بررسی تخصصی سنسور فشار مذاب ZHYQ سری PT124B-113/113T/122/122T
ترانسمیتر فشار مذاب، نوعی سنسور فشار مذاب است که سیگنال خروجی آنالوگ جریانی یا ولتاژی ارائه میکند.
اینکه در دیتاشیت نوع سنسور را ترانسمیتر فشار مذاب معرفی کردهاند، به این معنی است که این دستگاه فقط فشار را در دماهای بالا اندازهگیری نمیکند، بلکه مقدار اندازهگیری شده را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل میکند تا بتوان آن را به نمایشگر، کنترلر یا PLC ارسال کرد.
در یک سنسور فشار معمولی، فقط یک المان حسگر (مثل استرین گیج یا پیزوالکتریک) وجود دارد که فشار را تشخیص میدهد و معمولاً خروجیاش یک سیگنال خام (مانند میلیولت بر ولت) است که نیاز به پردازش دارد.
اما یک ترانسمیتر فشار مذاب، علاوه بر داشتن حسگر داخلی، دارای مدارهای الکترونیکی پردازش سیگنال نیز هست که دادههای فشار را تقویت و استانداردسازی میکند و خروجیهایی مثل۲۰-۴ میلیآمپر، ۱۰-۰ ولت یا میلیولت بر ولت ارائه میدهد که بهراحتی در سیستمهای صنعتی قابل استفاده است.
بنابراین، برخلاف یک سنسور فشار ساده که فقط تغییرات فشار را تشخیص میدهد، ترانسمیتر فشار مذاب یک خروجی پردازششده و دقیق فراهم میکند که برای کنترل فرآیندهای اکستروژن و پلیمر بسیار مهم است.
ترانسمیتر فشار مذاب دقیقاً برای محیطهایی طراحی شده که دمای مواد تحت فشار بسیار بالاست، مثلاً:
- اکسترودرهای پلاستیک و پلیمر (جایی که مواد مذاب تحت فشار بالا در حال حرکت هستند)
- صنعت تولید الیاف مصنوعی (مثل الیاف نایلون و پلیاستر)
- فرآیندهای شیمیایی و چسبهای داغ
- صنایع غذایی و دارویی (مثل شکلات و ژلاتین که باید در دمای بالا کنترل شوند)
پس، این سری ترانسمیتر نه تنها فشار را اندازهگیری میکند، بلکه در برابر حرارت بالا هم مقاوم است و معمولاً با موادی مثل استیل ضدزنگ و دیافراگمهای مخصوص با روکش تیتانیوم یا اینکونل ساخته میشود تا در برابر خوردگی و سایش مقاوم باشد.
چرا نوع سنسور اهمیت دارد؟
♦ چون در فرآیندهای دمای بالا، یک سنسور معمولی به سرعت خراب میشود، اما ترانسمیتر فشار مذاب طراحی شده تا دقیق و پایدار عمل کند.
♦ خروجی استاندارد آن باعث میشود که بدون نیاز به تجهیزات اضافی بتوان آن را به سیستمهای کنترلی متصل کرد.
♦ معمولاً دارای گزینههایی مثل جبرانسازی دما، خروجی دیجیتال، و قابلیت نصب آسان است که در کنترل فرآیندهای صنعتی اهمیت زیادی دارند.
مدلهای فیزیکی مختلف این سری از سنسورهای فشار مذاب شامل دو گزینه زیر میباشند که از نظر طراحی و قابلیتها تفاوتهایی دارند:
- غلاف سخت
این نسخه، مدل استاندارد و کلاسیک یک سنسور فشار مذاب است. در این مدل، یک میلهی فلزی یکپارچه و ثابت از بدنهی سنسور خارج میشود که به طور مستقیم درون سیستم فرآیندی که فشار در آن اندازهگیری میشود، قرار میگیرد.
ویژگیهای اصلی:
ساختار مقاوم و بادوام: به دلیل استفاده از یک میلهی فلزی سخت، این مدل مقاومت بالایی در برابر تنشهای مکانیکی، لرزش و ضربه دارد.
طول ثابت: طول این غلاف به صورت استاندارد و در سایزهای مشخصی مثل ۳ اینچ، ۶ اینچ یا بیشتر ارائه میشود و باید بسته به نیاز سیستم، اندازهی مناسب را انتخاب کنید.
دقت بالا در اندازهگیری فشار: به دلیل نبود قطعات انعطافپذیر، این مدل در شرایط فشار و دمای بالا دقت خود را حفظ میکند.
کاربردهای رایج:
اکستروژن پلاستیک، لاستیک و پلیمر
سیستمهای چسب داغ (Hot Melt)
صنایع غذایی و دارویی (در محیطهایی که نیاز به سنسور مقاوم است)
- غلاف سخت + سنسور دما
این مدل دارای تمامی ویژگیهای مدل غلاف سخت است، اما با یک تفاوت مهم، سنسور دمای داخلی دارد!
ویژگیهای اصلی:
اندازهگیری همزمان فشار و دما: این قابلیت برای فرآیندهایی که هم کنترل فشار و هم کنترل دما اهمیت دارد، بسیار حیاتی است.
طراحی فشرده و کارآمد: به جای استفاده از دو سنسور جداگانه (یکی برای فشار و یکی برای دما)، این مدل هر دو را در یک واحد ترکیب کرده است که باعث کاهش پیچیدگی نصب و سیمکشی میشود.
سنسور دمای داخلی: این مدل معمولاً دارای یک سنسور دما است که امکان نظارت دقیق بر دمای مواد مذاب را فراهم میکند.
کاربردهای رایج:
فرآیندهای اکستروژن پلاستیک (که در آن دما و فشار تاثیر مستقیم بر کیفیت محصول دارند)
صنایع شیمیایی (که در آن تغییرات فشار و دما بر واکنشهای شیمیایی تاثیر میگذارند)
تولید پلیمر و الیاف مصنوعی (که دمای دقیق در کنترل خواص مواد مهم است)
کدام مدل برای شما مناسبتر است؟
- اگر فقط به اندازهگیری فشار نیاز دارید، مدل غلاف سخت گزینهی خوبی است.
- اگر میخواهید فشار و دما را همزمان و از یک نقطه اندازهگیری کنید، مدل غلاف سخت + سنسور دما انتخاب بهتری است، چون بدون نیاز به تجهیزات اضافه، دو متغیر حیاتی را اندازهگیری میکند.
