بررسی تخصصی ترانسمیتر فشار ROSEMOUNT سری 3051T
در بررسی تخصصی این سری از سنسورهای فشار، میتوان دریافت که اصل اندازهگیری موجود در آنها از نوع پیزومقاومتی می باشد. در زیر به مرور برخی مزایا و معایب استفاده از این تکنولوژی در ترانسمیترهای فشار میپردازیم.
مزایای فناوری پیزومقاومتی:
- قابلیت اطمینان: سنسورهای پیزورزیستیو سابقه قوی در صنایع مختلف دارند. آنها به دلیل دقت و ثبات طولانی مدت خود شناخته شدهاند.
- دامنه وسیع: این سنسورها میتوانند طیف وسیعی از فشارها را تحمل کنند و آنها را برای کاربردهای مختلف همهکاره میکند.
- مصرف برق کم: آنها معمولا انرژی کم مصرف میکنند، که میتواند برای دستگاههای با باتری حرفهای مورد استفاده قرار گیرد.
- اندازه فشرده: سنسورهای پیزومقاومتی اغلب فشرده و برای کاربردهایی با فضای محدود مناسب هستند.
- مقرون به صرفه: در مقایسه با برخی از فناوریهای دیگر، این ترانسمیترها میتوانند مقرون به صرفه تر، برای اندازهگیری فشار همه منظوره، باشند.
معایب فناوری پیزومقاومتی:
- حساسیت دما: سنسورهای پیزورزیستیو میتوانند به تغییرات دما حساس باشند که ممکن است نیاز به جبران یا کالیبراسیون داشته باشد.
- مناسب شرایط سخت نیستند: ممکن است بهترین انتخاب برای کاربردهایی با دمای بسیار بالا، مواد خورنده، یا محیطهای شوک / ارتعاش زیاد نباشند.
- ظرفیت اضافه فشار محدود: اگر در معرض سطوح فشار بهطور قابل توجهی بالاتر از محدوده تعیین شده خود قرار گیرند، ممکن است آسیب ببینند.
در بیشتر موارد، یک ترانسمیتر فشار با یک سنسور پیزومقاومتی یک انتخاب عالی برای کاربردهای صنعتی و تجاری روزمره است که دقت و قابلیت اطمینان ضروری است.
در سری 3051T از ترانسمیترهای فشار برند ROSEMOUNT، دو نوع فشار مرجع مطلق و نسبی (گیج) وجود دارد.
- فشار مطلق: هنگامیکه یک ترانسمیتر فشار با عنوان مطلق برچسب گذاری میشود، فشار را نسبت به خلاء کامل اندازهگیری میکند. به عبارت دیگر، هم فشار اتمسفر و هم فشار ماده مورد اندازهگیری را در نظر میگیرد. بنابراین، اگر در حال اندازهگیری یک ماده با فشار مطلق ۵۰ psi باشد، به این معنی است که فشار ۵۰ psi بالاتر از خلاء کامل است. فشار مطلق اغلب در کاربردهایی استفاده میشود که در آن دانستن فشار کل مهم است، مانند ارتفاعسنجها یا سیستمهای خلاء.
- فشار گیج: از سوی دیگر، این مدل از ترانسمیتر فشار، فشار را نسبت به فشار اتمسفر اندازهگیری میکند. در این مورد، فشار اتمسفر خود را در نظر نمیگیرد، فقط فشار ماده را نسبت به فشار اتمسفر در نظر میگیرد. بنابراین، اگر در حال اندازهگیری یک ماده با فشار گیج ۵۰ psi هستید، به این معنی است که فشار ۵۰ psi بالاتر از فشار اتمسفر است. سنسور فشار گیج معمولا در کاربردهایی مانند نظارت بر فشار باد لاستیکها یا فرآیندهای صنعتی استفاده میشود که در آن به فشار بالا یا پایین فشار اتمسفر اطراف توجه میشود.
انتخاب بین فشار مرجع مطلق و نسبی (گیج) به نیازهای کاربردی خاص بستگی دارد. اگر نیاز به اندازهگیری فشار نسبت به خلاء وجود دارد یا اگر برنامه شامل تغییرات فشار با توجه به شرایط جوی است، مطلق انتخاب بهتری است. اگر بیشتر اختلاف فشار نسبت به فشار اتمسفر اهمیت دارد و نیازی به در نظر گرفتن شرایط خلاء نیست، گیج راهی است که میتوان در پیش گرفت.
دامنه اندازهگیری فشار، محدوده فشارهایی را که ترانسمیتر قادر به اندازهگیری یا سنجش است، مشخص میکند که معمولا به عنوان یک مقدار حداقل و حداکثر نشان داده میشود، و بسته به اینکه از آن در حالت Gauge یا Absolute استفاده میشود، میتواند متفاوت باشد.
برای ترانسمیتر فشار گیج (نسبی):
– از ۵ – ۵- تا ۲۰۰۰۰ – ۱۴.۷- psi میباشد.
– در واحدهای متریک، محدوده از ۳۴۴.۷۴ – ۳۴۴.۷۴- میلیبار تا ۱۳۷۸.۹۵ – ۱.۰۱- بار میباشد.
این بدان معناست که ترانسمیتر فشار زمانی که روی حالت Gauge تنظیم میشود، میتواند فشار را در این محدوده به دقت اندازهگیری کند، جایی که فشار را به شرایط جوی ارجاع میدهد.
برای ترانسمیتر فشار مطلق:
– از ۳۰ – ۰ تا ۲۰۰۰۰ – ۰ psi میباشد.
– در واحدهای متریک، محدوده از ۲.۰۶ – ۰ تا ۱۳۷۸.۹۵ – ۰ بار است.
در حالت Absolute، ترانسمیتر فشار را نسبت به خلاء کامل اندازهگیری میکند، بنابراین میتواند فشارها را از صفر (خلاء کامل) تا حد بالایی مشخص شده اندازهگیری کند.
انتخاب بین مرجع فشار Gauge و Absolute به نیازهای کاربردی خاص بستگی دارد. محدوده فشار بیان میکند که در آن این ترانسمیتر میتواند خوانشهای دقیق را ارائه دهد.
