بیشتر کاربردهای ترانسدیوسر فشار مذاب نسبتاً ساده هستند. پیشنهاد ما به شما این است: ترانسدیوسر را مطابق با توصیه‌های سازنده نصب کنید و از یک ترانسدیوسر فشار مذاب مطمئن و با کیفیت جهت خوانش دقیق فشار (و دما) استفاده کنید. همه ما می‌دانیم که زندگی، آن‌طور که ما می‌خواهیم پیش نمی‌رود. هدف از این مقاله، ارائه دستورالعمل هایی برای کمک به مصرف‌کنندگان ترانسدیوسر فشار مذاب، در تشخیص شرایط غیر معمول و جبران آنها از طریق انتخاب مناسب و استفاده بهینه از ترانسدیوسر است.
پیش از آنکه مقاله‌مان را شروع کنیم، بهتر است تعریفی برای سه اصطلاح سنسور فشار مذاب، ترانسمیتر فشار مذاب و ترانسدیوسر فشار مذاب داشته باشیم و تفاوت آنها را به خوبی درک کنیم. سنسور فشار مذاب یک واژه کلی برای نامیدن تجهیزات اندازه‌گیری فشار مذاب در فرآیند اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی، قالب‌گیری تزریقی بادی و تولید پلیمر در صنعت پلاستیک است. می‌توان گفت ترانسمیتر فشار مذاب ← و ترانسدیوسر فشار مذاب ← از انواع سنسور فشار مذاب محسوب می‌شوند که از نظر ظاهری یکسان اما از نظر مشخصات خروجی با یکدیگر کمی متفاوت هستند.
ترانسمیتر فشار مذاب نوعی از سنسور فشار مذاب است که خروجی آن تقویت شده (ترنسمیت شده) و می‌تواند انواع خروجی جریانی یا ولتاژی را به مصرف‌کننده ارائه دهد اما ترانسدیوسر فشار مذاب، نوعی سنسور فشار مذاب است که خروجی آن تقویت نشده و به مصرف‌کننده، خروجی میلی ولت بر ولت ارائه می‌دهد.
چرا از سنسور فشار مذاب استفاده کنیم؟
سنسور فشار مذاب برای ایجاد خروجی الکتریکی در مصارف مختلفی استفاده می‌شوند که ممکن است شامل نظارت و کنترل فرآیند یا انتقال فشار خوانش شده به یک نمایشگر یا کنترلر باشد.
یکی دیگر از دلایل استفاده از سنسور های فشار مذاب ←، دقت و درستی (Accuracy) آنهاست. این سنسور ها دقت هایی از ۱٪ در مقیاس کامل (Full Scale) تا دقت استاندارد ۰.۱٪ را ارائه می‌دهند.
هرچه درستی مورد نیاز بیشتر باشد، تجهیز اندازه‌گیری فشار گران‌تر است اما از آن‌جایی که کیفیت محصول در بسیاری از فرآیندهای تولید به‌طور مستقیم با کنترل دقیق میزان فشار فرآیند مرتبط است، هزینه یک ترانسدیوسر فشار مذاب، معقولانه‌تر توجیه می‌شود.
مقابله با شرایط غیر طبیعی
هنگامی که نیاز به ترانسدیوسر فشار مذاب مشخص شد، باید مشخص شود که آیا امکان بروز شرایط غیرعادی که بتواند عملکرد ترانسدیوسر ما را مختل کند وجود دارد یا خیر؟
در ادامه، به برخی از این شرایط و اقداماتی که می‌توان جهت جبران آنها انجام داد اشاره خواهیم کرد.
مشکلات دمایی
دو منبع دما می‌توانند بر عملکرد ترانسدیوسر فشار مذاب تأثیر بگذارند:
- شرایط محیطی
- مواد مذاب
شرایط محیطی شامل مواردی مانند تغییرات ناگهانی دمای هوا به دلیل روشن و خاموش شدن سیستم های گرمایشی و سرمایشی و تأثیرات انرژی تابشی (مانند خورشید) که به ترانسدیوسر برخورد می‌کند، می‌باشد. تغییرات در دمای مواد مذاب اغلب در طول راه‌اندازی فرآیند رخ می‌دهد زیرا دمای مذاب از دمای اتاق (Environment Temperature) به دمای عملیاتی (Operating Temperature) افزایش می‌یابد.