اصل اندازهگیری، مکانیزمی است که سنسور برای تشخیص و تبدیل فشار به سیگنال الکتریکی استفاده میکند. در سری PT124B-113/113T/122/122T، دیتاشیت اعلام کرده که سنسور از اصل اندازهگیری پل ویتستون، استرین گیج استفاده میکند، که یکی از دقیقترین و پایدارترین روشهای اندازهگیری فشار است.
استرین گیج (Strain Gauge) چیست؟
استرین گیج یک حسگر کوچک از جنس یک مادهی رسانای نازک (مثل فویل فلزی یا نیمهرسانا) است که روی یک دیافراگم انعطافپذیر در داخل سنسور فشار نصب شده است.
♦ وقتی فشار به سنسور وارد میشود، دیافراگم کمی خم یا تغییر شکل میدهد.
♦ این تغییر شکل باعث تغییر در مقاومت الکتریکی استرین گیج میشود.
♦ هرچه فشار بیشتر باشد، تغییر در مقاومت نیز بیشتر خواهد شد.
پل ویتستون (Wheatstone Bridge) چیست؟
پل ویتستون یک مدار الکتریکی است که به طور خاص برای اندازهگیری دقیق تغییرات بسیار کوچک در مقاومت الکتریکی طراحی شده است، که این ویژگی برای سنسورهای فشار بسیار مهم است.
♦ در داخل سنسور فشار مذاب، چهار استرین گیج به صورت یک پل ویتستون متصل شدهاند.
♦ وقتی فشار وارد میشود، دو استرین گیج افزایش مقاومت و دو تای دیگر کاهش مقاومت را تجربه میکنند.
♦ این تغییرات باعث ایجاد یک اختلاف ولتاژ در مدار میشود.
♦ این سیگنال ولتاژ بسیار کوچک سپس تقویت و تبدیل به یک خروجی استاندارد میشود که در سیستمهای کنترلی قابل استفاده است.
استفاده از ترکیب پل ویتستون + استرین گیج در ترانسمیترهای فشار مذاب چندین مزیت دارد:
- حساسیت و دقت بالا: چون پل ویتستون قادر به اندازهگیری تغییرات بسیار کوچک در مقاومت الکتریکی است، دقت اندازهگیری افزایش پیدا میکند.
- پایداری و قابلیت اطمینان بالا: این روش در صنایع مختلف به دلیل نتایج دقیق و قابل تکرار بسیار مورد استفاده قرار میگیرد.
- جبرانسازی دما: از آنجایی که هر چهار استرین گیج تحت تاثیر شرایط محیطی یکسان قرار دارند، سنسور میتواند تغییرات دما را به خوبی جبران کند، که این ویژگی برای اندازهگیری فشار در دماهای بالا بسیار حیاتی است.
- مصرف انرژی پایین: چون این مدار با سیگنالهای الکتریکی کممصرف کار میکند، انرژی زیادی نیاز ندارد.
این روش اندازهگیری برای محیطهای مذاب و دماهای بالا بسیار ایدهآل است، از جمله:
فرآیندهای اکستروژن پلاستیک: جایی که فشار دقیق روی کیفیت محصول تاثیر زیادی دارد.
صنایع پلیمری: برای نظارت بر جریان مذاب در دماهای بالا.
صنایع شیمیایی و غذایی: برای اندازهگیری فشار در مواد چسبناک و با ویسکوزیته بالا.
دامنه اندازهگیری فشار یکی از مهمترین مشخصات یک سنسور فشار مذاب است، زیرا تعیین میکند که این سنسور حداقل و حداکثر چه فشاری را میتواند بهطور دقیق اندازهگیری کند.
برای سنسور فشار مذاب سری PT124B-113/113T/122/122T محدوده اندازهگیری فشار از ۱۰۰-۰ تا ۱۵۰۰-۰ بار میباشد. این عبارت نشان میدهد که این سنسور در مدلهای مختلفی عرضه میشود که هر مدل برای اندازهگیری یک بازهی فشار مشخص طراحی شده است.
♦ کمترین بازهی موجود، ۰ تا ۱۰۰ بار است، یعنی این مدل حداقل ۰ بار (فشار صفر) و حداکثر ۱۰۰ بار را اندازهگیری میکند.
♦ بیشترین بازهی موجود، ۰ تا ۱۵۰۰ بار است، یعنی این مدل از ۰ بار تا ۱۵۰۰ بار فشار را پوشش میدهد.
♦ بین این دو مقدار، مدلهای دیگری نیز وجود دارند، مانند ۲۵۰ – ۰ بار، ۵۰۰ – ۰ بار، ۱۰۰۰ – ۰ بار، و غیره.
♦ شما باید بر اساس فشار موردنظر در سیستم خود، مدل مناسب را انتخاب کنید.
- ۱ بار تقریباً برابر است با فشار جو در سطح دریا
- ۱۰۰ بار حدوداً ۱۰۰ برابر فشار جو است که فشاری نسبتا بالا محسوب میشود.
- ۱۵۰۰ بار فشاری بسیار بالا است که معمولاً در فرآیندهای صنعتی سنگین، سیستمهای اکستروژن و هیدرولیکی کاربرد دارد.
برای درک بهتر:
× باد لاستیک خودرو معمولاً ۲ تا ۳ بار است.
× فشار آب لولهکشی خانگی بین ۳ تا ۵ بار است.
× سیستمهای هیدرولیکی صنعتی معمولاً ۱۵۰ تا ۴۰۰ بار کار میکنند.
× ماشینآلات اکستروژن پلاستیک میتوانند ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ بار فشار داشته باشند.
اگر فشار از محدودهی سنسور بیشتر شود، چه اتفاقی میافتد؟
- کاهش دقت اندازهگیری
- آسیب دائمی به سنسور: ممکن است دیافراگم و قطعات داخلی تخریب شوند.
- خطر خرابی سیستم: اگر سنسور از کار بیفتد، ممکن است کنترل فشار در فرآیند شما مختل شده و به تولید محصول معیوب منجر شود.