مشخصات عملکرد ترانسمیتر فشار ROSEMOUNT سری 3051T
میزان دقت برای یک ترانسمیتر فشار بسیار مهم است زیرا نشان میدهد که اندازهگیری ترانسمیتر چقدر با فشار واقعی در سیستم مطابقت دارد. در این مورد، دو مقدار دقت ارائه شده است:
- ≤ ±0.04 %FS: این به این معنی است که دقت ترانسمیتر فشار در محدوده مثبت یا منفی ۰.۰۴ درصد از محدوده مقیاس کامل (FS) دستگاه است. به عنوان مثال، اگر محدوده مقیاس کامل ترانسمیتر ۱۰۰۰ psi باشد، دقت 0.04± FS نشان میدهد که اندازهگیری میتواند تا ۰.۰۴ درصد از ۱۰۰۰ psi منحرف شود که ۰.۴ psi است. بنابراین، دقت اندازهگیری در ۰.۴ psi فشار واقعی است.
- ≤ ±0.075 %FS: بهطور مشابه، این نشان میدهد که دقت در محدوده مثبت یا منفی ۰.۰۷۵ درصد از محدوده مقیاس کامل است. اگر محدوده مقیاس کامل، به عنوان مثال، ۵۰۰ psi باشد، دقت در ۰.۰۷۵ درصد از ۵۰۰ psi میباشد که برابر ۰.۳۷۵ psi است.
مقدار دقت مشخص میکند که چقدر میتوان به اندازهگیری ترانسمیتر اعتماد کرد. مقدار دقت کمتر به این معنی است که اندازهگیری دقیقتر و به فشار واقعی نزدیکتر است. در بسیاری از کاربردها، داشتن دقت بالا بسیار مهم است، به ویژه در صنایعی که ایمنی و دقت در آنها اهمیت دارد، مانند صنایع هوافضا، داروسازی، یا ساخت خودرو.
وجود ویژگی پایداری طولانی مدت عامل مهمی است که باید هنگام ارزیابی عملکرد یک ترانسمیتر فشار در یک دوره زمانی طولانی در نظر گرفت. در مورد این سری از ترانسمیترهای فشار مقدار پایداری بلند مدت ≤ 0.2± %URL میباشد و بیان میکند که پایداری طولانی مدت ترانسمیتر فشار در ۰.۲ درصد URL (حد بالای محدوده) است. URL حداکثر مقدار فشاری است که ترانسمیتر برای اندازهگیری در محدوده مشخص شده خود، طراحی شده است. بنابراین، اگر حداکثر برد ترانسمیتر شما ۱۰۰۰ psi باشد، 0.2±% URL به این معنی است که با گذشت زمان، اندازهگیری ممکن است حداکثر تا ۰.۲ درصد از ۱۰۰۰ psi، یعنی ۲ psi، تغییر کند.
همچنین جزییات ذکر شده برای پایداری بلند مدت این سری بهطور خاص نشان میدهد که این ثبات طولانی مدت ۰.۲± درصد URL در یک دوره ۱۰ ساله تضمین شده است. به عبارت دیگر، ترانسمیتر باید حداقل تا ۱۰ سال کارکرد، دقت خود را در این محدوده حفظ کند، مشروط بر اینکه با توجه به طراحی و شرایط کاری خود از آن استفاده شود.
این مشخصات برای کاربردهایی که دقت و سازگاری در طولانی مدت حیاتی است ضروری است. به عنوان مثال، در صنایعی مانند نفت و گاز، که در آن اندازهگیری فشار برای ایمنی و کنترل فرآیند حیاتی است، پایداری طولانی مدت پایین، تضمین میکند که دقت ترانسمیتر در طول عمر طولانی، قابل اعتماد باقی بماند.
هنگام انتخاب یک ترانسمیتر فشار، توجه به الزامات برنامه، از جمله نیاز به پایداری طولانی مدت ضروری است. اگر برنامه کاربردی به اندازهگیری فشار ثابت و دقیق در طول سالیان متمادی نیاز دارد، یک ترانسمیتر با پایداری طولانی مدت خوب، مانند سری فوق الذکر، انتخاب عاقلانهای خواهد بود.
وجود گزینه صفر و اسپن قابل تنظیم به همراه تریم صفر دیجیتالی و چرخش: تا ۱۵۰:۱ به ویژگیای اشاره دارد که به کاربر امکان میدهد ترانسمیتر فشار را برای اندازهگیری دقیق تنظیم و کالیبره کند.
صفر و اسپن قابل تنظیم: به این معنی است که میتوان به صورت دستی دو پارامتر کلیدی ترانسمیتر فشار را تنظیم کرد:
- صفر: صفر به سیگنال خروجی اشاره دارد که ترانسمیتر در صورت عدم اعمال فشار ارائه میدهد. با تنظیم صفر، میتوانید مطمئن شوید که ترانسمیتر زمانی که فشاری وجود ندارد، صفر را به درستی میخواند، که برای اندازهگیریهای دقیق ضروری است.
- Span: اسپن به محدوده تمام مقیاس ترانسمیتر اشاره دارد. میتوانید اسپن را تنظیم کنید تا اطمینان حاصل شود که ترانسمیتر بهطور دقیق طیف کامل فشارهایی را که برای اندازهگیری آنها طراحی شده است، منعکس میکند.
همچنین ویژگی تریم صفر دیجیتالی و چرخش: تا ۱۵۰:۱، کالیبراسیون را یک قدم جلوتر می برد. تریم صفر دیجیتال به این معنی است که میتوانید تنظیمات دقیق نقطه صفر را معمولا با استفاده از رابط یا کنترلهای روی خود ترانسمیتر، به صورت دیجیتال انجام دهید. این مشخصه، امکان کالیبراسیون بسیار دقیق نقطه صفر را فراهم میکند.
در اینجا Turndown به قابلیت تنظیم محدوده اندازهگیری ترانسمیتر اشاره دارد. یک چرخش تا ۱۵۰:۱ به این معنی است که میتوانید دامنه را تا ۱/۱۵۰م حداکثر دامنه تنظیم کنید. به عنوان مثال، اگر ترانسمیتر شما حداکثر برد ۱۵۰ psi دارد، میتوانید آنرا برای اندازهگیری دقیق فشارهای کمتر از ۱ psi تنظیم کنید.
