ترانسمیتر چند متغیره چیست و چگونه کار می کند؟
فرآیندهای صنعتی اغلب به پارامترهای مختلفی بستگی دارند که نیاز به نظارت و کنترل مستمر دارند. ترانسمیتر های چند متغیره یکی از متداول ترین دستگاه های مورد استفاده برای نظارت و ردیابی متغیرها در فرآیندهای مختلف صنعتی هستند. ترانسمیتر های چند متغیره فرستنده هایی هستند که چندین پارامتر را اندازه گیری می کنند. این ترانسمیتر ها تعداد دستگاه های مورد نیاز را کاهش می دهند. به جای داشتن چندین فرستنده مختلف، می توانیم فقط یک ترانسمیتر چند متغیره و یک محاسبه گر جریان جرم داشته باشیم.
با این حال، برای پیاده سازی این ترانسمیتر ها در کاربردهای صنعتی مورد نظر، نیاز به کسب دانش دقیق و نحوه عملکرد آنها داریم. در این مقاله به بررسی ترانسمیتر چند متغیره و اصول عملکرد آن می پردازیم.
بررسی ترانسمیترهای چند متغیره
ترانسمیتر های چند متغیره دستگاه هایی هستند که به طور خاص برای اندازه گیری پارامترهای فرآیندی متعدد و محاسبه جریان در طول عملیات صنعتی فعال طراحی شده اند. ترانسمیتر های چند متغیره محبوب مانند ترانسمیتر فشار Rosemount 3051 برای اندازه گیری جریان جرمی، فشار دیفرانسیل، دما و فشار مطلق طراحی شده اند.
این نوع ترانسمیتر ها اندازه گیری فشار استاتیک، فشار دیفرانسیل و دما و همچنین یک محاسبه گر جریان را ارائه می دهند. این دستگاه ها دارای نشانگرهای جریان لحظه ای برای محاسبه دقیق مقادیر جریان جرم هستند. با این حال، محاسبات جریان جرم بر اساس اندازه گیری های قبلی فشار استاتیک، اختلاف فشار و دما است.
برخی از ترانسمیترهای چند متغیره جریان را بر اساس اختلاف فشار محاسبه می کنند. از این ترانسمیتر ها می توان به عنوان فرستنده جریان جرمی نیز استفاده کرد، بنابراین در هنگام استفاده از این فرستنده مانند ترانسمیتر جریان جرمی، می توان با استفاده از مقادیر مشخص شده، تغییرات در پارامترهای جریان مانند چگالی را جبران کرد. همچنین می‌توانیم از یک ترانسمیتر چند متغیره برای محاسبه جریان جرمی، جریان انرژی، جریان حجمی و جریان کل استفاده کنیم.
عملکرد ترانسمیترهای چند متغیره
نکات زیر برای کمک به درک عملکرد کلی ترانسمیتر های چند متغیره در نظر گرفته شده است.
ترانسمیتر های چند متغیره دارای سه حسگر در یک طراحی واحد هستند. اینها شامل یک سنسور فشار استاتیک، یک سنسور فشار دیفرانسیل و یک سنسور دما است که در طراحی سنسور کپسول ادغام شده است.
ابزار اندازه گیری اصلی این ترانسمیتر ، سنسور پیزورزیستیو است. اندازه گیری های بسیار دقیق و پایداری را می توان با این ترانسمیتر به دست آورد زیرا از یک سنسور فشار یا سنسور فشار مطلق و یک سنسور اختلاف فشار تشکیل شده است.
علاوه بر این، این ترانسمیتر با کمک یک ریزپردازنده کار می کند که اطمینان و دقت بهتری را تضمین می کند. ابتدا فشار فرآیند به غشای فرستنده اعمال می شود و سپس به سنسور منتقل می شود. ریزپردازنده تمام محاسبات را با این سنسور انجام می دهد. این دستگاه می تواند شرایط در حال تغییر را نظارت کند و محاسبات پیچیده را در زمان واقعی انجام دهد.