مشکلات دمایی می‌توانند بر ترانسدیوسر فشار مذاب تاثیرات چشمگیری داشته باشند زیرا این ترانسدیوسرها تحت شرایط استاتیکی فشار و دما کالیبره می‌شوند. اثرات دمای دینامیک در محل نصب ممکن است بر روی یک شرایط فشار ثابت قرار گرفته و باعث خوانش ناپایدار شود. ساده ترین راه حل برای این مشکل این است که قبل از خواندن فشار صبر کنید تا دما به حالت ثابت برسد.
اگر تمایل دارید در رابطه با اهمیت و چگونگی اندازه گیری دمای فرآیند اکستروژن توسط سنسور دمای مذاب بیشتر بدانید، میتوانید به راهنمای زیر مراجعه کنید.
اگر خوانش فشار دقیق باید در طول تغییرات زیاد دمای محیطی انجام شود، باید اقداماتی اصلاحی انجام دهید. جهت جبران تغییرات دمای محیط میتوانید ترانسدیوسر فشار مذاب خود را عایق کنید برای مثال آن را با یونولیت یا مواد عایق دیگری بپیچید.
یکی از راه‌های جبران اثرات تغییرات دمای مذاب، بافر کردن ترانسدیوسر با قرار دادن آن در انتهای یک تیوب کوتاه مسی یا فولاد ضد زنگ است. تیوب گرمای اضافی را با سرعتی که توسط متریال، قطر و طول تیوب تعیین می شود، دفع می‌کند. این تیوب یک رابط دمایی ثابت و قابل قبول بین ترانسدیوسر و مواد مذاب را تشکیل می‌دهد.
سازگاری سیال
متریال دیافراگم اکثر ترانسدیوسر های فشار مذاب موجود در بازار که با مذاب در تماس هستند از فولاد های ضد زنگ زیر ساخته می‌شوند:
- 15-5PH Stainless Steel
- 17-4PH Stainless Steel
این متریال ها مقاومتی در برابر خورندگی مشابه با گریدهای 303 و 304 فولاد ضد زنگ ارائه می‌دهند. این مواد به خوبی می‌توانند اغلب ترکیبات سیال مذاب را تحمل کنند.
اما اگر با تجربه قبلی می‌دانید یا مطمئن نیستید که این متریال ها با سیال مذاب شما سازگاری دارند یا خیر، به‌شدت توصیه می‌کنیم با کارشناسان فنی ما صحبت کنید تا سازگاری مواد موجود در مذاب شما بررسی و مناسب‌ترین گزینه برای متریال دیافراگم به شما پیشنهاد شود.
پاسخ دینامیک
اکثر مصرف‌کنندگان ترانسدیوسر فشار مذاب می‌خواهند فشار را در حالت ثابت اندازه‌گیری کنند. مطمئنیم که شما هم نمی‌خواهید بدانید که با تغییراتی که در خط رخ می‌دهد چه اتفاقی برای فشار می‌افتد. برخی، برای افزایش چشمگیر کیفیت محصول خروجی تقاضا دارند تغییرات فشار دینامیکی (متغیر) در سیستم را با دقت بالا اندازه‌گیری کنند. بسیار مهم است که شما به‌عنوان مصرف‌کننده به تامین‌کننده ترانسدیوسر فشار مذاب خود بگویید که اندازه‌گیری فشار دینامیک (متغیر) فرآیند، کاری است که می‌خواهید انجام دهید.
پاسخ دینامیکی یک سیستم موضوع بسیار پیچیده‌ای است. این پیچیدگی با استفاده از اصطلاحاتی مانند پاسخ فرکانسی (Frequency Response)، پاسخ دینامیکی (Dynamic Response)، پاسخ به ورودی گام (Response to a Step Input) و زمان افزایش (Rise Time) که گاهی اوقات اشتباه گرفته می‌شوند، چند برابر می‌شود. این عبارات، وقتی برای ترانسدیوسر به کار می‌روند یک چیز، و وقتی به سیستم اشاره می‌کنند معنای دیگری دارند. اگر به اندازه‌گیری دینامیکی نیاز دارید، عاقلانه است که در مورد کاربرد و فرآیند خود با متخصصان فعال در این زمینه (مثلا ما :)) صحبت کنید و از آنان مشاوره بگیرید.