این گزینههای کالیبراسیون برای کاربردهایی که دقت بسیار مهم است و شرایط یا الزامات ممکن است در طول زمان تغییر کند بسیار ارزشمند هستند. توانایی تنظیم دقیق صفر و اسپن، همراه با تنظیمات دیجیتال، تضمین میکند که ترانسمیتر فشار اندازهگیریهای دقیق و قابل اعتمادی را حتی در شرایط مختلف ارائه میدهد.
زمان پاسخ گویی برای یک ترانسمیتر فشار نشان میدهد که ترانسمیتر با چه سرعتی میتواند به تغییرات فشار واکنش نشان دهد و اندازهگیری به روز ارائه دهد. ترانسمیتر فشار سری 3051T دارای دو زمان پاسخگویی هستند:
- < 100 ms: این مقدار، کمتر از ۱۰۰ میلیثانیه (ms)، نشاندهنده سریعترین زمان پاسخ است. این بدان معنی است که ترانسمیتر فشار میتواند اندازهگیری به روز شده را در کمتر از یک دهم ثانیه (۱۰۰ میلیثانیه) حس کرده و ارائه دهد. این زمان پاسخگویی سریع در کاربردهایی که تغییرات سریع فشار نیاز به نظارت یا کنترل با حداقل تاخیر دارند، سودمند است.
- < 152 ms: بهطور مشابه، این مقدار، کمتر از ۱۵۲ میلیثانیه، نشان میدهد که ترانسمیتر میتواند اندازهگیری به روز شده را در کمتر از یک ششم ثانیه (۱۵۲ میلیثانیه) حس کرده و ارائه دهد. در حالی که کمی طولانیتر از مقدار قبلی است، اما هنوز هم نسبتا سریع و برای بسیاری از برنامهها مناسب است.
زمان پاسخگویی یک عامل مهم در سیستمها یا فرآیندهای دینامیکی است که در آن فشار میتواند به سرعت تغییر کند. در چنین مواردی، داشتن یک ترانسمیتر فشار با زمان پاسخگویی سریع تضمین میکند که دادههای زمان واقعی است و میتوان در صورت لزوم تنظیمات سریع انجام داد. این امر به ویژه در کاربردهایی مانند سیستمهای کنترل، که در آن اندازهگیری فشار دقیق و به موقع برای حفظ عملکرد مطلوب ضروری است، مهم است.
مشخصات الکتریکی ترانسمیتر فشار ROSEMOUNT سری 3051T
خروجی به انواع سیگنالهای الکتریکی اشاره دارد که ترانسمیتر فشار میتواند برای انتقال اندازهگیری فشار خود به دستگاهها یا سیستمهای دیگر ارائه دهد. بیایید گزینههای خروجی مختلف ذکر شده برای ترانسمیتر فشار سری T3051 را تجزیه کنیم:
- سیگنال جریانی ۴ تا ۲۰ میلیآمپر ®HART: این نشان میدهد که ترانسمیتر فشار میتواند سیگنال جریان آنالوگ را در محدوده ۴ تا ۲۰ میلیآمپر (mA) ارائه دهد. پروتکل ارتباطی HART (Highway Addressable Remote Transducer) اغلب در صنایع فرآیندی برای فعال کردن ارتباطات دیجیتال در کنار سیگنال آنالوگ استفاده میشود.
- PROFIBUS® PA: یک پروتکل ارتباطی دیجیتال است که معمولا در اتوماسیون صنعتی استفاده میشود. این گزینه امکان ارتباط دیجیتالی دادههای فرآیند را فراهم میکند.
- FOUNDATION™ Fieldbus: یکی دیگر از پروتکلهای ارتباطی دیجیتالی است که در اتوماسیون صنعتی، به صورت عمده در برنامههای کاربردی کنترل و نظارت فرآیند استفاده میشود.
- بیسیم: به گزینههای ارتباط بیسیم اشاره دارد که میتواند متفاوت باشد، اما اغلب شامل فناوریهایی مانند Wi-Fi یا سایر پروتکلهای بیسیم صنعتی است. ارتباط بیسیم نیاز به سیمکشی فیزیکی را از بین می برد.
- سیگنال ولتاژی ۱ تا ۵ ولت ®HART: این سیگنال ولتاژ آنالوگ دیگری است که محدوده ۱ تا ۵ ولت را ارائه میدهد. مشابه گزینه ۲۰-۴ میلیآمپر، از پروتکل ارتباطی HART نیز پشتیبانی میکند.
این موضوع که کدام گزینه خروجی برای برنامه کاربردی مناسبتر است به عوامل مختلفی بستگی دارد:
سازگاری: باید زیرساختهای ارتباطی موجود در سیستم را در نظر گرفت. اگر سیستم کنترلی است که از یکی از این پروتکلهای ارتباطی (HART،PROFIBUS ،FOUNDATION Fieldbus یا Wireless) پشتیبانی میکند، ممکن است منطقی باشد که یکی از این پروتکلهای ارتباطی انتخاب شود.
نیازمندیهای داده: نوع دادههایی که برای انتقال و دریافت نیاز است نیز میتواند بر انتخاب نوع خروجی تاثیر بگذارد. پروتکلهای دیجیتال مانند PROFIBUS و FOUNDATION Fieldbus میتوانند دادههای گستردهتری ارائه دهند، در حالی که سیگنالهای آنالوگ مانند ۲۰ – ۴ میلیآمپر یا ۵ – ۱ VDC ساده اما قابل اعتماد هستند.
سیمکشی و فاصله: اگر در نظر است از سیمکشی اجتناب شود و نیاز به انتقال دادهها به صورت بیسیم می باشد، گزینه بیسیم ممکن است بهترین انتخاب باشد.
استانداردهای صنعت: در برخی صنایع، ممکن است استانداردها یا اولویتهای خاصی برای پروتکلهای ارتباطی وجود داشته باشد. رعایت این استانداردها در صورت وجود مهم است.