مشخصات الکتریکی سنسور فشار مذاب ZHYQ سری PT124B-113/113T/122/122T
سیگنال خروجی یک سنسور فشار مذاب نقش مهمی در انتقال دادههای فشار به سیستم کنترل دارد. برای این سری سه نوع خروجی ذکر شده است:
- سیگنال جریانی ۴ تا ۲۰ میلیآمپر
× این سیگنال آنالوگ جریانی است که از ۴ میلیآمپر (حداقل فشار) تا ۲۰ میلیآمپر (حداکثر فشار) تغییر میکند.
× در محیطهای صنعتی بسیار پرکاربرد است، زیرا به نویز الکتریکی و افت ولتاژ در کابلهای بلند مقاوم است.
× مقدار ۴ میلیآمپر به عنوان حداقل مقدار باعث میشود که در صورت خرابی سنسور (مانند قطع شدن سیم) مقدار خروجی زیر ۴ میلیآمپر برود و به راحتی قابل تشخیص باشد.
× استاندارد در اتوماسیون صنعتی، کنترل فرایند، و محیطهای خشن.
- سیکنال ولتاژی ۰ تا ۱۰ ولت
× یک سیگنال ولتاژی آنالوگ که بین ۰ ولت (حداقل فشار) تا ۱۰ ولت (حداکثر فشار) تغییر میکند.
× نیاز به کابلکشی کوتاهتر دارد، زیرا در کابلهای بلند، افت ولتاژ و نویز ممکن است دقت را کاهش دهد.
× معمولاً در آزمایشگاهها، تجهیزات تست، و برخی سیستمهای اتوماسیون استفاده میشود.
× حساستر به نویز الکتریکی نسبت به سیگنال جریانی.
- سیکنال ولتاژی ۰ تا ۵ ولت (سیگنال ولتاژی کمدامنه)
× مشابه ۰-۱۰ ولت است، اما با دامنهی کمتر.
× در مواقعی استفاده میشود که دستگاه گیرنده توانایی دریافت سیگنالهای با ولتاژ پایین را دارد.
× پرکاربرد در سیستمهای کممصرف، میکروکنترلرها، و قطعات الکترونیکی تعبیهشده.
کدام خروجی مناسبتر است؟
برای کاربردهای صنعتی و فواصل طولانی:
۲۰-۴ میلی آمپر بهترین انتخاب است زیرا:
× نویزپذیری کمی دارد.
× برای فاصلههای طولانی (چند صد متر) مناسب است.
× خرابی سنسور را بهراحتی نشان میدهد (زیر ۴ میلیآمپر یعنی مشکل در سیمکشی).
برای فواصل کوتاه و سیستمهای کنترل دقیق:
۱۰-۰ ولت گزینهی مناسبی است اگر:
× سیستم کنترل شما ورودی ولتاژی دارد.
× کابلکشی شما کوتاه (کمتر از ۵ متر) است.
× به دقت بالاتر در سیگنال نیاز دارید.
× برای میکروکنترلرها و سیستمهای تعبیهشده:
۵-۰ ولت گزینهی بهتری است اگر:
× از میکروکنترلرها (مانند آردوینو، رزبریپای، یا PLCهای با ورودی ولتاژ پایین) استفاده میکنید.
× سیستم شما به سیگنال کممصرف و ولتاژ پایین نیاز دارد.
× فاصله بسیار کوتاه است (چند متر).
چگونه خروجی مناسب را انتخاب کنیم؟
- اگر با ماشینآلات سنگین، سیستمهای اکستروژن، یا کابلهای بلند کار میکنید، ۲۰ – ۴ میلیآمپر بهترین گزینه است.
- اگر در محیط آزمایشگاهی یا فواصل کوتاه و بدون نویز زیاد هستید، ۱۰ – ۰ انتخاب خوبی است.
- اگر از میکروکنترلرها یا سیستمهای کممصرف استفاده میکنید، ۵ – ۰ ولت را انتخاب کنید.
دقت یکی از مشخصههای مهم در سنسور فشار مذاب است، زیرا مستقیماً بر قابلیت اطمینان اندازهگیریهای فشار در فرایند تاثیر میگذارد. برای سنسور فشار مذاب سری PT124B-113/113T/122/122T دو مقدار متفاوت دقت عنوان میشود: 1± %FS و 0.5± %FS
عبارت FS مخففFull Scale (مقیاس کامل) است و به حداکثر فشار قابل اندازهگیری توسط سنسور اشاره دارد. دقت سنسور بهصورت درصدی از این مقدار بیان میشود.
بهعنوان مثال، فرض کنید یک سنسور فشار مذاب با بازه ۱۰۰۰ بار دارید:
♦ اگر دقت 1±% FS باشد، حداکثر خطای اندازهگیری ۱۰± بار خواهد بود.
♦ اگر دقت 0.5±% FS باشد، حداکثر خطای اندازهگیری ۵± بار خواهد بود.
حال اگر سنسور در حال اندازهگیری فشار ۵۰۰ بار باشد:
♦ با دقت 1±% FS، مقدار واقعی فشار میتواند بین ۴۹۰ تا ۵۱۰ بار باشد.
♦ با دقت 0.5±% FS، مقدار واقعی فشار میتواند بین ۴۹۵ تا ۵۰۵ بار باشد.
هرچه درصد دقت کمتر باشد، اندازهگیری دقیقتر است.
میزان دقت چگونه بر اندازهگیری فشار تاثیر میگذارد؟
برای کاربردهای عمومی (1±% FS)
- اگر به اندازهگیری فوقالعاده دقیق نیاز ندارید و تغییرات کوچک در فشار تاثیر زیادی بر فرایند شما ندارد، 1±% FS کاملاً کافی است.
- مناسب برای اکستروژن پلاستیک، قالبگیری لاستیک، و فرآیندهای صنعتی عمومی.
- تغییرات جزئی در فشار در کاربردهای غیرحساس مشکلی ایجاد نمیکند.
برای کاربردهای با دقت بالا (0.5±% FS)
- اگر فرایند شما به کنترل دقیق فشار نیاز دارد (مانند اکستروژن پلاستیکهای پیشرفته یا صنایع دارویی)، 0.5±% FS گزینه بهتری است.
- خطای کمتر، کیفیت محصول را افزایش داده و احتمال نقص در محصولات حساس را کاهش میدهد.
- مناسب برای ساخت قطعات پزشکی، فیلمهای پلیمری دقیق، و تولید مواد حساس به فشار.
♦ اگر نیازی به دقت خیلی بالا ندارید، 1±% FS گزینهای اقتصادی و مناسب است.
