بررسی تخصصی سنسور فشار مذاب ZHYQ سری PT124B-129/129T
وقتی عنوان می‌شود این سری از سنسورهای فشار از نوع ترانسمیتر فشار ذوب می‌باشد، اساسا به این معنی است که این سنسورها به‌طور خاص برای اندازه‌گیری فشار در محیط‌های با دمای بالا، معمولا در فرآیندهایی که شامل مواد مذاب است، طراحی شده است. اصطلاح ترانسمیتر نشان می‌دهد که نه تنها فشار را حس می‌کند، بلکه آن اطلاعات را به یک سیگنال قابل خواندن تبدیل و انتقال می‌دهد و نظارت و کنترل فشار را آسان‌تر می‌کند.
دو مدل متفاوت موجود برای این سری سنسور فشار مذاب عبارت است از:
- غلاف سخت + کپیلاری منعطف: در این مدل، غلاف سخت به بدنه اصلی سنسور اطلاق می‌شود که می‌تواند در محیط‌های پر فشار مقاومت کند و کپیلاری منعطف لوله یا کابلی است که سنسور را به ابزار اندازه‌گیری متصل می‌کند. انعطاف‌پذیری سهولت نصب را تضمین می‌کند و به تطبیق تنظیمات مختلف کمک می‌کند.
- غلاف سخت + کپیلاری منعطف + سنسور دما: این مدل شامل تمامی امکانات مدل اول می‌باشد. علاوه بر این، با سنسور دما همراه است. این سنسور در طراحی تعبیه شده است و این امکان را می‌دهد هم‌زمان فشار و دما در فرآیند اندازه‌گیری شود. این یک امتیاز فوق العاده برای برنامه‌هایی است که نظارت بر دما به اندازه فشار بسیار مهم است.
بنابراین، چه مدل اول برای اندازه‌گیری فشار ساده انتخاب شود و چه مدل دوم با مزیت اضافی سنجش دما انتخاب گردد، یک راه حل همه کاره متناسب با نیازهای خاص برنامه کاربردی دریافت می‌شود. این مدل‌ها انعطاف‌پذیری، دوام و اندازه‌گیری‌های دقیق را ارائه می‌دهند و مناسب برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی هستند.
در سری PT124B-129/129T اصل اندازه‌گیری از نوع پل ویتستون، استرین گیج به عنوان روشی هوشمندانه و قابل اعتماد برای اندازه‌گیری فشار، می‌باشد.
پل ویتستون یک مدار الکتریکی است که برای اندازه‌گیری تغییرات کوچک در مقاومت استفاده می‌شود. در زمینه سنسور فشار مذاب، پیکربندی پل ویتستون شامل چیدمان چهار مقاومت به شکل الماس است. هنگامی‌که فشار به سنسور وارد می‌شود، باعث تغییر فیزیکی در آرایش این مقاومت‌ها می‌شود.
استرین گیج یک سنسور کوچک است که در اثر فشار مکانیکی (مانند فشار) مقاومت الکتریکی خود را تغییر می‌دهد. در راه اندازی پل ویتستون، استرین گیج به سنسور متصل است. هنگامی‌که فشار اعمال می‌شود، کمی‌تغییر شکل می‌دهد و باعث می‌شود مقاومت استرین گیج تغییر کند.
اکنون، جادو اینجاست: با تغییر مقاومت در استرین گیج، مدار پل ویتستون این تغییر را تشخیص می‌دهد. با اندازه‌گیری خروجی الکتریکی، نشانه دقیقی از فشار اعمال شده به سنسور به دست می‌آید.
به عبارت ساده‌تر، این یک روش هوشمند و حساس برای تبدیل نیروی فیزیکی (فشار) به سیگنال الکتریکی است که به راحتی قابل اندازه‌گیری و تفسیر است. این ترکیب پل ویتستون، استرین گیج یک روش اثبات شده و دقیق است که اطمینان می‌دهد که فشار قابل اعتمادی از سنسور فشار مذاب دریافت می‌شود.