توسعه آینده: برنامههای توسعه آینده و اینکه آیا نوع خروجی انتخاب شده با نیازهای بلندمدت مطابقت دارد را باید در نظر گرفت.
مشخصات شرایط محیطی ترانسمیتر فشار ROSEMOUNT سری 3051T
محدوده دمای سیال یک ترانسمیتر فشار به محدوده دمایی ماده یا محیطی اشاره دارد که ترانسمیتر میتواند بهطور موثر، آنرا اندازهگیری یا تحمل کند. برای این سری از ترانسمیترها محدوده مشخص شده ۴۰- تا ۱۴۹+ درجه سانتیگراد است.
۴۰- درجه سانتیگراد کمترین دما در محدوده مشخص شده است. ترانسمیتر فشار طوری طراحی شده است که در محیطهای سرد تا ۴۰- درجه سانتیگراد به درستی کار کند. همچنین ۱۴۹+ درجه بالاترین دما در محدوده مشخص شده است. ترانسمیتر فشار طوری طراحی شده است که هنگامیکه محیط در این دما باشد، میتواند فشار را به دقت اندازهگیری کند.
محدوده دمای محیط در کاربردهایی که ماده مورد اندازهگیری دارای طیف وسیعی از دما است، بسیار مهم است. به عنوان مثال، در فرآیندهای صنعتی، مواجهه با دماهای متفاوت معمول است و یک ترانسمیتر فشار با محدوده دمایی مناسب سیال تضمین میکند که میتواند اندازهگیریهای دقیق را در چنین شرایطی ارائه دهد.
رتبهبندیهای درجه حفاظت (IP و NEMA) استانداردهایی هستند که سطح محافظتی را که یک دستگاه، در این مورد، ترانسمیتر فشار، در برابر عوامل محیطی مختلف از جمله گرد و غبار و آب ارائه میدهد، مشخص میکند. درجههای حفاظت تعیین شده برای این سری از ترانسمیترها شامل گزینههای زیر میباشند:
- IP 65: رتبه IP65 نشان میدهد که ترانسمیتر فشار در برابر گرد و غبار مقاوم است و در برابر واترجتهای کم فشار محافظت میشود. عدد ۶ در رتبهبندی IP نشاندهنده سطح محافظت در برابر ذرات جامد مانند گرد و غبار است، در حالی که عدد ۵ نشاندهنده محافظت در برابر آب است. از نظر عملی، این بدان معنی است که ترانسمیتر در برابر گرد و غبار مقاوم است و میتواند در برابر آب پاشیده شده به آن از زوایای مختلف مقاومت کند.
- IP 66: درجهبندی IP66 به این معنی است که ترانسمیتر همچنین در برابر گرد و غبار مقاوم است و در برابر واترجتهای قدرتمند محافظت میکند. مشابه IP65 است اما سطح بالاتری از محافظت در برابر آب را ارائه میدهد. این درجهبندی تضمین میکند که ترانسمیتر میتواند حتی در معرض آب شدیدتر، مقاومت کند.
- IP 68: درجهبندی IP68 نشان میدهد که ترانسمیتر فشار هم ضد گرد و غبار است و هم میتواند در برابر غوطهور شدن در آب بیش از ۱ متر برای مدت زمان مشخص مقاومت کند. این بالاترین سطح حفاظت در برابر گرد و غبار و آب در بین رتبهبندی IP است.
- NEMA 4 X: رتبهبندی NEMA (انجمن ملی تولیدکنندگان برق) معمولا در آمریکای شمالی استفاده میشود. رتبهبندی NEMA 4X مشابه رتبه IP66 است و نشان میدهد که ترانسمیتر برای استفاده در محیطهای داخلی و خارجی مناسب و در برابر گرد و غبار مقاوم است و در برابر واترجتهای قدرتمند نیز مقاوم میباشد.
انتخاب درجه حفاظت بستگی به کاربرد خاص و شرایط محیطی دارد. اگر ترانسمیتر فشار در یک محیط تمیز و خشک استفاده میشود، ممکن است رتبه IP65 کافی باشد. با این حال، اگر در معرض شرایط شدیدتری مانند محیطهای صنعتی مرطوب یا گرد و غبار قرار میگیرد، ممکن است لازم باشد برای اطمینان از طول عمر و قابلیت اطمینان ترانسمیتر، از یک حفاظت با رتبه بالاتر مانند IP66، IP68 یا NEMA 4X استفاده شود.
این رتبهبندیها این اطمینان را میدهد که ترانسمیتر فشار میتواند بهطور موثر در شرایط محیطی مشخص شده کار کند و کمک میکند ترانسمیتر مناسب برای کاربردهای خاص انتخاب شود.
دیافراگم بخش مهمی از ترانسمیتر فشار است که وظیفه تشخیص فشار اعمال شده به آنرا بر عهده دارد. این عضو باید بتواند طیف وسیعی از دماها را تحمل کند زیرا در تماس مستقیم با محیطی است که فشار آن اندازهگیری میشود. برای سری 3051T محدوده دمای دیافراگم ۱۴۹+ – ۴۰- درجه سانتیگراد میباشد. این مشخصات تضمین میکند که دیافراگم میتواند در محیطهایی با دماهای بسیار سرد تا کاملا گرم بهطور قابل اعتماد عمل کند.
انتخاب یک ترانسمیتر فشار با محدوده دمای دیافراگم مناسب برای اطمینان از دقت و دوام آن در شرایط دمایی خاص برنامه ضروری است. تطبیق تحمل دمای ترانسمیتر با شرایط محیطی که در معرض آن قرار میگیرد، بسیار مهم است.
مشخصات مکانیکی ترانسمیتر فشار ROSEMOUNT سری 3051T
اتصال مکانیکی به انواع اتصالاتی اشاره دارد که ترانسمیتر فشار میتواند برای نصب در یک سیستم داشته باشد. این اتصالات نقش مهمیدر نحوه ارتباط ترانسمیتر با فرآیند نظارتی ایفا میکنند و برای این سری از ترانسمیترهای فشار ۴ نوع اتصال مکانیکی وجود دارد:
- NPT 1/2-14: این گزینه دارای اندازه اسمی ۱.۲ اینچی با مشخصات رزوهای ۱۴ رزوه در هر اینچ با پیروی از استاندارد NPT (رزوه استاندارد ملی) است. رزوههای NPT که در واقع رزوههای مخروطی میباشند معمولا در ایالات متحده برای اتصال لولهها و اتصالات مورد استفاده قرار میگیرند. در رزوههای مخروطی، قطر رزوهها با حرکت به سمت انتهای رزوه کوچکتر میشود.