♦ اگر حتی تغییرات جزئی در فشار میتواند منجر به نقص در محصول شود، بهتر است از 0.5±% FS استفاده کنید.
♦ سنسورهای با دقت بالاتر معمولاً گرانتر هستند، بنابراین مهم است که دقت سنسور را متناسب با نیازهای فرایند خود انتخاب کنید.
این یک ویژگی عالی است که سنسور فشار مذاب سری PT124B-113/113T/122/122T میتواند با سنسور دما تجهیز شود. دما در بسیاری از فرایندهای صنعتی نقش بسیار مهمی دارد. دیتاشیت چهار نوع سنسور دما را ذکر کرده است: ترموکوپل نوع J، ترموکوپل نوع K، ترموکوپل نوع E و RTD مدل PT100.
- ترموکوپل نوع J (آهن/کنستانتان)
ترکیب مواد: از آهن و کنستانتان ساخته شده است.
بازه دما: معمولاً میتواند دماهایی بین ۴۰- تا ۷۵۰ درجه سانتیگراد را اندازهگیری کند.
مزایا: برای کاربردهای عمومی و ارزان بسیار مناسب است.
معایب: ممکن است در دماهای بالا دچار خوردگی شود.
- ترموکوپل نوع K (کرومل/آلومل)
ترکیب مواد: از کرومل (آلیاژ نیکل-کروم) و آلومل (آلیاژ نیکل-آلومینیوم) ساخته شده است.
بازه دما: میتواند دماهایی از ۲۰۰- تا ۱۳۷۲ درجه سانتیگراد اندازهگیری کند که دارای بیشترین بازه دمایی در بین ترموکوپلها است.
مزایا: ثبات خوبی دارد و در صنایع پلاستیک، فرآوری غذا و صنایع فلزی کاربرد زیادی دارد.
معایب: نسبت به رطوبت حساستر است و ممکن است در محیطهای مرطوب دقتش کاهش یابد.
- ترموکوپل نوع E (کرومل/کنستانتان)
ترکیب مواد: از کرومل و کنستانتان ساخته شده است.
بازه دما: میتواند دماهایی از ۲۰۰- تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد اندازهگیری کند.
مزایا: دارای ولتاژ خروجی بالا است و در بازه دمایی پایینتر دقت بالایی دارد.
معایب: کمتر در صنایع استفاده میشود و در دسترس بودن آن محدودتر است.
- RTD مدل PT100 (سنسور دما با مقاومت پلاتینیوم)
ماده: از پلاتینیوم به عنوان عنصر حسگر استفاده میکند.
بازه دما: معمولاً دماهایی از ۲۰۰- تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد را اندازهگیری میکند.
مزایا: دقت بسیار بالا و پایداری طولانی مدت دارد، که آنرا برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا دارند بسیار مناسب میکند.
معایب: نسبت به ترموکوپلها گرانتر است و در محیطهای با دماهای خیلی بالا انعطافپذیری کمتری دارد.
تجهیز سنسور فشار مذاب به سنسور دما به شما این امکان را میدهد که دما را در کنار فشار اندازهگیری کنید. این ویژگی در صنایعی که دمای مذاب و فشار در ارتباط مستقیم با هم هستند، مانند اکستروژن پلاستیک یا قالبگیری بسیار مفید است.
سنسور دما به شما این امکان را میدهد که دادههای دمایی در زمان واقعی را همزمان با اندازهگیری فشار دریافت کنید.
این کار به شما کمک میکند تا مطمئن شوید که فشار و دما در محدودههای بهینه قرار دارند و از گرمازدگی، تخریب مواد یا کیفیت پایین محصول نهایی جلوگیری میشود.
کدام سنسور دما را باید انتخاب کنید؟
♦ اگر نیاز به کاربرد عمومی و هزینه پایین دارید، ترموکوپل نوع J گزینه مناسبی است.
♦ اگر با دمای بالا سروکار دارید و به بازه دمایی وسیع نیاز دارید، ترموکوپل نوع K را انتخاب کنید.
♦ برای دقت بالاتر در دماهای پایین، ترموکوپل نوع E گزینه خوبی است.
♦ اگر دقت و پایداری طولانی مدت برای شما اهمیت دارد، به ویژه در فرآیندهای حساس، RTD مدل PT100 بهترین انتخاب است.
ولتاژ تغذیه که برای سری PT124B-113/113T/122/122T، برابر با ۲۴ ولت دی سی است، به این معنی که این سنسور برای عملکرد صحیح نیاز به منبع برق با ولتاژ ۲۴ ولت مستقیم (DC) دارد.
نوع ولتاژ DC: به معنای جریان مستقیم است، یعنی جریان الکتریکی که فقط در یک جهت حرکت میکند. این با جریان متناوب (AC) که جهت آن به صورت دورهای تغییر میکند، متفاوت است. بیشتر سنسورهای صنعتی مانند این سنسور فشار مذاب نیاز به جریان مستقیم برای عملکرد پایدار و قابل اعتماد دارند.
تامین برق سنسور: سنسور باید به یک منبع برق ۲۴ ولت دی سی متصل شود تا به درستی کار کند. این ولتاژ یک استاندارد رایج در بسیاری از کاربردهای صنعتی است، به ویژه در سیستمهای اتوماسیون و کنترل.
سازگاری: لازم است که منبع برق تامینکننده ۲۴ ولت دی سی دارای ثبات باشد. اگر ولتاژ نوسان زیادی داشته باشد یا خارج از بازه ۲۴ ولت باشد، سنسور ممکن است به درستی عمل نکند یا حتی آسیب ببیند.
استاندارد صنعتی رایج: ۲۴ ولت دی سی یک استاندارد ولتاژی است که در صنعت بسیار استفاده میشود، زیرا ایمن، کارآمد و در سیستمهای بسیاری در دسترس است.
چرا از ولتاژ تغذیه ۲۴ ولت دی سی استفاده میشود؟
- ایمنی: ۲۴ ولت به عنوان یک ولتاژ کم در نظر گرفته میشود و کار با آن ایمنتر است.
- ثبات: این ولتاژ برای ارائه برق پایدار و قابل اعتماد به سنسورها و سیستمهای کنترل مناسب است و این ویژگیها آنرا برای کاربردهای صنعتی ایدهآل میکند.
