کاربردهای ترانسمیتر و انواع آن
امروزه ترانسمیتر و کاربردهای ترانسمیتر در جهان و سیستم‌های صنعتی شناخته شده هستند.
ترانسمیترها به ابزار دقیقی گفته میشود که پارامترهای فیزیکی مانند فشار، جریان سیال، رطوبت، سطح، وزن، دما و … را به سیگنال‌هایی استاندارد تبدیل می‌کنند که این سیگنال استاندارد از چهار تا بیست میلی آمپر متغیر است.
سیگنال ها از دستگاه ترانمیتر به صورت دو سیم یا چهار سیم (پاور لوپ ) انتقال می‌یابد.
از این ابزار دقیق در سیستم‌های صنعتی استفاده میشود به طور مثال برای کنترل دما در یک کوره اطلاعات دما به وسیله ترموکوپل اندازه گیری میشود ولی برای انتقال این اطلاعات دمایی به اتاق کنترل از ترانسمیتر استفاده میشود که به آن ترانسمیتر دما گفته میشود.
برای کنترل فشار از ترانسمیترهای فشار استفاده میشود که میزان فشار دستگاه را پس از اندازه گیری به دستگاه‌های کنترل ارسال می‌کنند.
در این مقاله سعی می کنیم شما را با ترانسمیتر و کاربردهای ترانسمیتر و انواع آن آشنا کنیم پس با ما همراه باشید
ترانسمیتر و کاربردهای ترانسمیتر
واژه ترانسمیتر به دلیل کاربردهای متفاوت آن دارای معانی گوناگونی می‌باشد.
به طور مثال در دنیای ارتباطات ترانسمیتر امواج رادیویی را از یک آنتن رادیویی ساطع می‌کند.
در دنیای کنترل فرایندها ترانسمیتر دستگاهی است که سیگنال تولید شده توسط سنسورها را به یک سیگنال استاندارد تبدیل می‌کند ، این سیگنال استاندارد یک متغیر قابل اندازه گیری و کنترل می‌باشد که به اتاق کنترل ارسال میشود.
در ابتدا برای کنترل فرایند از ترانسدیوسرها استفاده می‌کردند. در ترانسدیوسرها سیگنال استاندارد یک ابزار دقیق بادی بود ، در حالی که امروزه به جای سیگنال بادی از سیگنال الکتریکی استفاده میشود.
یک سیگنال استاندارد بادی (پنوماتیکی) بین ۳ تا ۱۵ پی اس آی (نیروی پوند بر اینچ مربع و نماد (psi می‌باشد.
در صورتی که یک سیگنال الکتریکی استاندارد بین یک تا پنج ولت و یا چهار تا بیست میلی آمپر می‌باشد.
باید توجه داشته باشید که حوزه کاری ترانسمیترها و ترانسدیوسرها بسیار شبیه هم هستند و به همین دلیل بعضی از مردم این دو ابزار را یک ابزار می‌دانند و هر دو واژه را برای یک دستگاه به کار می‌برند.
همان طور که در بالا گفته شد سیگنال استاندارد خروجی یک ترانسمیتر برابر ولتاژی بین یک تا پنج ولت است و یا جریانی بین چهار تا بیست میلی آمپر دارد.
در فرایند کنترل به این سیگنال رنج عملکرد ترانسمیتر گفته میشود ، این رنج عملکرد بیانگر یک تغییر فیزیکی است که اندازه آن بین صفر تا صد درصد می‌باشد ، در صورت به وجود آمدن این تغییر فیزیکی ولتاژ یا جریان استاندارد به دستگاه کنترل ارسال میشود.
عملکرد ترانسمیتر
برای درک بهتر نحوه عملکرد ترانسمیتر و کاربردهای ترانسمیتر به مثال زیر توجه کنید.
یک ترانسمیتر اندازه گیری دما زمانی که دما بین صفر تا صد و پنجاه درجه فارنهایت را دریافت می‌کند یک رنج جریان بین چهار تا بیست میلی آمپر را تولید می‌کند.
جایگاه یک ترانسمیتر در یک سیستم فرایند بسته به این صورت است که ترانسمیتر سیگنال را از سنسور دریافت می‌کند و آن را به یک سیگنال استاندارد تبدیل می‌کند ، این سیگنال استاندارد که به دستگاه کنترلر منتقل میشود به ما نشان می‌دهد که متغیر فیزیکی اندازه گیری شده است دستگاه کنترل واکنش لازم را تخمین زده و یک سیگنال خروجی تولید می‌کند و در پایان سیگنال تولید شده توسط دستگاه کنترل به دستگاه اکچویتور که مانند یک شیر عمل می‌کند ارسال میشود ، دستگاه اکچویتور با توجه به دستوری که از سوی دستگاه کنترل ارسال شده است، تأثیر مستقیمی بر روند کار می‌گذارد.