- G 1/2: این نوع اتصال الکتریکی به یک اندازه رزوه متریک اشاره دارد. حرف G مخفف Gewinde است که در آلمانی به معنای رزوه است. G 1/2 نشاندهنده یک رزوه متریک ۱.۲ اینچی است. برخلاف رزوههای NPT، رزوههای متریک، موازی هستند، به این معنی که قطری ثابت در سرتاسر آنها دارند و بیشتر در اروپا و بسیاری از نقاط دیگر جهان استفاده میشوند.
- اتوکلاو F250C (1/4″ HP): اتصالات اتوکلاو اغلب در کاربردهای فشار بالا استفاده میشود و جزییات خاص اتصال F250C به مشخصات سازنده بستگی دارد.
- فلنج: اتصال فلنج معمولا شامل پیچ کردن فلنج روی ترانسمیتر فشار به فلنج روی فرآیند یا لوله است. اتصالات فلنجی همه کاره هستند و میتوانند در کاربردهای مختلف استفاده شوند.
اینکه کدام اتصال بهتر است به برنامه خاص و تجهیزات موجود که ترانسمیتر به آن متصل میشوید بستگی دارد. در اینجا برخی از ملاحظات وجود دارد:
- مکان و استانداردهای منطقهای: اگر ترانسمیتر در منطقه خاصی استفاده میشود، ممکن است لازم باشد استانداردها و شیوههای منطقهای رعایت شود. به عنوان مثال، رزوههای NPT در ایالات متحده رایج هستند، در حالی که رزوههای متریک در اروپا رایجتر هستند.
- سازگاری: اطمینان حاصل شودد که اتصال با سایر اجزای سیستم مانند لولهها، اتصالات یا ابزار سازگار است.
- الزامات کاربردی: فشار و دمای مورد نیاز برنامه کاربردی باید در نظر گرفته شود. کاربردهای فشار بالا ممکن است به اتصالات فشار بالای خاص مانند اتصالات اتوکلاو نیاز داشته باشند.
- سهولت نصب: نصب و جدا کردن اتصالات فلنج در مقایسه با اتصالات رزوهای، که ممکن است نیاز به رزوه و آببندی داشته باشد، اغلب آسانتر است.
برای تعیین بهترین اتصال مکانیکی برای ترانسمیتر فشار سری 3051T، باید مشخصات تجهیزات موجود، استانداردهای محلی و الزامات خاص برنامه بررسی شود. علاوه بر این، هنگام تصمیمگیری، سهولت نصب و نگهداری در آینده را نیز در نظر گرفته شود.
اتصالات مکانیکی به کار برده شده در این سری از ترانسمیترهای فشار برند ROSEMOUNT از دو مادهی زیر ساخته میشوند:
- هستلوی (۲.۴۸۱۹) C-276: یک آلیاژ بسیار مقاوم در برابر خوردگی است که از نیکل، مولیبدنوم و کروم تشکیل شده است. به دلیل مقاومت استثنایی خود در برابر طیف وسیعی از مواد شیمیایی تهاجمی از جمله اسیدهای قوی، کلریدها و ترکیبات سولفوریک شناخته می شود. هستلوی C-276 اغلب در کاربردهایی استفاده میشود که مقاومت در برابر خوردگی از اهمیت بالایی برخوردار است، مانند پردازش شیمیایی، تولید نفت و گاز و همچنین در محیطهایی با احتمال قرار گرفتن در مواجهه شدید با مواد شیمیایی.
- فولاد زنگ نزن (316L): فولاد ضد زنگ 316L یک درجه رایج از فولاد ضد زنگ است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی آن به ویژه در محیطهای حاوی کلرید، شناخته شده است. حاوی نیکل، مولیبدنوم و کروم است که مقاومت بیشتری در برابر مواد خورنده ایجاد میکند. فولاد ضد زنگ 316L بهطور گسترده در صنایع مختلف از جمله داروسازی، فرآوری مواد غذایی و بسیاری از کاربردهای صنعتی عمومی استفاده میشود.
انتخاب بین این دو ماده به نیازهای خاص در کاربرد ترانسمیتر فشار بستگی دارد، به ویژه در مورد محیط و موادی که ترانسمیتر فشار در معرض آنها قرار میگیرد. در اینجا برخی از ملاحظات وجود دارد:
- مقاومت در برابر خوردگی: اگر کاربرد شما شامل مواد شیمیایی یا محیطهای بسیار خورنده است، هستلوی C-276 به دلیل مقاومت در برابر خوردگی بیشتر، انتخاب بهتری است.
- کاربرد عمومی: فولاد ضد زنگ 316L یک انتخاب رایجتر برای کاربردهای صنعتی عمومی است که در آن مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است، اما نه در سطوح شدیدی که در برخی از سناریوهای پردازش شیمیایی وجود دارد.
- هزینه: هستلوی C-276 بهطور کلی گرانتر از فولاد ضد زنگ است، بنابراین بودجه نیز ممکن است در انتخاب مواد نقش داشته باشد.
- استانداردهای محلی: در برخی صنایع و مناطق، ممکن است استانداردهای خاصی وجود داشته باشد که انتخاب مواد را تعیین میکند، بنابراین مهم است که چنین الزاماتی در نظر گرفته شود.
برای اطمینان از طول عمر و عملکرد ترانسمیتر فشار، انتخاب مواد سازندهی اتصال مکانیکی که با شرایط و خواستههای خاص برنامه کاربردی مطابقت دارد، بسیار مهم است.