- استانداردسازی: از آنجا که این ولتاژ یک استاندارد رایج است، قطعات با این ولتاژ به راحتی در دسترس هستند و نصب و سیمکشی راحتتر است.
محدوده دمای دیافراگم که در دیتاشیت سنسور فشار مذاب ذکر شده، به معنی بازه دماهایی است که دیافراگم (بخشی اساسی از سنسور) میتواند به طور ایمن تحمل کند و همچنان دقت اندازهگیری و یکپارچگی ساختاری خود را حفظ کند.
در یک سنسور فشار مذاب، دیافراگم یک غشای نازک و انعطافپذیر است که اجزای داخلی سنسور را از سیال فرآیند (مادهای که فشار آن اندازهگیری میشود) جدا میکند. زمانی که فشار به دیافراگم وارد میشود، این غشا به طور جزئی خم میشود و این تغییر شکل اندازهگیری میشود تا فشار سیال را تعیین کند.
♦ حساسیت دمایی: دیافراگم که به طور مستقیم با ماده مذاب در تماس است (که معمولاً در دماهای بالا قرار دارد)، باید قادر باشد گرما را بدون از دست دادن انعطافپذیری یا توانایی انتقال دقیق اندازهگیری فشار تحمل کند. بازه دمایی در این سری ۲۶۰ – ۰ درجه سانتیگراد میباشد و به این معناست که دیافراگم میتواند در این دماها به طور مؤثر عمل کند بدون اینکه آسیب ببیند.
♦ محدودیتهای عملیاتی: این بازه دما نشان میدهد که نباید دیافراگم به دماهایی بالاتر از ۲۶۰ درجه سانتیگراد قرار گیرد، زیرا ممکن است این حد دما باعث آسیب به ویژگیهای مواد سازنده دیافراگم (مانند انعطافپذیری یا استحکام کششی) شده و باعث نادرست بودن اندازهگیریها یا حتی خرابی سنسور شود.
♦ کاربردهای عملی: این بازه دما برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند اکستروژن پلاستیک، ذوب فلزات و سایر کاربردهای دمای بالا مناسب است. دیافراگم دقیقاً برای مقاومت در برابر شرایط این فرآیندها طراحی شده است، جایی که مواد مذاب مانند پلاستیکها یا فلزات میتوانند به دماهای بالا برسند.
چرا در نظر گرفتن محدوده دمای دیافراگم اهمیت دارد؟
- دقت: اگر دیافراگم در دماهایی بالاتر از بازه مشخص شده قرار گیرد، ممکن است باعث تاب یا ترک خوردن و یا از دست دادن توانایی انتقال تغییرات فشار به درستی شود که منجر به اندازهگیریهای نادرست خواهد شد.
- ماندگاری ماده: کار کردن در بازه دمایی مشخص شده تضمین میکند که دیافراگم یکپارچگی ساختاری خود را حفظ کرده و فشار را به طور دقیق اندازهگیری میکند.
به عبارت ساده، بازه دمایی ۲۶۰ – ۰ درجه سانتیگراد تضمین میکند که سنسور بتواند فشار را به طور دقیق اندازهگیری کند بدون اینکه دیافراگم در دمای بالای معمول در کاربردهای فشار مذاب آسیب ببیند.
مشخصات مکانیکی سنسور فشار مذاب ZHYQ سری PT124B-113/113T/122/122T
اتصال مکانیکی به روش اتصال یا نصب سنسور فشار مذاب به سیستم برای اندازهگیری فشار اشاره دارد. این اتصال با استفاده از رزوهها بر روی بدنه سنسور و تطابق آن با رزوههای مشابه در بخشهای دیگر سیستم (مانند لولهها یا اتصالات) انجام میشود. در دیتاشیت PT124B-113/113T/122/122T ، سه نوع اتصال رزوهای ذکر شده است:
- 1/2″-20UNF
× 1/2″ به قطر رزوه اشاره دارد که معادل نیم اینچ (۱۲.۷ میلیمتر) است.
× 20UNF به تعداد رزوهها در هر اینچ (TPI) و نوع رزوه اشاره دارد، عدد ۲۰ به تعداد رزوهها در هر اینچ اشاره دارد و UNF به رزوه استاندارد ملی اشاره دارد که معمولاً در آمریکای شمالی استفاده میشود. رزوههای استاندارد دارای دقت بالاتر هستند و معمولاً برای استفاده در سیستمهای صنعتی که نیاز به دقت بالا دارند، مناسباند.
- M14 × 1.5
× M14 به رزوههای متریک با قطر ۱۴ میلیمتر اشاره دارد.
× 1.5 نیز به فاصله بین دو رزوه اشاره دارد که برابر با ۱.۵ میلیمتر است.
- M18 × 1.5
× M18 به رزوههای متریک با قطر ۱۸ میلیمتر اشاره دارد.
× عدد 1.5 نیز به فاصله بین رزوهها اشاره دارد.
اتصال مکانیکی به واحد اتصال سنسور به سیستم اشاره دارد که تضمین میکند سنسور به طور ایمن و بدون نشتی در سیستم قرار گیرد. این انواع مختلف رزوهها و اندازهها تعیین میکنند که سنسور فشار مذاب با کدام تجهیزات، لولهها یا اتصالات سازگار است. برای مثال:
♦ رزوه 1/2UNF معمولاً در سیستمهای امپریال که در آمریکای شمالی مورد استفاده قرار میگیرد، به کار میرود.
♦ رزوههای M14 × 1.5 وM18 × 1.5 در سیستمهای متریک رایجتر هستند.
♦ رزوه M18 × 1.5 دارای قطر بزرگتری است، بنابراین میتواند اتصال مکانیکی قویتری را فراهم کند که برای سیستمهای فشار بالا مناسبتر است.
جنس اتصالات مکانیکی در ترانسمیتر فشار مذاب سری PT124B-113/113T/122/122T از فولاد ضد زنگ 15-5 PH میباشد. این ماده نقش حیاتی در دوام و عملکرد سنسور در محیطهای فشار و دمای بالا ایفا میکند.
15-5 PH یک آلیاژ فولاد ضد زنگ رسوب سخت است. حروف PH در نام آن به تقویت با رسوب اشاره دارد، که فرایندی است برای افزایش سختی و استحکام فولاد از طریق افزودن عناصر خاص و سپس استفاده از عملیات حرارتی برای مقاومتر کردن فلز.
ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ 15-5 PH:
کروم: حدود ۱۵ درصد کروم دارد که مقاومت بالایی در برابر خوردگی فراهم میکند.
نیکل: حدود ۵ درصد نیکل دارد که استحکام فولاد را افزایش داده و به آن کمک میکند که در برابر ترکخوردگی ناشی از تنش مقاوم باشد.
عناصر آلیاژی دیگر: دیگر عناصری مانند مس و منگنز در آن وجود دارند که به استحکام، سختی و مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی در محیطهای دمای بالا کمک میکنند.
از ویژگیهای این ماده میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- استحکام بالا: فرآیند تقویت با رسوب باعث میشود این فولاد بسیار محکم باشد و قادر به تحمل فشارهای بالا باشد.
- مقاومت در برابر خوردگی: محتوای بالای کروم مقاومت عالی در برابر خوردگی فراهم میکند که این ویژگی در محیطهایی با رطوبت بالا یا مواد شیمیایی خورنده حیاتی است.
- استقامت خوب: با وجود استحکام بالا، فولاد 15-5 PH دارای پایداری یا قابلیت جذب ضربه است، به طوری که میتواند مقداری ضربه را بدون شکستن یا ترک برداشتن تحمل کند.
چرا از فولاد ضد زنگ 15-5 PH در سنسورهای فشار مذاب استفاده میشود؟
- مقاومت در برابر دماهای بالا: فولاد 15-5 PH قادر است دمای بالا را تحمل کرده و استحکام و یکپارچگی خود را حفظ کند. این ویژگی برای سنسورهای فشار مذاب که در فرآیندهایی مانند اکستروژن پلاستیک، ریختهگری فلزات و سایر کاربردهای دمای بالا استفاده میشوند، ضروری است.
- دوام در شرایط سخت: این ماده در برابر خوردگی بسیار مقاوم است، که در محیطهای صنعتی که سنسور ممکن است در معرض مواد شیمیایی تهاجمی یا شرایط سخت قرار گیرد، بسیار مهم است.
- دقت: استحکام بالای این آلیاژ تضمین میکند که سنسور به طور دقیق فشار را اندازهگیری میکند و از خم شدن یا تغییر شکل آن که ممکن است باعث خطای اندازهگیری شود، جلوگیری میشود.
- طول عمر: سنسورهایی که از فولاد ضد زنگ 15-5 PH ساخته شدهاند، دوام بیشتری دارند و کمتر در معرض سایش و پارگی قرار میگیرند و بنابراین عمر طولانیتری خواهند داشت.
طول غلاف به طول قسمت غلاف سنسور فشار مذاب اشاره دارد که در واقع همان بخشی از سنسور است که از بدنه آن بیرون آمده و با سیال یا مادهای که فشار آن اندازهگیری میشود تماس دارد. در این سری، طول غلاف ۲۳۴ میلیمتر به این معنی است که غلاف سنسور به طول تقریبی ۲۳۴ میلیمتر از بدنه سنسور امتداد دارد.
چگونه طول غلاف بر نصب سنسور فشار مذاب تاثیر میگذارد؟
- عمق نصب: طول غلاف بر عمق نصب سنسور در دستگاه یا فرآیند تاثیر میگذارد. غلاف بلندتر (مانند ۲۳۴ میلیمتر) به این معنی است که سنسور میتواند به عمق بیشتری وارد جریان ماده یا محفظه مذاب شود، که این امر به اندازهگیری دقیقتر فشار کمک میکند، به ویژه در فرآیندهایی که ماده در عمق مشخصی تحت فشار قرار دارد. غلاف کوتاهتر برای فرآیندهای کمعمقتر یا زمانی که نیاز به اندازهگیری فشار نزدیک به سطح است، استفاده میشود.
- انعطافپذیری در قرار دادن سنسور: طول غلاف همچنین تعیین میکند که در قرار دادن سنسور در بخشهای مختلف دستگاه چقدر انعطاف دارید. غلاف بلندتر به شما گزینههای بیشتری برای تنظیم موقعیت سنسور برای عملکرد و دقت بهینه میدهد، به ویژه در فرآیندهایی که نیاز به اندازهگیری دقیق عمق دارند، مانند اکستروژن پلاستیک یا قالبگیری تزریقی.
- تداخل و تطابق: بسیار مهم است که اطمینان حاصل کنید طول غلاف با فضای نصب موجود در دستگاه شما مطابقت دارد. اگر غلاف برای تنظیمات شما خیلی بلند باشد، ممکن است با اجزای اطراف، تداخل ایجاد کند. از سوی دیگر، اگر خیلی کوتاه باشد، ممکن است نتواند به ناحیهای که اندازهگیری دقیق فشار نیاز دارد، برسد.
- کالیبراسیون و دقت: طول غلاف میتواند بر دقت اندازهگیری فشار در مذاب تاثیر بگذارد. در برخی کاربردها، طول خاصی از غلاف ممکن است برای جلوگیری از خطاهای اندازهگیری به دلیل عوامل خارجی مانند آشفتگی جریان یا تغییرات در الگوهای جریان، ضروری باشد.
اتصال الکتریکی به نوع اتصالدهنده مورد استفاده برای برقراری ارتباط الکتریکی بین سنسور فشار مذاب و دستگاه یا سیستم کنترلی که سنسور به آن متصل میشود، اشاره دارد. این اتصالات مسئول انتقال سیگنالهای الکتریکی هستند که توسط سنسور تولید میشوند (مانند سیگنالهای خروجی) و به تجهیزات پردازشی یا سیستمهای کنترلی منتقل میشوند.
اتصالات مکانیکی سری PT124B-113/113T/122/122T عبارتند از:
- اتصال ۵ پین:
این نوع اتصال دارای ۵ پین یا تماس الکتریکی است که برای انتقال توان و سیگنال بین سنسور و تجهیزات کنترلی خارجی استفاده میشود.
معمولاً اتصال ۵ پین برای سنسورهایی استفاده میشود که عملکردهای سادهتری دارند (مثل اندازهگیری فشار و ارسال سیگنالهای ساده مانند ۲۰-۴ میلیآمپر یا ۱۰-۰ ولت).
یک اتصال ۵ پین ممکن است موارد زیر را انتقال دهد:
× منبع تغذیه (Vcc): برای تامین انرژی لازم به سنسور.
