ترانسمیتر دما

ترانسمیتر دما یک وسیله الکتریکی است که یک سنسور دما (مانند ترموکوپل RTD یا ترمیستور) را به یک دستگاه اندازه گیری یا کنترلی (مانند PC DCS PLC حلقه کنترل کننده، دیتا لاگر، نمایشگر، ضبط کننده و…) متصل می‌کند.

روش عملکرد ترانسمیتر دما

• ایزوله و تقویت سیگنال ورودی
• فیلتر نویز
• خطی سازی سیگنال
• تبدیل سیگنال ورودی از سنسور
• ارسال سیگنال استاندارد به کنترل کننده

سیگنال خروجی

سیگنال های خروجی متداول در ترانسمیترهای دما عبارتند از:

• ۴-۲۰mA
• ۰-۱۰V DC

به طور مثال می‌توان ۴ میلی آمپر را معادل ۰ درجه و ۱۰۰ درجه را معادل ۲۰ میلی آمپر تنظیم کرد. در یک سیستم کنترلی برای بهبود فرآیند عیب‌یابی بهتر است که از سیگنال ۴ تا ۲۰ میلی آمپر استفاده شود.

مزایای ترانسمیترهای دما

ترانسمیترها مزایای متعددی نسبت به روش های سنتی اندازه گیری دما دارند.

• به ولتاژ ac برای نصب از راه دور در حالت دو سیم نیازی نیست.
• با توجه به کوچک بودن سطح جریان در خروجی، نیازی به منبع اضافی برای تولید جریان در خروجی نیست.
• معمولا ولتاژ تغذیه ۲۴ Vdc در ترانسمیترها به کار می‌رود که سیگنال استاندارد بوده و در کارخانه ها به عنوان ولتاژ استاندارد برای راه اندازی تجیهزات ابزار دقیق استفاده می‌شود.
• نویز و خرابی سیگنال برای ترانسمیتر دو سیم مشکلی ایجاد نمی‌کند.
• سیگنال خروجی جریان از ترانسمیتر با ایمنی بالایی به کنترل کننده منتقل می‌گردد.
• عدم تاثیر ولتاژ در سیگنال خروجی
• کاهش هزینه سیم کشی با استفاده از نصب ترانسمیترها

انواع سنسورهای دما در ساخت ترانسمیترها

ترمیستور NTC یا Negative Temperature Coefficient

‌ترمیستور یک سنسور مقاومتی حرارت است، تغییرات دما را اندازه گیری می‌کند. ترمیستور NTC مقاومت بسیار بالایی در دماهای پایین دارد، با افزایش دما مقاومت به شدت کاهش می‌یابد.

علت این تغییرات سریع، تغییر زیاد در مقاومت با هر °C می‌باشد.

تغییرات کوچک دما در این مدل سنسور بسیار سریع و با دقت بالا اندازه گیری می‌شود. ماهیت عملکردی این سنسور به صورتی است که در خروجی نیاز به خطی سازی دارد.

سنسور RTD یا Resistance Temperature Detector

RTD که به اسم سنسور مقاومتی نیز شناخته می‌شود، به صورت مقاومتی دما را اندازه گیری می‌کند. این مدل سنسور که دقت خوبی نیز دارد را می‌توان برای اندازه گیری دماهای -۲۰۰ تا ۶۰۰ درجه نیز به کار برد.

این سنسور با وجود دقت بالایی که دارد با قیمت مناسبی نیز عرضه شده است.

ترموکوپل

سنسور ترموکوپل از دو سیم فلزی متفاوت تشکیل شده است. ولتاژ متفاوت بین این دو سیم متناسب با تغییرات دما می‌باشد. ترموکوپل ها به صورت غیرخطی عمل می‌کنند و برای تفسیر آنها معمولا از یک جدول استفاده می‌شود.

اگرچه این سنسور دقت مناسبی ندارد اما برای اندازه گیری دما از -۲۰۰ تا ۱۷۵۰ به کار می روند.

سنسور نیمه هادی

این مدل سنسورها بیشتر در مدارهای مجتمع به کار می‌روند. خروجی این سنسور خطی می‌باشد، اما با دقت به نسبت پایینی مقادیر را اندازه گیری می‌کنند.