مایع پرکننده در سنسور فشار به نوع سیال مورد استفاده در داخل سنسور برای انتقال فشار از دیافراگم یا عنصر حسگر به مکانیزم داخلی سنسور اشاره دارد. این سیالات اهداف مختلفی را انجام میدهند و بر اساس نیازهای کاربردی خاص انتخاب میشوند. برای ترانسمیتر فشار ROSEMOUNT سری3051T ، دو مایع پرکننده عنوان شده است: روغن سیلیکون و Fluorinert ™ FC-43.
روغن سیلیکون یک سیال مبتنی بر سیلیکون است. اغلب به عنوان مایع پرکننده در سنسورهای فشار برای کاربردهای مختلف استفاده میشود. روغن سیلیکون به دلیل پایداری خود در محدوده دمایی گسترده شناخته شده است که آنرا برای کاربردهایی با تغییرات دما مناسب میکند. همچنین در کاربردهایی که سازگاری با طیف وسیعی از سیالها (مواد در حال اندازهگیری) مورد نیاز است، استفاده میشود.
Fluorinert ™ FC-43 یک مایع فلوئوردار اختصاصی است که خواص دی الکتریک عالی را ارائه میدهد و در کاربردهایی که عایق الکتریکی مهم است استفاده میشود. همچنین به دلیل سمیت کم و محدوده دمای عملیاتی گسترده، شناخته شده است.
انتخاب مایع پرکننده به عوامل متعددی از جمله سازگاری با سیال (ماده) اندازهگیری شده و الزامات خاص کاربرد بستگی دارد. در اینجا برخی از ملاحظات وجود دارد:
- سازگاری: باید اطمینان حاصل کنید که مایع پرکننده با محیط مورد اندازهگیری سازگار است. به عنوان مثال، برخی از مواد ممکن است با مایعات خاصی واکنش نشان دهند که میتواند منجر به واکنشهای شیمیایی یا آلودگی شود.
- محدوده دما: محدوده دمای عملیاتی برنامه کاربردی را در نظر بگیرید. روغن سیلیکون و Fluorinert ™ FC-43 هر دو محدوده دمایی وسیعی دارند، اما ممکن است شرایط خاصی برای دماهای شدید وجود داشته باشد.
- عایق الکتریکی: اگر برنامه کاربردی به عایق الکتریکی نیاز دارد، ممکن استFluorinert ™ FC-43 به دلیل خواص دی الکتریک آن ترجیح داده شود.
- سمیت: در کاربردهایی که سمیت نگرانکننده است، انتخاب مایع پرکننده با سمیت کم مهم است.
قبل از انتخاب یک سنسور فشار با یک مایع پرکننده خاص، بسیار مهم است که اطمینان حاصل کنید که سیال انتخاب شده با سیال خاص در برنامه کاربردی سازگار است و تمام الزامات لازم مانند دما، خواص الکتریکی و استانداردهای ایمنی را برآورده میکند. سازندگان اغلب راهنمایی هایی در مورد سازگاری سنسورهای فشار خود با سیالها و مایعات مختلف ارائه میدهند.
مهر و مومها برای حفظ یکپارچگی دستگاه و جلوگیری از نشتی مهم هستند و در این سری از ترانیمسترهای فشار از دو ماده مهر و موم PTFE پر شده با گرافیت و PTFE پر شده با شیشه ساخته شدهاند.
PTFE پر شده با گرافیت: این ماده ترکیبی از PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن)، یک فلوروپلیمر مصنوعی و گرافیت است و دارای ویژگیهایی از قبیل مقاومت شیمیایی، اصطکاک کم و مقاومت در برابر دمای بالا میباشد.
PTFE پر از گرافیت اغلب در کاربردهایی استفاده میشود که مقاومت شیمیایی بسیار مهم است. با این حال، گرافیت میتواند برخی از خواص اصطکاک کم PTFE خالص را کاهش دهد، بنابراین ترکیب خاص بر اساس نیازهای برنامه انتخاب میشود.
PTFE پر از شیشه: این ماده ترکیبی از PTFE و الیاف شیشه است و دارای استحکام مکانیکی افزایش یافته به علت وجود الیاف شیشه، مقاومت در برابر سایش بهبود یافته و مقاومت در برابر دمای بالا میباشد.
هنگام استفاده از مهر و موم از جنس هر کدام از مواد گفته شده، باید به موارد زیر توجه داشت:
- سازگاری شیمیایی ماده مهر و موم انتخابی با موادی که ترانسمیتر فشار با آنها تماس میگیرد.
- بررسی محدوده فشار و دما برنامه کاربردی زیرا مواد آببندی مختلف ممکن است برای شرایط فشار بالا یا دمای بالا مناسبتر باشند.
- میزان تنش مکانیکی زیرا اگر کاربرد ترانسمیتر مستلزم تنش یا سایش مکانیکی است، مانند یک سیستم دینامیکی، آببندی با استحکام مکانیکی افزایش یافته و مقاومت در برابر سایش ممکن است ترجیح داده میشود.
- انطباق با استانداردها یا مقررات خاص موجود در صنعتیا شرایط کاربردی خاص.
اتصال الکتریکی به نوع اتصال ورودی یا مجرای الکتریکی اشاره دارد که ترانسمیتر فشار برای سیمکشی و اتصالات الکتریکی فراهم میکند. این گزینهها معمولا برای قرار دادن انواع مختلف اتصالات و اتصالات مجرای الکتریکی طراحی شدهاند. انواع اتصال الکتریکی موجود برای سری 3051T عبارت است از:
- NPT 1/2-14 Conduit entry: این گزینه دارای اندازه اسمی ۱.۲ اینچی با ۱۴رزوه در هر اینچ است و از استاندارد NPT (رزوه استاندارد ملی) پیروی میکند. یک انتخاب رایج برای اتصالات کانال در ایالات متحده است. رزوههای NPT مخروطی هستند، به این معنی که قطر رزوهها با حرکت به سمت انتهای مجرا کاهش مییابد.
- M20×1.5 Conduit entry: این گزینه از اندازه رزوه متریک استفاده میکند. M20×1.5 یک رزوه متریک با اندازه اسمی ۲۰ میلیمتر و گام رزوه ۱.۵ میلیمتر را نشان میدهد. رزوههای متریک، بر خلاف رزوههای NPT، موازی هستند، به این معنی که قطر ثابتی را در سرتاسر مجرا حفظ میکنند.