محدوده فشار، حداقل و حداکثر فشارهایی را که سنسور فشار مذاب برای اندازه‌گیری طراحی شده است، مشخص می‌کند. در مورد این سری، محدوده از ۱۰۰ – ۰ تا ۱۵۰۰ – ۰ بار است.
۱۰۰ تا ۰ بار بدان معناست که سنسور می‌تواند فشارهایی را که از ۰ بار (بدون فشار) تا ۱۰۰ بار شروع می‌شود، به دقت اندازه‌گیری کند. بار واحد فشار است و یک بار تقریبا برابر با فشار اتمسفر در سطح دریا است.
برای محدوده دوم، سنسور می‌تواند فشارهای ۰ بار تا ۱۵۰۰ بار را تحمل کند. این قابلیت اندازه‌گیری را به محیط‌های با فشار بالاتر گسترش می‌دهد، مناسب برای کاربردهایی که شامل نیرو یا سطوح فشار بیشتر است.
بنابراین، بسته به نیاز خاص و محدوده فشار فرآیند صنعتی، می‌توان از بین این دو گزینه یکی را انتخاب کرد. چه با فشارهای نسبتا پایین‌تری کار شود یا به حسگری نیاز باشد که بتواند کاربردهای با شدت بالاتر را انجام دهد، این محدوده‌های فشار انعطاف‌پذیری را برای مطابقت با نیازهای برنامه کاربردی فراهم می‌کنند.
مشخصات الکتریکی سنسور فشار مذاب ZHYQ سری PT124B-129/129T
ترانسمیترهای فشار مذاب این سری یک انتخاب فوق العاده با گزینه‌های خروجی ۲۰ – ۴ میلی آمپر و HART Protocol می‌باشد.
- ۲۰ – ۴ میلی آمپر یک سیگنال جریان آنالوگ استاندارد است که معمولا در ابزار دقیق صنعتی استفاده می‌شود. سنسور یک سیگنال جریان متناسب با فشار اندازه‌گیری شده ارسال می‌کند. در این مورد، ۴ میلی آمپر ممکن است نشان‌دهنده انتهای پایین محدوده فشار، و ۲۰ میلی آمپر می‌تواند نشان‌دهنده انتهای بالایی باشد.
در نتیجه این یک سیگنال ساده و قابل اعتماد است که تفسیر و کار با آن آسان است. محدوده فعلی امکان تشخیص آسان خطاها را فراهم می‌کند، زیرا خواندن صفر یا خواندن در مقیاس کامل به راحتی قابل شناسایی است.
- در خروجی HART Protocol، عبارت HART مخففHighway Addressable Remote Transducer است که یک پروتکل ارتباطی دیجیتال می باشد و روی سیگنال آنالوگ (۲۰ – ۴ میلی آمپر) اجرا می‌شود.
پروتکل HART اجازه می‌دهد تا اطلاعات دیجیتال اضافی همراه با سیگنال آنالوگ منتقل شود. این بدان معناست که می‌توان داده‌های دقیق‌تر، تشخیص و حتی پیکربندی سنسور را از راه دور با استفاده از دستگاه‌های دارای HART فعال کرد.
بنابراین سطح هوشمندی و انعطاف‌پذیری فراتر از آن چیزی که یک سیگنال آنالوگ ساده می‌تواند ارائه دهد، را فراهم می‌کند.
اگر سیستم کنترل یا سیستم جمع‌آوری داده‌ها می‌تواند از عهده آن برآید، داشتن هر دو ۲۰ – ۴ میلی آمپر و پروتکل HART بهترین هر دو دنیا را به فرآیند می‌دهد. البته ۲۰ – ۴ میلی آمپر قوی و به‌طور گسترده استفاده می‌شود و سادگی و قابلیت اطمینان را ارائه می‌دهد. اگر تنظیمات یا تنظیمات موجود به سیگنال‌های آنالوگ متمایل باشد، انتخاب خوبی است.