× سیگنال خروجی (مثلاً ۲۰-۴ میلیآمپر، ۱۰-۰ ولت): برای انتقال دادههای اندازهگیری فشار.
× گراند (GND): تصال مشترک برای سیستم.
- اتصال ۶ پین:
این نوع اتصال دارای ۶ پین است که نسبت به اتصال ۵ پین یک پین اضافی دارد.
اتصال ۶ پین معمولاً برای سنسورهایی با ویژگیهای پیشرفتهتر استفاده میشود، مانند اندازهگیری دما، سیگنالهای خروجی متعدد، یا نیاز به اتصالات پیچیدهتر.
یک اتصال معمولی ۶ پین ممکن است موارد زیر را انتقال دهد:
× منبع تغذیه (Vcc): مانند اتصال ۵ پین، برای تامین انرژی به سنسور.
× سیگنال خروجی(ها): خروجیهای متعدد برای انواع دادهها (فشار، دما).
× گراند (GND): تصال مشترک برای سیستم.
× پینهای اضافی ورودی/خروجی: برای ویژگیهایی مانند جبران دما، سیگنالهای کالیبراسیون، یا سنسورهای اضافی.
انتخاب بین اتصال ۵ پین و اتصال ۶ پین بستگی به ویژگیها و نیازهای خاص سیستم شما دارد:
♦ اتصال ۵ پین معمولاً برای کاربردهای ساده که فقط دادههای فشار نیاز است، و سنسور ویژگیهای اضافی نمیخواهد، کافی است.
♦ اتصال ۶ پین معمولاً بهتر است اگر نیاز به ویژگیهای بیشتر مانند اندازهگیری دما، خروجیهای متعدد (برای مثال، ارسال همزمان سیگنالهای آنالوگ فشار و دما) و ویژگیهای کنترلی اضافی (مانند تنظیمات نقطه صفر یا دادههای کالیبراسیون) دارید.
مایع پرکننده سنسور فشار مذاب، به نوع مایعی اشاره دارد که در داخل دیافراگم سنسور برای انتقال فشار اعمالشده به دیافراگم به سیگنال خروجی قابل خواندن استفاده میشود. این مایع نقش حیاتی در انتقال فشار از عنصر اندازهگیری سنسور (معمولاً یک استرین گیج یا دیافراگم) به سیگنال خروجی سنسور دارد.
در ترانسمیتر فشار مذاب سری PT124B-113/113T/122/122T از دو نوع مایع پرکننده استفاده میشود:
- روغن فود گرید:
روغن فود گرید به نوع خاصی از روغن اشاره دارد که از نظر ایمنی برای تماس با مواد غذایی و محیطهای صنعتی مناسب است. این روغن به استانداردهای ایمنی خاصی رسیده است که از آلودگی یا تاثیر منفی بر روی سیستمهای پردازش مواد غذایی جلوگیری میکند. این امر به ویژه در صنایعی مانند پردازش مواد غذایی مهم است، جایی که هرگونه آلودگی از مواد شیمیایی یا روغنها میتواند کیفیت و ایمنی محصول را تحت تاثیر قرار دهد.
در مورد سنسور فشار مذاب، این نوع روغن تضمین میکند که دیافراگم سنسور پایدار باقی میماند و در عین حال برای استفاده در فرآیندهای مرتبط با مواد غذایی ایمن است، مانند اکستروژن غذا، بستهبندی، یا خطوط تولید.
- فاقدجیوه:
این نشان میدهد که در سنسور از جیوه استفاده نشده است، که به دلایل محیطی و ایمنی اهمیت دارد. جیوه میتواند سمی و مضر برای انسانها و محیط زیست باشد، بنابراین استفاده از آن در سنسور اجتناب شده تا ایمنی و سازگاری با محیط زیست حفظ شود.
مایع پرکننده نقشهای مختلفی در عملکرد سنسور فشار مذاب ایفا میکند:
- انتقال فشار: مایع پرکننده فشار اعمالشده را از دیافراگم (یا عنصر حسگر) به استرین گیج سنسور منتقل میکند.
- جبرانسازی دما: این مایع در جبرانسازی دما با حفظ یک محیط پایدار در داخل سنسور به کاهش تاثیرات تغییرات دما در اندازهگیری کمک میکند.
- محافظت از دیافراگم: مایع پرکننده از دیافراگم در برابر آلودگیهای خارجی محافظت میکند و باعث میشود سنسور برای مدت طولانیتر دقیق و کاربردی باقی بماند.
- دوام: استفاده از روغن فود گرید تضمین میکند که سنسور قادر به تحمل شرایط کاری سخت، مانند دماهای بالا یا قرار گرفتن در معرض رطوبت، باشد.
کدام سیالها با این دو مایع پرکننده سازگار هستند؟
با توجه به اینکه مایع پرکننده روغن فود گرید و بدون جیوه است، این سنسور برای استفاده در صنایع غذایی که ایمنی و تمیزی اهمیت دارند، مناسب است. سیالهای سازگار با این نوع مایع پرکننده شامل:
- مواد غذایی: مایعات یا خمیرهایی که در تولید مواد غذایی استفاده میشوند، مانند شکلات، شربتها، سسها، روغنها یا خمیرها.
- پلاستیکها: در فرآیندهای بستهبندی یا اکستروژن پلاستیک که در آنها مواد مذاب پلاستیکی استفاده میشود.
- مواد بیولوژیک: سیالهایی که در تولید محصولات بیولوژیکی، دارویی یا محصولات بهداشتی استفاده میشوند.
- مایعات غیرخورنده: هر مایع یا نیمهمایعی که در فرآیندهای پردازشی استفاده میشود و ممکن است در تماس مستقیم با سنسور باشد.
این نوع مایع پرکننده تضمین میکند که سنسور میتواند در این محیطها بهطور ایمن و بدون خطر آلودگی فشار را اندازهگیری کند.
ویژگی قابلیت تنظیم نقطه صفر و نقطه اسپن در این سری سنسور فشار مذاب به این معناست که سنسور قابلیت تنظیم و کالیبراسیون دقیق برای اطمینان از اندازهگیریهای صحیح را دارد.
تنظیم نقطه صفر:
تنظیم نقطه صفر به این معناست که میتوان خروجی سنسور را به صفر تنظیم کرد زمانی که هیچ فشاری به سنسور اعمال نمیشود. این امر تضمین میکند که سنسور از نقطه صفر بهعنوان مبنای اندازهگیری شروع کند که برای دقت اندازهگیری ضروری است.