ترمومتر ویکا مدل ۷۳

ترمومتر صنعتی از تجهیزاتی است که در بیشتر صنایع و کارخانه ها به کار می رود. اهمیت اندازه گیری مداوم دما بر هیچ کس پوشیده نیست. بنابراین با توجه به سیستم باید گیج دما را انتخاب کرد.

دماسنج های صنعتی معمولا به یکی از دو روش زیر دما را اندازه گیری میکنند:

• بی متال
• گاز اکچوئیتد

بی متال یکی از قدیمی ترین روش های ساخت سنسور دما می باشد و با توجه به اینکه از دو نوار فلزی که به صورت طولی تشکیل شده است با تغییر طول نوار و نوع متریال فلزها می توان دماسنج با رنج های دمایی متفاوت و دقت های متنوعی را ساخت.

یکی از بزرگترین معایب دماسنج های بی متال اندازه گیری دما به صورت محلی است. به طور مثال اگر در یک سیستم باید بین فرآیند و دماسنج فاصله باشد ( نیاز به ترمومتر کپیلاری دار باشد ) نمی توان از این مدل استفاده کرد.

ترمومتر Gas actuated  از گاز برای اندازه گیری دما استفاده می کند. محفظه این دماسنج ها با گاز پر می شود دما بر سرعت حرکت گاز تاثیر می گذارد و با توجه به سرعت حرکت گاز عقربه دماسنج مقدار دما را نشان می دهد.

اما باید توجه داشت که این مدل دقت کمتری نسبت به دماسنج بی متال دارد. در ادامه به بررسی ترمومتر ویکا مدل ۷۳ می پردازیم.

کاربردها

• اندازه گیری دما در صنایع شیمیایی و پتروشیمی ، صنعت نفت و گاز ، انرژی و صنعت آب و فاضلاب
• اندازه گیری دما در صنایع ماشین سازی، کارخانه های صنعتی، مخازن و صنایع غذایی
• اندازه گیری دما بدون نصب مستقیم بر روی فرآیند
• مناسب برای نصب بر روی تابلو، اتاق کنترل و….

ترمومتر گازی مدل ۷۳ ویکا (gas-actuated) مطابق با استاندارد EN 13190 طراحی شده است. این مدل با بالاترین کیفیت برای پاسخ گویی به نیاز صنایع شیمیایی و پتروشیمی، نفت و گاز و صنعت انرژی با متریال استنلس استیل ساخته شده است.

دنباله، بخش اتصال به فرآیند، بدنه (همه قسمت ها) از متریال استنلس استیل ساخته شده است. با توجه به اینکه این مدل برای نصب در صنایع بسیاری در نظر گرفته شده است بنابراین اتصالات و طول دنباله و کپیلاری برای آن در نظر گرفته شده است.

نرخ حفاظت این مدل IP65 است که نشان دهنده استاندارد حفاظتی بالای آن است. بنابراین می توان از آن برای نصب در فضای آزاد و فرآیند با دماهای منفی از آن استفاده کرد.

این مدل را می توان در حالت هایی که فرآیند لرزش بالایی دارد یا شرایط نرمال نیست به کار برد. با توجه به نکات گفته شده می توان دماسنج ویکا مدل ۷۳ را برای صنایع و فرآیندهای متنوعی به کار برد.

صفحه این دماسنج قابل تنظیم است بنابراین میتوان با توجه به زاویه دید اپراتور صفحه را تنظیم کرد.

در ادامه ویژگی های فنی این مدل را بررسی خواهیم کرد:

ویژگی های فنی

• سرعت پاسخ گویی سریع
• اندازه گیری دما از -۲۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتی گراد
• بدنه و دنباله از متریال استنلس استیل

روش اندازه گیری دما

• محفظه داخلی پر شده از گاز (ایمن)

اندازه صفحه

• ۱۰۰ میلی متر
• ۱۶۰ میلی متر

اتصال

• استاندارد ( رزوه ای)
• اتصال مسطح ( بدون رزوه)
• مهره نری
• مهره یونیون
• اتصالات فشرده‌ شده‌
• کپیلاری دار

مدل ها

Back mount (axial)

A73.100

A73.160

Lower mount (radial)

R73.100

R73.160

Back mount, adjustable stem and dial

S73.100

S73.160

Version with capillary

F73.100

F73.160

ویکا در صنعت

کمپانی آلمانی ویکا با سابقه بلند مدت در زمینه ساخت تجهیزات ابزار دقیق فعال بوده و یکی از شناخته شده ترین برندها در بازار ایران است. ویکا در صنعت های مختلفی به کار می رود که در این مقاله چندین مورد را بررسی می کنیم.