باید توجه داشت که پروتکل HART لایه‌ای از پیچیدگی دیجیتال را اضافه می‌کند. اگر اطلاعات دقیق‌تر، قابلیت‌های پیکربندی از راه دور و تشخیص پیشرفته‌تر نیاز است، HART یک افزودنی ارزشمند می‌باشد.
در نهایت، انتخاب به نیازهای خاص، قابلیت‌های سیستم کنترل و هر ترجیحی که ممکن است فرآیند داشته باشد، بستگی دارد.
میزان دقت برای درک این‌که چقدر حسگر فشار مذاب می‌تواند نشان‌دهنده فشار واقعی در فرآیند باشد، بسیار مهم است. دو مقدار دقت برای سری PT124B-129/129T وجود دارد:
- ≤ ±0.5 %FS:
این بدان معنی است که اندازه‌گیری سنسور می‌تواند حداکثر ۰.۵٪ از محدوده فشار در مقیاس کامل (FS) منحرف شود. به عنوان مثال، اگر محدوده فشار ۱۰۰ – ۰ بار است، دقت می‌تواند ۰.۵± بار باشد.
این سطح از دقت کاملا خوب است و برای بسیاری از کاربردهای صنعتی که در آن دقت بالا حیاتی نیست مناسب است.
- ≤ ±0.25 %FS:
این مقدار نشان‌دهنده سطح بالاتری از دقت است. اندازه‌گیری سنسور می‌تواند حداکثر ۰.۲۵٪ از محدوده فشار در مقیاس کامل منحرف شود. با استفاده از مثال بالا، با محدوده فشار ۱۰۰ – ۰ بار، دقت می‌تواند ۰.۲۵± بار باشد.
این سطح از دقت برای کاربردهایی که کنترل دقیق فشار خیلی مهم است، بسیار عالی می‌باشد.
میزان دقت بیان می‌کند که خروجی سنسور چقدر با فشار واقعی در سیستم مطابقت دارد. مقدار دقت کمتر به معنای اندازه‌گیری دقیق‌تر است. اگر فرآیند به کنترل دقیق نیاز دارد و دقت بسیار مهم است، دقت ± 0.25 FS انتخاب ارجح خواهد بود. اگر برنامه کاربردی کمی انعطاف‌پذیری بیشتری در خوانش فشار می‌دهد، دقت FS ± 0.5% ممکن است کاملا مناسب باشد و می‌تواند یک گزینه مقرون به صرفه باشد.
از دیگر ویژگی‌های منحصر به فرد سری PT124B-129/129T برای نظارت جامع فرآیند، گنجاندن سنسور دما با گزینه‌هایی مانند ترموکوپل نوع K, J, E و RTD مدل PT100 می باشد.
- ترموکوپل نوع J: ترموکوپل‌ها سنسورهای دما هستند که بر اساس اثر Seebeck کار می‌کنند. ترموکوپل نوع J از آهن و کنستانتان ساخته شده است. برای طیف وسیعی از دما مناسب است و اغلب در محیط‌های صنعتی استفاده می‌شود.
- ترموکوپل نوع K: یکی از رایج‌ترین انواع ترموکوپل‌ها است. از کرومل و آلومل ساخته شده است و تعادل خوبی از دقت و محدوده دما ارائه می‌دهد.
- ترموکوپل نوع E: از کرومل و کنستانتان تشکیل و به دلیل دقت بالا در دماهای متوسط شناخته شده است.
- RTD مدل PT100: عبارت RTD مخفف Resistance Temperature Detector است. PT100 نشان‌دهنده RTD پلاتین با مقاومت ۱۰۰ اهم در ۰ درجه سانتیگراد است. RTDها به دقت و پایداری بالا معروف هستند و RTDهای پلاتینی مانند PT100 معمولا در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند.