علاوه بر گفتگو با یک کارشناس فنی، در اینجا چند دستورالعمل اضافی برای استفاده از ترانسدیوسر فشار مذاب در اندازه‌گیری فشار مذاب دینامیکی وجود دارد:
- ترانسدیوسر فشار مذاب خود را تا حد امکان به نقطه اندازه‌گیری نزدیک کنید.
- برای پاسخ فرکانسی بهتر، به جای سنسور فشار حفره (Cavity Pressure Sensor) از ترانسدیوسر فشار دیافراگمی یا فلاش (Flush Mount Pressure Transducer) استفاده کنید.
- از جداسازی ترانسدیوسر با تیوب یا اسنابر فشار خودداری کنید زیرا دینامیک سیستم تغییر خواهد کرد.
جابجایی و نصب
ترانسدیوسرهای فشار مذاب امروزی دستگاه‌های فوق العاده مقاومی هستند. با این حال، در حین جابجایی و نصب، کمی باید دقت کنید. در اینجا چند نکته ساده در این مورد ذکر شده است:
- مراقب کانکشن الکتریکی باشید. آسیب به کانکتور یا کابل الکتریکی می‌تواند ترانسدیوسر را از کار بیاندازد. هر چند اکثر سنسور های فشار مذاب موجود در بازار، دارای یک درپوش محافظ برروی کانکشن الکتریکی هستند که از آسیب رساندن به آن، جلوگیری می‌کنند.
- هرگز دیافراگم یک ترانسدیوسر را با نوک مداد یا اشیاء سفت دیگر فشار ندهید. این می‌تواند به دیافراگم آسیب برساند که به نوبت خود، بر عملکرد ترانسدیوسر تأثیر منفی می‌گذارد.
- ترانسدیوسر را به خوبی سفت کنید، مطمئن شوید که در اتصال فشار نشتی وجود نداشته باشد. اما مواظب باشید با اعمال فشار بیش از حد مجاز، به غلاف سنسور آسیب نرسانید.
- اطمینان حاصل کنید که دیافراگم و اتصال مکانیکی از متریال سازگار با ترکیبات مواد مذاب ساخته شده باشد. ترکیب مواد با ویژگی‌های انبساطی متفاوت (مثلاً اتصالات برنجی و یک ترانسدیوسر فولادی) می‌تواند منجر به نشتی شود.
- اگر ترانسدیوسر دارای قابلیت تنظیم نقطه صفر و اسپن است، آن را طوری قرار دهید که بتوانید با پیچ گوشتی تنظیمات کالیبراسیون را انجام دهید. برای کالیبره کردن سنسور، به یک نمایشگر یا کنترلر فشار ← که قابلیت های لازم را دارند، نیاز دارید.
- پس از نصب ترانسدیوسر، کل سیستم را از نظر سیم کشی مناسب، یکپارچگی اتصالات و اتصال به زمین (ارت) مناسب بررسی کنید.
نتیجه‌گیری
به یاد داشته باشید، تجربه نشان داده است که بیشتر مشکلات مربوط به سیستم هستند، نه ترانسدیوسر. اتصالات الکتریکی ضعیف (برای مثال استفاده از سیم بدون پوشش به جای کابل شیلد دار است که می‌تواند جلوی نویز را بگیرد) و اتصال زمین نامناسب می‌تواند باعث ایجاد مشکلات شود. اگر حتی پس از بررسی کامل سیستم، مشکل همچنان ادامه داشت، احتمال دارد ترانسدیوسر خراب شده باشد.
این مقاله به سوالاتی که مصرف‌کنندگان اغلب در مورد انتخاب و کاربرد ترانسدیوسر های فشار مذاب می پرسند، پرداخته است. اگر هر یک از مشکلات ذکر شده در اینجا را دارید، بهتر است که مستقیماً با مهندسان فنی ما مشورت کنید. به آنان بگویید کاربرد شما چیست و برای چه اندازه‌گیری فشار را در کاربردتان نیاز دارید. زمان کمی صرف صحبت کردن با تامین‌کننده می‌تواند مشکلات بالقوه پرهزینه را قبل از اینکه فرصتی برای تحقق پیدا کند شناسایی و جبران کند. حتی میتوانید در قسمت “نظرات” سوالات خود را مطرح کنید تا در اسرع وقت به آنان پاسخ دهیم.