- G 1/2″ Conduit entry: این یکی دیگر از گزینههای رزوه متریک است، با اندازه اسمی ۱.۲ اینچی. رزوههای متریک اغلب در اروپا و سایر نقاط جهان استفاده میشوند.
اینکه کدام اتصال الکتریکی بهتر است به عوامل مختلفی بستگی دارد:
- موقعیت و استانداردهای منطقهای: انتخاب ممکن است به محل برنامه کاربردی و استانداردها یا شیوههای محلی برای اتصالات کانال بستگی داشته باشد. به عنوان مثال، رزوههای NPT در ایالات متحده رایج هستند، در حالی که رزوههای متریک در اروپا رایجتر هستند.
- سازگاری: اطمینان حاصل شود که اتصال الکتریکی با اتصالات و سیستم لوله برق موجود سازگار است. مهم است که ترانسمیتر فشار به راحتی در زیرساخت های الکتریکی موجود ادغام شود.
- سهولت نصب: در رزوههای متریک به دلیل طراحی موازی آنها اغلب نصب آسانتر است، اما انتخاب ممکن است به مجرا و اتصال دهندههای موجود در منطقه کاربردی نیز بستگی داشته باشد.
- سازگاری آینده: اطمینان حاصل شود که اتصال الکتریکی انتخاب شده با ارتقا یا تغییرات بعدی سیستم سازگار باشد.
- متریال و اندازه کانال: اتصال الکتریکی انتخاب شده باید با مجرا مطابقت داشته باشد تا از اتصال الکتریکی مطمئن، اطمینان حاصل شود.
در نهایت، انتخاب بهتر برای اتصال الکتریکی به کاربرد خاص و زیرساخت های الکتریکی موجود بستگی دارد. انتخاب یک اتصال الکتریکی که سازگار، قابل اعتماد و مطابق با استانداردهای منطقهای و نیازهای بلند باشد، ضروری است.
تاییدیهها و گواهینامههای ترانسمیتر فشار ROSEMOUNT سری 3051T
تاییدیهها و گواهینامههای فهرستشده برای سری 3051T ترانسمیتر فشار (CE / NACE / ATEX / TIIS / IECEx / INMETRO / NEPSI / EACEx / KCs (KOSHA) / FM / CSA)، شاخصهای مهمی از انطباق محصول با استانداردهای خاص ایمنی، کیفیت و نظارتی هستند. این تاییدیهها و گواهینامهها چندین مزیت دارند:
- انطباق با استانداردهای ایمنی: این تاییدیهها و گواهینامهها نشان میدهد که ترانسمیتر فشار مطابق با استانداردهای ایمنی شناخته شده بینالمللی است. بنابراین میتوان اطمینان حاصل کرد که محصول به گونهای طراحی و تولید شده است که الزامات ایمنی را برآورده کند و خطر تصادفات یا خطرات را کاهش دهد.
- دسترسی به بازار جهانی: بسیاری از این گواهینامهها در چندین کشور و منطقه به رسمیت شناخته شده و پذیرفته شدهاند. این امر میتواند فرآیند فروش و استفاده از محصول را در بازارهای مختلف ساده کند، زیرا مطابقت با استانداردهای بینالمللی را نشان میدهد.
- تضمین کیفیت: گواهینامهها اغلب شامل تستهای دقیق و فرآیندهای کنترل کیفیت هستند. هنگامیکه یک محصول دارای این گواهینامهها باشد، نشان میدهد که برای اطمینان از عملکرد و قابلیت اطمینان آن، آزمایشات کاملی را پشت سر گذاشته است.
- کاهش مسئولیت و ریسک: استفاده از محصولات دارای این گواهینامهها میتواند خطر مسائل مربوط به مسئولیت را در صورت بروز حوادث یا عدم رعایت مقررات کاهش دهد. این نشان میدهد که محصول برای برآورده کردن الزامات ایمنی و زیست محیطی طراحی و آزمایش شده است.
- نیازهای صنعت: در برخی از صنایع، مانند نفت و گاز، شیمیایی و پتروشیمی، گواهینامههای خاصی مانند NACE، ATEX یا IECEx برای تجهیزات مورد استفاده در محیطهای خطرناک یا انفجاری اجباری است. داشتن این گواهینامهها برای انطباق با الزامات خاص صنعت بسیار مهم است.
- ملاحظات زیست محیطی: برخی از گواهینامهها، مانند CE، ممکن است شامل استانداردهای زیست محیطی باشد که نشان میدهد محصول دارای الزامات خاصی برای حفاظت از محیط زیست است.
- قابلیت همکاری: در صنایع یا برنامههای خاص، گواهینامههایی مانند FM، CSA یا KCs (KOSHA) ممکن است برای اطمینان از اینکه محصول میتواند بهطور ایمن در یک سیستم یا فرآیند خاص کار کند، ضروری باشد.
- اعتماد مصرفکننده: محصولات دارای این گواهینامهها اغلب اعتماد مصرفکنندگان را القا میکنند، زیرا مطابق با استانداردهای شناخته شده و شیوههای ایمنی دیده میشوند.
تاییدیههای کشتیرانی فهرست شده برای این سری ترانسمیتر فشار، از جمله ABS (اداره حمل و نقل آمریکا)، BV (بیرو وریتاس)، DNV-GL (Det Norske Veritas-Germanischer Lloyd)، و LR (Lloyd’s Register) گواهینامههای مهم برای تجهیزات مورد استفاده در صنایع دریایی و کشتیرانی هستند. داشتن این تاییدیهها چندین مزیت دارند:
- تطابق با ایمنی: تاییدیههای کشتیرانی تضمین میکند که ترانسمیتر فشار استانداردهای ایمنی و عملکرد مورد نیاز برای کاربردهای دریایی را برآورده میکند. ایمنی در صنعت دریایی از اهمیت ویژهای برخوردار است و این تاییدیهها نشان میدهد که محصول برای مطابقت با معیارهای ایمنی و عملکرد خاص، طراحی و آزمایش شده است.
