌شوند و قاعدتاً این محدوده باید با شرایط کلی فرایند سازگار باشد.
- محدوده سرعت سیال: این فاکتور عامل بررسی کننده دامنه جریان در فاصله بر زمان است. در ترانسمیترهایی که وابسته به سرعت سیال برای اندازه‌گیری دبی کار می‌کنند، استفاده از این فاکتور تعیین کننده است.
انواع خروجی‌های استاندارد ترانسمیتر جریان
نوع سیگنال خروجی برای ارتباط با تجهیزات کنترلی از قبیل PLC و یا DCS از دیگر بحث‌ها در بررسی مشخصات ترانسمیتر جریان است. خروجی‌های استاندارد ترانسمیتر نیز در مدل‌های آنالوگی و یا دیجیتالی به شکل پالس‌های فرکانسی و یا ولتاژی و… هستند.
در ساده‌ترین حالت برای طراحی انواع ترانسمیتر جریان از خروجی‌های آنالوگ استفاده می‌کنند. این نوع خروجی‌ها طراحی ساده و عملکردی خطی دارند. ۰ الی ۵ ولت و یا ۴ الی ۲۰ میلی آمپر (HART) از جمله این خروجی‌های آنالوگ هستند. کاربرد این نوع خروجی‌ها ساده است که جهت طراحی سیستم‌های کنترل حلقه بسته صنعتی و فرآیندی کارایی دارند.
اما خروجی‌های مدرن‌تر با قابلیت تفکیک بهتر و استفاده بهینه در سیستم‌های کنترلی از نوع سیگنال‌های فرکانسی و پالسی هستند. این نوع خروجی‌ها را با استفاده از تکنولوژی‌های مدولاسیون دامنه (AM)، مدولاسیون فرکانس (FM) و یا مدولاسیون عرض پالس (PWM) تولید می‌کنند. این نوع خروجی از نوع دیجیتالی است که به شکل قطعه پالس تهیه شده و در تجهیزات کنترل دیجیتالی برای اندازه‌گیری و اعمال دبی سیال استفاده می‌شوند.
چرا به استفاده از ترانسمیتر جریان نیاز داریم؟
ترانسمیتر جریان برای تکمیل پروسه کنترل خودکار فرآیند طراحی شده است. چرا که می‌تواند با دقت بالا و سرعت کافی مقدار دبی سیال را اندازه‌گیری کرده و در قامت یک سیگنال کنترلی بهینه در اختیار کنترلرهای صنعتی قرار دهد. به این ترتیب عملاً می‌توانیم از اطلاعات دبی برای طراحی فرآیندهای خودکار استفاده کنیم. در فرآیندهای صنعتی به استفاده از فلو ترانسمیتر نیاز داریم. زیرا:
- از دقت بسیار بالایی در اندازه‌گیری دبی سیالات مختلف برخوردار هستند. خطای انواع این تجهیزات در مدل‌های حجمی حداکثر 0.15 درصد و در مدل‌های جرمی حداکثر 0.25 درصد است.
- از امکانات کاربردی و پیشرفته مانند تشخیص نویز، عیب یابی سنسور، تشخیص خطای سیم بندی و حتی شناسایی خط لوله خالی در ساخت آنها استفاده شده است.
- از تنوع کاملاً گسترده در به کارگیری متریال‌های گوناگون برای اندازه‌گیری دبی سیالات مختلف برخوردار هستند. عموم این تجهیزات را با استفاده از فولاد ضد زنگ، آلیاژهای فلزی از قبیل آلیاژهای نیکل و… می‌سازند که از ظرفیت حرارتی بالایی برای عبور انواع سیالات در فرآیندهای خاص صنعتی برخوردار هستند.
قیمت ترانسمیتر جریان
عوامل تعیین کننده قیمت ترانسمیتر جریان گوناگون هستند. تکنولوژی ساخت در به کارگیری المان اندازه‌گیری دبی عامل اصلی قیمت ترانسمیتر جریان است. البته خرید ترانسمیتر جریان با توجه به نوع و شرایط سیال انجام خواهد شد. به عنوان مثال از فلو ترانسمیترهای الکترومغناطیسی نمی‌توانیم برای دبی سنجی سیالات غیر رسانا استفاده کنیم.
محدوده فشار کاری، محدوده دمای کاری، وابستگی به سرعت سیال، نوع سیگنال‌های کنترلی، برخورداری از قابلیت‌ها مانند تشخیص خرابی سنسور، تشخیص خالی بودن خط و یا تشخیص خطای سیم بندی و… از دیگر فاکتورهای کلیدی قیمت ترانسمیتر جریان هستند. برای بررسی بهترین برند ترانسمیتر جریان از جمع تمامی محصولات بازار و همچنین اطلاع از بهترین قیمت می‌توانید از بخش فروشگاهی سایت اینرژی استفاده کنید. اینرژی بهترین سایت فروش ترانسمیتر جریان در ایران است که برای فروش ترانسمیتر جریان با بهترین قیمت و عرضه در سراسر ایران فعالیت می‌کند.