در نتیجه این انعطاف‌پذیری وجود دارد که نوع سنسور دما انتخاب شود که به بهترین وجه با نیازهای کاربرد و محدوده دمایی فرآیند مطابقت داشته باشد.
البته قابل ذکر است که ترموکوپل‌ها مقاوم و مناسب برای طیف وسیعی از دما هستند، در حالی که RTDها مانند PT100 دقت بالایی را ارائه می‌دهند. انتخاب ممکن است به عواملی مانند محدوده دمایی فرآیند، دقت مورد نیاز و سازگاری با سیستم‌های نظارت یا کنترل موجود بستگی داشته باشد.
با داشتن گزینه‌ای برای ادغام انواع مختلف سنسورهای دما، می‌توان اطمینان حاصل کرد که سنسور فشار مذاب نه تنها خوانش دقیق فشار بلکه اندازه‌گیری دقیق دما را برای درک جامع‌تری از فرآیند صنعتی ارائه می‌دهد.
ولتاژ تغذیه، در سنسور فشار، قدرت الکتریکی مورد نیاز برای کار کردن را نشان می‌دهد که برای این سری برابر با ۲۴ ولت دی سی می باشد. این بدان معناست که سنسور فشار مذاب به گونه‌ای طراحی شده است که از منبع الکتریکی جریان مستقیم (DC) با ولتاژ ۲۴ ولت تغذیه شود. در واقع سنسور برای کارکردن و ارائه خوانش دقیق فشار و دما به منبع ثابت ۲۴ ولت نیاز دارد.
هنگامی‌که این سری سنسور فشار مذاب را در راه‌اندازی صنعتی ادغام می‌شود، باید مطمئن شد که منبع تغذیه‌ای برای آن فراهم است که ۲۴ ولت دی سی پایدار را ارائه می‌دهد. این ولتاژ یک استاندارد متداول در کاربردهای صنعتی است که تعادل بین نیازهای برق و سازگاری با سیستم‌های مختلف را فراهم می‌کند.
برای تضمین عملکرد مناسب و اندازه‌گیری‌های دقیق، اطمینان از این‌که منبع تغذیه با ولتاژ مشخص شده مطابقت دارد، بسیار مهم است.
از دیگر موارد قابل توجه در انتخاب سنسور فشار، محدوده دمای دیافراگم است که به محدوده دماهایی اشاره دارد که دیافراگم سنسور فشار مذاب می‌تواند تحمل کند یا در آن کار کند.
محدوده دمای دیافراگم سری PT124B-129/129T از ۰ تا ۴۰۰+ درجه سانتیگراد می‌باشد و نشان می‌دهد که دیافراگم سنسور به گونه‌ای طراحی شده است که در محیط‌هایی با دمای ۰ درجه سانتیگراد تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد کار کند.
دیافراگم جزء حیاتی سنسور فشار است و این مشخصات محدوده دما تضمین می‌کند که می‌تواند در محیط‌هایی با دماهای بالا مانند محیط‌هایی که شامل مواد ذوب شده یا مذاب است، دوام بیاورد و عملکرد دقیقی داشته باشد.
اگر فرآیند صنعتی شما شامل دماهای بالا به ویژه در محدوده ۴۰۰ – ۰ درجه سانتیگراد است، این سنسور فشار مذاب برای این کاربرد مناسب است و تضمین می‌کند دیافراگم که در تماس مستقیم با محیط فشار است پایدار بماند و حتی در شرایط گرم به‌طور موثر عمل کند.
مشخصات مکانیکی سنسور فشار مذاب ZHYQ سری PT124B-129/129T
اتصال مکانیکی، جزییات اندازه‌ها و انواع مختلف رزوه برای اتصال مکانیکی سنسور فشار مذاب است. انواع اتصال مکانیکی این سری ترانسمیتر فشار مذاب عبارتند از:
- 20UNF – 1/2: در این اتصال، عدد ۱.۲ به اندازه اسمی قطر رزوه اشاره دارد که تقریبا نیم اینچ است. همچنین 20UNF مخفف Unified National Fine Thread است که نشان‌دهنده نوع رزوه و تعداد رزوه‌ها در هر اینچ است.