متغیرهای اساسی که توسط ترانسمیتر اندازه گیری می‌شوند.
به طور کلی چهار متغیر اساسی فرایندها توسط ابزار ترانسمیتر گیری میشود.
این چهار متغیر اساسی فشار، سطح، دما و فلو (flew) می‌باشند.
البته ترانسمیترها در صنعت برای اندازه گیری سایر متغیرها نیز به کار می‌روند که این متغیرها سرعت، موقعیت و خواص شیمیایی مثل رسانایی هستند.
نکته : برای کارکرد صحیح یک ترانسمیتر نیاز به یک منبع تغذیه خوب داریم.
پیکربندی ترانسمیترها
حلقه‌های (سیگنال‌های) خروجی ترانسمیتر ها به صورت دو سیم و چهار سیم می‌باشد.
برای دانستن این موضوع باید نگاهی به کل سیستم فرایند بیندازیم.
در یک ترانسمیتر چهار سیم، دو سیم آن به منبع تغذیه متصل شده است و دو سیم دیگر آن به دستگاه کنترل (PLC) متصل است
در ترانسمیتر چهار سیم منبع تغذیه با توجه به مدل آن و شرکت سازنده آن می‌تواند از نوع AC یا DC می‌باشد.
این در حالی است که یک ترانسمیتر دو سیم، تنها دو سیم دارد که این دو سیم هم به منبع تغذیه و هم به دستگاه کنترل متصل است و مسیر سیگنال ترانسمیتر را فراهم می‌کند.
ترانسمیترهای هوشمند
به لطف تکنولوژی‌های جدید ترانسمیتر و کاربردهای ترانسمیتر نیز توسعه یافته است و آنها هوشمند شده‌اند.
این ترانسمیترهای هوشمند علاوه بر تولید سیگنال‌های چهار تا بیست میلی آمپری امکان ارسال و دریافت داده‌های دیجیتالی را نیز دارند.
ترانسمیترهای جدید دارای ابزار تگ شناسایی نام، کالیبراسیون داده و عیب‌یاب سنسور می‌باشند.
در ترانسمیترهای هوشمند پروتکل‌هایی مانند HART استفاده میشود.
این پروتکل استفاده هم‌زمان فناوری‌های دیجیتالی را در کنار سیگنال‌های چهار تا بیست میلی آمپر فراهم می‌کند.
ترانسمیتر فشار
یکی از انواع ترانسمیتر و کاربردهای ترانسمیتر در صنعت استفاده از ترانسمیترهای فشار است.
ترانسمیتر فشار یا به عبارتی دیگر سنسورهای فشار، ابزارهای دقیقی هستند که فشار را در مایعات، گازها و سیالات اندازه گیری می‌کنند و سیگنال‌های الکتریکی ارسال می‌کنند.
برای اندازه گیری فشار درون ماشین آلات، لوله‌ها و مخازن از ترانسمیترهای فشار استفاده میشود.
یک ترانسمیتر فشار به صورت یک گیج گرد برای نشان دادن فشار استفاده میشود که به راحتی قابل تشخیص است.
ترانسمیترهای فشار در صنعت یکی از ابزارهای دقیقی اندازه گیری فشار هستند که وجود آنها ضروری می‌باشد.
در صنعت بیش از ۵۰ نوع ترانسمیتر وجود دارد که عملکرد آنها با یکدیگر متفاوت می‌باشد.
ترانسمیترهای فشار به سه دسته تقسیم می‌شوند.
- ترانسمیتر مطلق: در این ترانسمیترها فشار خلأ به عنوان پایه می‌باشد و بر این اساس فشار فرایند اندازه گیری میشود.
- ترانسمیتر گیج: در این ترانسمیترها فشار جوی به عنوان پایه می‌باشد و بر این اساس فشار فرایند اندازه گیری میشود.
- ترانسمیتر دیفرانسیل: در این ترانسمیترها واحدهای سنجش که در ورودی هستند فشارهای متفاوتی را دریافت می‌کنند که اختلاف بین فشارهای ورودی متفاوت توسط ترانسمیترها اندازه گیری می‌شوند.
از مزایای ترانسمیتر فشار نسبت به سایر ابزار آلات اندازه گیری می‌توان به اندازه گیری میزان فشار و اندازه گیری اختلاف فشار به طور هم‌زمان اشاره کرد.