به عنوان مثال، زمانی که هیچ فشاری به سنسور وارد نمیشود، باید بهطور ایدهآل خروجی صفر (یا نقطه مرجع تنظیمشده) باشد. این نقطه صفر میتواند برای جبران هرگونه تغییر یا انحراف در سنسور در طول زمان تنظیم شود.
تنظیم نقطه اسپن:
تنظیم نقطه اسپن به این معناست که میتوان خروجی سنسور را بهگونهای تنظیم کرد که با محدوده فشار مشخصی مطابقت داشته باشد. بهعبارتدیگر، این امکان را به شما میدهد که سنسور را تنظیم کنید تا اندازهگیریهای دقیقی در تمام محدوده فشار موردنظر انجام دهد.
نقطه اسپن تضمین میکند که خروجی سنسور بهطور خطی و دقیق در سراسر تمام محدوده فشارهایی که برای آن طراحیشده اندازهگیری شود. به عنوان مثال، اگر سنسور برای اندازهگیری فشار از ۰ تا ۱۰۰۰ بار طراحیشده است، تنظیم نقطه اسپن به شما این امکان را میدهد که سیگنال خروجی با این محدوده فشار بهدرستی مطابقت داشته باشد.
تنظیم نقطه صفر و نقطه اسپن این امکان را فراهم میکند که سنسور بهطور دقیق تنظیم شود و اندازهگیریهای دقیق و قابلاعتمادی برای کاربرد خاص شما ارائه دهد. این ویژگی به جبران تغییرات کوچک یا انحرافات سنسور در طول زمان کمک میکند و تضمین میکند که اندازهگیریهای فشار همیشه دقیق هستند.
در صنایعی که اندازهگیری فشار اهمیت زیادی دارد، مانند اکستروژن پلاستیک یا پردازش مواد غذایی، اطمینان از اینکه سنسور بهدرستی کالیبره شده است برای حفظ کیفیت محصول، جلوگیری از خرابیها و رعایت استانداردهای ایمنی حیاتی است.
کالیبراسیون با مقاومت شانت داخلی به فرآیندی داخلی اشاره دارد که به سنسور فشار مذاب کمک میکند تا دقت خود را با استفاده از یک مقاومت شناختهشده کالیبره یا تایید کند. در سری PT124B-113/113T/122/122T، مقدار 1% ± 80% به دقت خاصی اشاره دارد که کالیبراسیون با مقاومت شانت داخلی میتواند حفظ کند.
کالیبراسیون با مقاومت شانت یک ویژگی داخلی است که مقاومت شناختهشدهای را در داخل سنسور ایجاد میکند که یک فشار خاص را شبیهسازی میکند. در نتیجه این امکان را فراهم میآورد که قطعات الکترونیکی داخلی سنسور خود را کالیبره کند و اطمینان حاصل شود که سیگنال خروجی بهدرستی با فشار اعمالشده مطابقت دارد.
زمانی که در دیتاشیت گفته میشود 1% ± 80%، به این معناست که سیگنال خروجی سنسور میتواند در ۸۰ درصد از محدوده کامل مقیاس تنظیم شود و تضمین میکند که سیگنال خروجی در تلورانس ۱± درصد دقیق باقی میماند. به عنوان مثال، اگر سنسور برای اندازهگیری از ۰ تا ۱۰۰۰ بار طراحی شده باشد، کالیبراسیون با مقاومت شانت، فشار را شبیهسازی میکند که برابر با ۸۰٪ از ۱۰۰۰ بار است، یا ۸۰۰ بار، با یک انحراف قابلقبول (۱±٪) یعنی بین ۷۹۲ بار و ۸۰۸ بار.
چرا این ویژگی مهم است؟
♦ کالیبراسیون با مقاومت شانت داخلی کمک میکند که سنسور بهطور مستمر دقیق باقی بماند و به مرور زمان از تغییرات احتمالی در قرائتهای سنسور جلوگیری کند.
♦ میزان کالیبراسیون 1% ± 80% اطمینان بیشتری میدهد که سنسور میتواند در این دامنه تحملی دقت خود را حفظ کند، بهویژه در کاربردهای حساس که اندازهگیری دقیق فشار ضروری است، مانند در فرآیندهای پلاستیک یا صنایع شیمیایی.
نحوه نصب سنسور فشار مذاب ZHYQ سری PT124B-113/113T/122/122T
در ذیل، قصد داریم به چند نکته درباره نصب سنسور فشار مذاب بر روی اکسترودر اشاره کنیم:
- محل نصب: مکانی را برای نصب سنسور انتخاب کنید که نزدیک مسیر جریان مذاب باشد و پشتیبانی کافی از سنسور را فراهم کند. محل نصب نیز باید امکان دسترسی آسان به سنسور را برای تعمیر و نگهداری و کالیبراسیون فراهم کند.
- جهت نصب سنسور: سنسور را با مسیر جریان مذاب تراز کنید تا بتواند فشار را به دقت اندازهگیری کند. اطمینان حاصل کنید که سنسور با جهتگیری صحیح (به عنوان مثال، با دیافراگم سنسور رو به مسیر جریان مذاب) نصب شده است.همچنین، دیافراگم سنسور باید با مسیر جریان مذاب بهصورت موازی نصب شود.
- نیروی گشتاور: پیچهای نصب را مطابق با مشخصات گشتاور توصیه شده توسط سازنده محکم کنید. سفت کردن بیش از حد پیچها میتواند به سنسور آسیب برساند، در حالی که سفت شدن کم میتواند منجر به نشتی و خوانش نادرست شود.
- اتصالات الکتریکی: مطمئن شوید که اتصالات الکتریکی سنسور به درستی ایمن و عایق شده باشند. از اندازه مناسب سیم استفاده کنید و دستورالعملهای تولید کننده را برای سیمکشی سنسور دنبال کنید.
با پیروی از این نکات برای نصب، می توانید اطمینان حاصل کنید که سنسور فشار مذاب خوانش دقیق و قابل اعتمادی را روی اکسترودر شما ایجاد میکند. اگر در مورد فرآیند نصب، سوال یا نگرانی دارید، حتما با کارشناسان فنی ما تماس بگیرید.