- M14 × 1.5: در این نوع اتصال مکانیکی، عبارت M14 قطر اسمی را بر حسب میلی متر نشان می‌دهد و عدد ۱.۵ نشان‌دهنده گام رزوه که همان فاصله بین رشته‌های مجاور می باشد، است. همچنین بر حسب میلی متر اندازه‌گیری می‌شود.
- M18 × 1.5: مشابه موارد فوق، M18 قطر اسمی را بر حسب میلی متر نشان می‌دهد و عدد ۱.۵ بار دیگر، گام یا فاصله بین رزوه‌ها است که بر حسب میلی متر اندازه‌گیری می‌شود.
انتخاب نوع اتصال مکانیکی به کاربرد خاص سنسور و تجهیزات یا سیستم مربوطه بستگی دارد که سنسور در آن ادغام می‌شود. مشخصات رزوه سازگاری با زیرساخت موجود را تضمین می‌کند، بنابراین بررسی الزامات راه اندازی بسیار مهم است.
همچنین عواملی مانند محدوده فشار، شرایط دما و مواد درگیر در فرآیند می‌توانند بر انتخاب تاثیر بگذارند. باید توجه داشت که دقت و قابلیت اطمینان خوانش فشار می‌تواند تحت تاثیر کیفیت و مناسب بودن اتصال مکانیکی باشد.
ماده استفاده شده برای اجزای اتصال مکانیکی، مانند رزوه‌های ترانسمیتر فشار مذاب در این سری، فولاد ضد زنگ 15-5 PH می باشد که یک آلیاژ فولاد ضد زنگ رسوب سخت است.
فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی خود شناخته شده است که آن را برای کاربردهایی که قرار گرفتن در معرض رطوبت، مواد شیمیایی یا محیط‌های خشن نگران‌کننده است، ایده‌آل می‌کند.
عبارت PH در 15-5 PH مخفف رسوب سخت است، که نشان می‌دهد که مواد را می‌توان از طریق فرآیند عملیات حرارتی تقویت کرد.
مزایای استفاده از این نوع فولاد ضد زنگ شامل موارد زیر می‌باشد:
- مقاومت در برابر خوردگی: فولاد ضد زنگ، و به‌طور خاص PH 15-5، به دلیل مقاومت عالی آن در برابر خوردگی انتخاب شده است. این در تنظیمات صنعتی که سنسورها ممکن است در معرض مایعات، گازها یا سایر عناصر خورنده قرار گیرند، بسیار مهم است.
- استحکام و دوام: قابلیت رسوب سخت شدن فولاد ضد زنگ 15-5 PH استحکام و دوام را فراهم می‌کند و تضمین می‌کند که اجزای مکانیکی می‌توانند در برابر سختی‌های فرآیندهای صنعتی مقاومت کرده و یکپارچگی خود را در طول زمان حفظ کنند.
- پایداری دما: فولاد ضد زنگ خواص مکانیکی خود را در طیف وسیعی از دماها حفظ می‌کند. این مهم در کاربردهایی است که سنسور ممکن است در معرض دماهای متغیر یا بالا قرار گیرد.
- قابلیت اطمینان: استفاده از مواد با کیفیت بالا مانند فولاد ضد زنگ 15-5 PH، قابلیت اطمینان اتصال مکانیکی را افزایش می‌دهد. خطر سایش، مسائل مربوط به خوردگی یا تخریب را که می‌تواند بر عملکرد سنسور تاثیر بگذارد، کاهش می‌دهد.
گزینه‌های موجود برای طول غلاف یا پروب سنسور فشار مذاب سری PT124B-129/129T، ۱۵۲ میلی متر، ۲۲۸ میلی متر و ۳۰۴ میلی متر هستند. هر گزینه مربوط به طول فیزیکی متفاوتی از سنسور است.