علاوه بر این، این ترانسمیتر ها به طور یکنواخت عمل می کنند و محاسبات جریان را برای گازها، مایعات و بخارات انجام می دهند. متغیرهای پیچیده در محاسبات جریان همراه با جبران فشار و/یا دما گنجانده شده است. این متغیرها عبارتند از:
- ضریب انبساط گاز
- ضریب تخلیه
- ویسکوزیته
- ضریب انبساط حرارتی
- ضریب سرعت عملکرد
یک نشانگر جریان آنی نیز در طراحی کپسول ادغام شده است تا جریان جرمی را در سیستم ثبت کند. جریان جرمی ثبت شده توسط نشانگر لحظه ای به صفحه مانیتورینگ و کنترل سیستم کامپیوتری ارسال می شود. سه عدد فشار استاتیک، فشار دیفرانسیل و دما به کنترل پنل ارسال می شود. در صورت وجود نوسانات مداوم، مقادیر اندازه گیری شده به طور مداوم در یک دوره زمانی معین به روز می شوند.
واحدهای نظارت و کنترل رایانه با استفاده از فرمول کدگذاری شده تنظیم می شوند. این واحدها مقدار محاسبه شده خوانش جریان جرم را ارائه می دهند. تابع فرمول کار بر اساس پروتکل HART است که به نظارت، کنترل و محاسبه در یک بازه زمانی کمک می کند.
بنابراین ترانسمیتر های چند متغیره چندین مقدار مختلف را در هر زمان ارائه می دهند.
مزایای کلیدی ترانسمیترهای چند متغیره در کاربردهای اندازه گیری جریان
ترانسمیتر چند متغیره از جمله تجهیزات فعال در صنعت هستند که نیاز به اندازه‌گیری‌های سریع یا فعال نوسانات دما، جریان حجمی، جریان کل، تغییرات انرژی و غیره دارند. برخی از مزایای کلیدی ترانسمیترهای چند متغیره عبارتند از:
- نصب راحت و با هزینه کم
- قابلیت اطمینان بالا
- تعمیر و نگهداری آسان
- تولید خروجی ۲۰-۴ میلی آمپر HART
- محاسبه جریان جبران شده
- جایگزین سه ترانسمیتر تک متغیره
- دقت جریان ۰٫۸± سرتاسر turndown جریان ۱۴:۱
- ارائه عملکرد و قابلیت‌های بی همتا به همراه کاربری راحت
- مناسب اندازه گیری هر نوع سیال مانند مایع، گاز و بخار
- کاهش نفوذ لوله و صرفه جویی در لوله کشی ضربه‌ای و سیستم های اتصالی در یک تجهیز.
- اصلاح تغییرات چگالی در اجزای فشار دمای – بحرانی مانند هوزینگ دیگ بخار خمیر و کاغذسازی و لوله کشی گاز
- قابلیت اندازه گیری متغیرهایی مثل: جرم، جریان حجمی و انرژی، جریان کلی، اختلاف فشار، فشار استاتیک (گیج و مطلق)، دمای فرآیند.
کاربرد ترانسمیتر چند متغیره
- اندازه گیری گاز طبیعی
- اندازه گیری بخار اشباع شده و بسیار داغ
- اندازه گیری های سیال
- کنترل و بهینه سازی پیشرفته
- تعادل انرژی و مواد
- انتقال مواد نفتی یا گاز
- سیستم‌های حمل و نقل آب
- عملیات دریایی
- سیستم‌های حرارتی
نحوه انتخاب ترانسمیتر چند متغیره
- دقت
- دمای عملیاتی
- حداکثر فشار کاری مجاز
- ولتاژ تغذیه، جریان و مقاومت بار
- نسبت Turndown
کاربرد ترانسمیتر چند متغیره برای کاربردهای جریان گاز
علاوه بر عملکردهای فوق، ترانسمیتر چند متغیره تغییرات فشار و دمای گاز فرآیند را جبران می کند. برخی از ترانسمیترهای چند متغیره انبساط و انقباض خطوط لوله را در فشارهای مختلف جبران می کنند. شما همچنین می توانید جریان گاز دقیق را محاسبه کنید.
دستگاه ها از پیش پیکربندی و کالیبره شده اند و علاوه بر نرم افزار، پیکربندی و رابط ارتباطی ساده ای نیز برای فرستنده ها وجود دارد. علاوه بر این، این دستگاه ها دارای یک پروتکل ارتباطی هستند که به طور یکپارچه در زیرساخت های موجود ادغام شده است. در روش بی سیم، یک شبکه خودسازماندهی وجود دارد که بیش از 99 درصد قابلیت اطمینان را برای داده ها فراهم می کند و امکان دسترسی به مناطق غیرقابل دسترس را فراهم می کند.