۱-ماشین سازی و صنایع اتوماتیک

محصولات کمپانی ویکا برای اندازه گیری فشار، دما، سطح و جریان در صنعت طراحی شده اند. با توجه به همکاری بلند مدت و نزدیک با شرکت های ماشین سازی محصولات این کمپانی برای رنج وسیعی از بخش های صنعتی، چالش های روزانه، صنایع خاص به خوبی شناخته شده باشد.

محصولات ویکا برای اندازه گیری راه حل های متعددی ارائه می دهند. بنابراین کارخانه داران معمولا راه حل های بهینه ای برای درخواست هایشان پیدا می کنند.

۲-جرثقیل و بالابر

۳-گرمایش و تهویه و انتقال هوا

صنعت گرمایش، انتقال هوا و تهویه مطبوع در حال تغییر است و همراه با آن خواسته ها و کیفیت های اجزای سیستم ها نیز تغییر کرده است.

ویکا با طراحی محصولات قابل اعتماد و با پایداری بالا یکی از بهترین انتخاب ها در صنایع فوق الذکر است.

۴-تبرید

۵-نیمه هادی

خلوص بالا، مقاومت رسانه، نفوذ بالا و دقت از سری استاندارهای  SEMATECH و SEMIکه در ساخت و توسعه و تولید تجهیزات صنایع نیمه هادی باید در نظر گرفته شود.

محصولات ویکا را می توان برای اندازه گیری در سیستم های گازی، شیمیایی و حلال به کار برد. با توجه به طراحی نوآورانه محصولات، فضای مرده خیلی کم و سطح پاکسازی شده، زمان پاسخ گویی محصولات حتی در سیستم های نیمه هادی نیز بالا است.

برای نصب در محیط های خطرناک محصولات این کمپانی با استانداردهای ATEX  یا FMطراحی شده اند. از کاربردهای تجهیزات ویکا در این صنایع می توان به این موارد اشاره کرد:

• سیستم های توزیع گاز
• سیستم تامین آب
• تامین مایع شیمیایی
• اندازه گیری سطح و حلال های مایع

۶-گازهای صنعتی و پزشکی

مخازن گاز و گازهای ترکیبی در دنیای مدرن در سیستم های بسیاری مورد استفاده قرار می گیرند. از کاربردهای این تجهیزات می توان به نصب در فرآیندهای حرارتی در صنعت تولید یا در ذخیره و نگهداری مواد غذایی یا تجهیزات الکتریکی اشاره کرد.

در صنعت پزشکی نیز می توان به استفاده در سیستم تنفس مصنوعی اشاره کرد.

بسته به نوع گاز یا تجهیزات، گازها به شکل فشرده یا مایع در دسترس هستند، به طور مثال در سیلندرها یا تانک ها در اندازه ها و رنج های متفاوتی در دسترس هستند.

تجهیزات ویکا در این حوزه برای نظارت بر فشار، اندازه گیری سطح و به کار گیری در تجهیزات خودکار به کار می رود.

۷-انتقال و توزیع برق (SF6)

برای تجهیزاتی که با گازهای SF6 کار می کنند، احتیاج به ابزار دقیق تخصصی است. کمپانی ویکا در ارائه مجموعه کاملی از محصولات این حوزه به صورت منحصر به فردی عمل می کند.

در سراسر جهان، بیش از  ۱,۰۰۰,۰۰۰ تجهیزات اندازه گیری ویکا برای مانیتور چگالی گاز به کار می رود. که این تعداد به دلیل کیفیت بالای محصولات این کمپانی است.

ابزار دقیق های این کمپانی به خوبی آب بندی شده و جبران حرارتی نیز برای این محصولات در نظر گرفته شده است. با توجه به موارد ذکر شده حتی در سخت ترین شرایط نیز می توان از این تجیزات استفاده کرد.