از ترانسمیتر فشار می‌توان در هر محیطی استفاده کرد به طور مثال ترانسمیتر فشار می‌تواند درون آب نیز عمل کند.
ترانسمیترهای فشار در برابر میدان‌های الکترومغناطیسی و تابش‌ها هم عمل می‌کنند.
از معایب اصلی آنها می‌توان به گران قیمت بودن ترانسمیترهای فشار اشاره کرد.
ترانسمیترهای سطح
یکی از ترانسمیتر و کاربردهای ترانسمیتر در صنعت استفاده از ترانسمیترهای سطح است.
برای اطلاع از ارتفاع مواد موجود در یک مخزن و وضعیت یک مخزن و شرایط آن از ترانسمیترهای سطح استفاده میشود.
ترانسمیترهای سطح برای اندازه گیری و تعیین سطح انواع مواد مانند مایع، پودر و جامد یا دانه‌ای در هر زمان دلخواه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ترانسمیترهای سطح زمانی که مواد به یک سطح از پیش تعیین شده می‌رسند آلارم‌های هشدار خود را ارسال می‌کنند.
اندازه گیری توسط ترانسمیترهای سطح به دو حالت صورت می‌پذیرد.
اندازه گیری نقطه‌ای: آلارم هشدار پس از رسیدن به یک نقطه یا مقدار مشخص ارسال میشود.
اندازه گیری مداوم: آلارم هشدار به طور پیوسته پس از هر بار اندازه گیری ارسال میشود.
انواع ترانسمیترهای سطح
ترانسمیترهای سطح به هفت دسته تقسیم می‌شوند.
اساس تقسیم بندی آنها بر پایه روش‌های کار کرد متفاوت آنها و نوع پردازش ترانسمیترها است.
- ترانسمیترهای سطح رادار: اساس کار آنها امواج رادیویی است که با فرکانس بالا توسط آنتن‌ها رادیویی ساطع
می‌کنند.
این نوع دستگاه‌ها در بالای مخازنی که دارای مواد جامد یا مایع هستند نصب می‌شوند.
از مزایای ترانسمیترهای سطح رادار، دقت عمل بالای آنها را می‌توان نام برد.
- ترانسمیترهای سطح رادار هدایت شده: اساس کار آنها ارسال امواج با فرکانس بالا می‌باشد.
از مزایای ترانسمیترهای سطح رادار هدایت شده دقت بالای آنها تا چهار اینچ می‌باشد.
- ترانسمیترهای سطح اولتراسونیک: اساس کار آنها شبیه به ترانسمیترهای سطح رادار می‌باشد و در بالای مخزن نصب می‌شوند.
از مزایای آن می‌توان به محل نصب (غیر تماسی) می‌باشد اشاره کرد.
- ترانسمیتر سطح ماکروویو هدایت شده: از طریق ارسال پالس الکترومغناطیسی و از روش کابل حسگر عمل می‌کند.
این نوع ترانسمیتر مناسب برای مایعات است.
- ترانسمیترهای سطح مغناطیسی: اساس کار این نوع ترانسمیتر بر پایه اشیاء مغناطیسی کوچکی که در مایعات شناور هستند استفاده می‌کند.
به زبان ساده زمانی که ذرات شناور روی سطح بالای مایع قرار می‌گیرند، دستگاه تفاوت میزان جابه‌جایی ذرات شناور را اندازه گیری می‌کند.
- ترانسمیتر سطح خازنی: همان طور که از نام آن هم پیدا است از یک عنصر الکتریکی به نام خازن استفاده می‌کند.
با توجه به نوع عملکرد خازن‌ها، ترانسمیترهای سطح خازنی بر اساس مواد پر شده مخزن به عنوان یک رسانای دی الکتریکی بین الکترودها استفاده می‌کنند.
- ترانسمیتر سطح هیدرواستاتیک: این ترانسمیترها با اندازه گیری فشار مایعات، میزان محتوای مایعات مخزن را محاسبه می‌کنند.
این ترانسمیترها به عنوان ترانسمیترهای سطح فشار نیز معروف هستند.
برای اندازه گیری فشار مایعات هر میزان نیروی مایع درون مخزن بیشتر باشد، حجم مایعات نیز بیشتر است.
این ترانسمیتر به عنوان رایج‌ترین ابزار تشخیص سطح مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از معایب این ترانسمیتر می‌توان به این مورد اشاره کرد که چگالی مایع باید ثابت باشد تا اندازه گیری صورت پذیرد.