- تطابق با مقررات: این تاییدیهها نشان میدهد که ترانسمیتر فشار با مقررات بینالمللی دریایی و استانداردهای صنعتی برای اطمینان از ایمنی کشتیها، خدمه و محیط زیست، مطابقت دارد.
- سازگاری: تاییدیه کشتیرانی نشان میدهد که ترانسمیتر فشار برای استفاده در محیطهای دریایی مناسب است. برای عملکرد و دوام آن در دریا، جایی که ممکن است در معرض شرایط سخت از جمله آب شور، دماهای شدید و ارتعاشات قرار گیرد، آزمایش و تایید شده است.
- شناسایی گسترده: این تاییدیهها توسط مقامات دریایی و انجمنهای طبقهبندی در سراسر جهان به رسمیت شناخته شده و پذیرفته شده است. این امر، نصب و استفاده از محصول را بر روی طیف گستردهای از کشتیها، از کشتیهای باری گرفته تا سکوهای دریایی، آسانتر میکند.
- الزامات بیمه: بسیاری از ارائه دهندگان بیمه ممکن است برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان کشتی، تجهیزات لازم را برای تاییدیههای دریایی خاصی داشته باشند. این مصوبات میتواند روند بیمه را تسهیل کند.
- تجارت بینالمللی: محصولات دارای این تاییدیهها را میتوان با اطمینان در سطح بینالمللی فروخت و استفاده کرد، زیرا نشاندهنده انطباق آنها با استانداردهای دریایی جهانی است.
- تضمین کیفیت: فرآیند تایید، اغلب شامل تست دقیق و کنترل کیفیت است. یک محصول با تاییدیه کشتیرانی معمولا تحت آزمایش و بازرسی کامل قرار میگیرد تا از قابلیت اعتماد و عملکرد آن اطمینان حاصل شود.
- ملاحظات زیست محیطی: برخی از این تاییدیهها ممکن است شامل استانداردهای زیست محیطی باشد که نشان میدهد محصول دارای الزامات خاصی برای حفاظت از محیط زیست در محیط زیست دریایی است.
انواع مختلف درجه محافظت در برابر انفجار ذکر شده برای سری 3051T، از جمله Intrinsic Safety “i” / Flameproof Enclosure “d” / Non-incendive “n” / Dust Explosion Protection Through Housing t، اقدامات ایمنی مهمی هستند که برای جلوگیری یا کاهش خطر انفجار در محیطهای خطرناک طراحی شدهاند. اکنون به مرور معنا و مزایای هر یک از این روشهای حفاظتی میپردازیم:
ایمنی ذاتی i: ایمنی ذاتی (Intrinsic Safety i) یک روش حفاظتی است که در آن تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی به گونهای طراحی و کار میکنند که قادر به ایجاد جرقه یا اثرات حرارتی که میتواند یک جو خطرناک را مشتعل کند، نباشند. مزایای ایمنی ذاتی عبارتند از:
- ایمنی: ایمنی ذاتی از ایجاد جرقه یا اشتعال تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی جلوگیری میکند و ترانسمیتر فشار را در محیطهایی با گازها، بخارات یا گرد و غبار قابل اشتعال، یک انتخاب قابل اطمینان میسازد.
- انعطافپذیری: تجهیزات ذاتا ایمن را میتوان در طیف گستردهای از مکانهای خطرناک استفاده کرد.
محفظه ضد حریق d: محفظههای ضد حریق (Flameproof Enclosure d) به گونهای طراحی شدهاند که از هرگونه انفجاری را که ممکن است در داخل محفظه رخ دهد، جلوگیری کند و همچنین از گسترش آن به فضای خطرناک اطراف جلوگیری کند. مزایای این درجه حفاظت عبارتند از:
- مهار: اگر انفجاری در داخل محفظه رخ دهد، بهطور ایمن مهار میشود و از خطرات خارجی جلوگیری میکند.
- دوام: محفظههای ضد حریق اغلب ناهموار و مستحکم هستند و برای محیطهای صنعتی خشن مناسب هستند.
غیر آتشزا n: تجهیزات غیر آتشزا (Non-incendive n) به گونهای طراحی شدهاند که از ایجاد جرقه یا اثرات حرارتی در شرایط عملیاتی عادی جلوگیری میکند، اما ممکن است در شرایط خطا از چنین اثراتی جلوگیری نکند. مزایای این درجه حفاظت عبارتند از:
- هزینه – کارایی: پیادهسازی تجهیزات غیر آتشزا اغلب نسبت به ایمنی ذاتی هزینه کمتری دارد و آنرا برای کاربردهای خاص مناسب میکند.
- ایمنی: برای کاهش خطر اشتعال در شرایط عادی طراحی شده است.
محافظت از انفجار گرد و غبار از طریق محفظه t: این حفاظت (Dust Explosion Protection Through Housing t) نشان میدهد که تجهیزات به گونهای طراحی شدهاند که از ورود گرد و غبار به تجهیزات جلوگیری میکند و خطر انفجارهای مرتبط با گرد و غبار را کاهش میدهد و مزایای آن عبارت است از:
- جلوگیری از انفجار گرد و غبار: به جلوگیری از تجمع گرد و غبار در داخل تجهیزات کمک میکند که میتواند منبع انفجار در محیطهای پر گرد و غبار باشد.
- مناسب برای محیطهای دارای گرد و غبار: تجهیزات با محافظ t برای استفاده در مکانهایی که گرد و غبار قابل احتراق وجود دارد مناسب است.
از مزایای این روشهای حفاظت در برابر انفجار میتوان به تضمین ایمنی پرسنل، جلوگیری از آسیب به تجهیزات و کاهش خطر انفجار در محیطهایی که گازها، بخارات یا گرد و غبار قابل اشتعال وجود دارد، اشاره کرد. انتخاب روش حفاظتی به خطرات خاص در محیط، نوع مواد موجود و کاربرد مورد نظر تجهیزات بستگی دارد. این روشهای حفاظتی برای رعایت مقررات ایمنی در مناطق خطرناک، مانند مواردی که در صنایعی مانند نفت و گاز، مواد شیمیایی و معدن یافت میشوند، حیاتی هستند.