طول غلاف عامل مهمی در تعیین نحوه نصب و قرارگیری سنسور در محل نصب صنعتی است. در شرایطی که نیاز است حسگر به عمق فرآیند برسد یا در یک عمق خاص قرار گیرد، ممکن است یک غلاف بلندتر ترجیح داده شود. برعکس، یک غلاف کوتاه‌تر ممکن است برای کاربردهایی که فضا محدود است و طراحی حسگر فشرده‌تری مورد نیاز است، مناسب باشد.
هنگام نصب موارد زیر باید در نظر گرفته شود:
دسترسی: اطمینان حاصل شود که طول غلاف انتخابی امکان دسترسی و نگهداری آسان سنسور را فراهم می‌کند.
پویایی فرآیند: طول غلاف می‌تواند بر سرعت واکنش سنسور به تغییرات فشار، به ویژه در فرآیندهای دینامیکی تاثیر بگذارد.
محدودیت فضا: اگر فضای محدودی در ماشین‌آلات صنعتی وجود دارد، طول غلافی انتخاب می‌شود که به راحتی در فضای موجود جا بیفتد، بدون این‌که عملکرد سنسور به خطر بیفتد.
در سری PT124B-129/129T، ترمینال‌های الکتریکی نشان می‌دهد که سنسور فشار مذاب از ترمینال‌های الکتریکی برای اتصال الکتریکی خود استفاده می‌کند.
منظور از ترمینال‌های الکتریکی این است که سنسور مجهز به نقاط یا اتصالات (ترمینال) برای برقراری اتصالات الکتریکی است. استفاده از ترمینال‌های الکتریکی به معنای یک روش اتصال همه کاره است، که در آن ممکن است نیاز به برقراری اتصالات الکتریکی با استفاده از سیم، کابل یا کانکتور داشته باشد.
استفاده از ترمینال‌های الکتریکی یک راه حل قابل اعتماد و سازگار برای اتصال سنسور فشار مذاب به سیستم الکتریکی ارائه می‌دهد و انتخاب آن ممکن است به تنظیمات موجود، ترجیحات و سهولت ادغام بستگی داشته باشد.
می‌توان با اطمینان گفت که یکی از بهترین مشخصات سنسور فشار مذاب ZHYQ سری PT124B-129/129T کالیبراسیون داخلی با مقاومت شانت می‌باشد. کالیبراسیون داخلی با مقاومت شانت روشی است که برای کالیبراسیون یا تایید صحت سنسور استفاده می‌شود.
مقدار این ویژگی ۱% ± ۸۰٪ است که نشان می‌دهد که در طول فرآیند کالیبراسیون، سنسور تنظیم شده است تا درصد خاصی از محدوده فشار در مقیاس کامل را بخواند. در این مورد، ۸۰٪ از محدوده مقیاس کامل است.
همچنین ۱± تحمل یا حاشیه خطای مجاز در طول این کالیبراسیون را نشان می‌دهد. بنابراین، هنگامی‌که سنسور با استفاده از کالیبراسیون داخلی با مقاومت شانت کالیبره می‌شود، باید در محدوده ۷۹٪ تا ۸۱٪ از محدوده فشار در مقیاس کامل بخواند.
کالیبراسیون داخلی با مقاومت شانت این امکان را می‌دهد تا بررسی و اطمینان حاصل شود که سنسور خوانش‌های دقیقی را ارائه می‌دهد و در نتیجه تضمین کیفیت عملکرد سنسور را افزایش می‌دهد و ابزاری برای بررسی و حفظ دقت در طول زمان فراهم می‌کند.
این ویژگی کالیبراسیون را می‌توان در طول تعمیر و نگهداری معمول یا فرآیندهای کنترل کیفیت برای تایید این‌که سنسور هنوز در محدوده دقت قابل قبول کار می‌کند، استفاده می‌شود.
نحوه نصب
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.