۸- صنایع بهداشتی

‌در صنعت مواد غذایی، سالم بودن تولیدات یکی از مهمترین موارد برای تولید کننده است. در تولید صنعتی مواد غذایی و نوشیدنی، طراحی بهداشتی تجهیزات کارخانه که در تماس با محصول هستند یکی از مهمترین ضرورت ها برای جلوگیری از آلودگی میکروبیولوژیکی است و با این کار کیفیت محصول تضمین می شود.

در صنایع غذایی و نوشیدنی، تجهیزات ابزار دقیق باید مواد، کیفیت، ایمنی و اتصالات مهندسی شده استاندارد باشند.

استانداردهای بهداشتی و ایمنی

ابزارهای اندازه گیری ویکا مطابق استانداردهای بین المللی تولید می شوند. این محصولات استانداردها و الزامات محکم و دقیقی را شامل می شوند:

• FDA (اداره غذا و دارو)
• EHEDG (گروه مهندسی و طراحی ایمنی اروپا)
• استانداردهای بهداشتی ۳-A
• ATEX

۹- نفت و گاز

دماسنج، فشارسنج و سطح سنج های ویکا را می توان در زمینه تولید و فرآوری نفت و گاز، آفشور و آنشور به کار برد. تجهیزات اندازه گیری ویکا مطابق با آخرین استاندارد ایزو ۱۵۱۵۶ و NACE تولید شده اند.

فشارسنج های بوردونی و دیافراگمی ویکا در آزمایشگاه های مختلف تحت فشار و دماهای گوناگون با گازهای مختلف تست شده اند.

متریال ها

• استنلس استیل ۳۱۶L
• آلیاژ نیکل
• مونل ۴۰۰
• PTFE
• تانتالم
• هاستیلوی
• طلا
• پلاتین

نمونه کاربردها

• سیستم های نفتی
• پالایشگاه ها
• خطوط لوله گاز
• مخازن نفت و گاز

۱۰- صنایع پتروشیمی

تولید محصولات شیمیایی از نفت و گاز طبیعی در پالایشگاه ها نیاز به تجهیزات با استاندارد بالایی دارد. دقت بالا و کیفیت محصولات ویکا تایید‌ شده‌ است و در صنایع مختلفی کاربرد دارد.

با توجه به اینکه پردازش و ترکیب نفت و گاز قابل اشتعال بدون خطر نیست، تجهیزات اندازه گیری تست‌ شده‌ با ATEX و با گواهی ارائه می شوند.

با توجه به اینکه محصولات تولید شده تنوع بسیار زیادی دارند، از متریال های مختلفی برای تولید قسمت های اندازه گیری استفاده شده است.

۱۱- صنعت آب و فاضلاب

ابزارهای اندازه گیری فشار ویکا را می توان در تمامی زمینه های تامین آب شهر به کار برد، به طور مثال در تهیه و تولید آب تصفیه‌ شده‌ و ذخیره و توزیع آب. از دیگر کاربردهای تجهیزات فشار ویکا می توان موارد زیر را نام برد:

• اندازه گیری سطح در چاه ها، مخازن سطح و زیر زمین
• نظارت بر فیلترها
• ایستگاه های پمپاژ و تقویت کننده
• کنترل فشار اصلی

نیروگاه تولید برق

ابزارهای اندازه گیری دما و فشار ویکا در همه زمینه های تولید برق به کار می روند. از نیروگاه هایی که تجهیزات ابزار دقیق ویکا در آنها کاربرد دارد می توان موارد زیر را نام برد:

نیروگاه ها با مقیاس بزرگ:

• زغال سنگ، گاز، هسته ای و نیروگاه های آبی

نیروگاه ها با پیک باری بالا:

توربین های گازی

سیستم های غیرمتمرکز:

• نیروگاه های حرارتی
• نیروگاه های بادی
• نیروگاه های بیوگاز

محصولات کمپانی ویکا بیش از ۶۰ سال است که در زمینه تولید انرژی به کار می روند.

از کاربردهای تجهیزات ابزار دقیق ویکا در این صنعت می توان موارد زیر را نام برد:

• ژنراتورها
• ترانسفورماتورها
• توربین ها
• سیستم های خط لوله
• سیستم های خروجی گاز