تفاوت گیج فشار، ترانسمیتر فشار و سوئیچ فشار چیست؟

چرا گیج فشار در کنار ترانسمیتر فشار روی همان خط لوله نصب می شود؟ در برخی موارد، سوئیچ فشار نیز اضافه می شود. هنگام مواجهه با این ابزارها، به راحتی می توان آنها را با هم اشتباه گرفت؛ در حالی که همه آنها فشار را اندازه گیری می کنند، اما عملکردهای متفاوتی در میدان دارند. با این حال، پس از تشخیص اهداف مربوطه، درک آنها دشوار نیست.I. گیج های فشارگیج های فشار مکانیکی معمولاً در مکان هایی مانند خروجی پمپ ها، مخازن ذخیره سازی، خطوط هوای فشرده و ایستگاه های هیدرولیک یافت می شوند. این گیج ها نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارند. هنگامی که فشار سیال بر یک عنصر الاستیک داخلی عمل می کند، یک مکانیزم مکانیکی عقربه را به چرخش در می آورد و فشار را روی صفحه نمایش می دهد. مزیت آنها این است که پرسنل در محل می توانند به سادگی به تجهیزات مراجعه کرده و فشار تقریبی فعلی را مشاهده کنند. این نشانگر محلی در طول راه اندازی، خاموش کردن، بازرسی های معمول و نگهداری تجهیزات بسیار راحت است. با این حال، گیج های فشار مکانیکی استاندارد یک محدودیت دارند: داده های فشار فقط در محل باقی می مانند. اگر اتاق کنترل نیاز به نظارت بر این فشار در زمان واقعی داشته باشد، به ترانسمیتر فشار نیاز است.

II. ترانسمیترهای فشار
ترانسمیترهای فشار نیز فشار را اندازه گیری می کنند، اما فشار اندازه گیری شده را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد تبدیل می کنند. یک استاندارد رایج در میدان، سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر است. به عنوان مثال، اگر یک ترانسمیتر دارای محدوده اندازه گیری 0 تا 1.0 مگاپاسکال باشد، خروجی به شرح زیر است: 0 مگاپاسکال معادل 4 میلی آمپر، 0.5 مگاپاسکال معادل 12 میلی آمپر و 1.0 مگاپاسکال معادل 20 میلی آمپر. پس از انتقال این سیگنال به DCS یا PLC، اتاق کنترل می تواند فشار را در زمان واقعی نظارت کند و عملکردهایی مانند ثبت روند، هشدار، تنظیم فرآیند یا ادغام در منطق قفل متقابل را انجام دهد. بنابراین، نصب ترانسمیتر فشار به طور کلی نشان می دهد که پارامتر فشار نه تنها برای نظارت محلی، بلکه برای استفاده در سیستم کنترل نیز مورد نیاز است.

III. سوئیچ های فشار
اصل عملکرد سوئیچ فشار با دو نوع ابزار قبلی متفاوت است. به جای گزارش مداوم سطح فشار فعلی به سیستم، بر این تمرکز دارد که آیا فشار به نقطه تنظیم خاصی رسیده است یا خیر. به عنوان مثال، یک سوئیچ فشار پایین با نقطه تنظیم 0.3 مگاپاسکال را در نظر بگیرید؛ هنگامی که فشار فرآیند به 0.3 مگاپاسکال کاهش می یابد، سوئیچ یک تغییر تماس داخلی را فعال می کند و یک سیگنال به PLC، رله یا مدار قفل متقابل ارسال می کند. این یک سیگنال گسسته (روشن/خاموش) خروجی می دهد. سوئیچ های فشار معمولاً در کاربردهایی مانند نظارت بر فشار پایین روغن روان کننده، فشار پایین هوای ابزار دقیق، فشار بالای سیستم هیدرولیک و حفاظت از فشار کمپرسور یافت می شوند. علاوه بر این، سوئیچ های فشار عملی شامل تمایز بین نقطه تنظیم فعال سازی و نقطه بازنشانی هستند - مفهومی که به عنوان هیسترزیس یا باند مرده شناخته می شود - به این معنی که کنتاکت ها به محض بازگشت فشار به نقطه تنظیم، بلافاصله به حالت اولیه خود باز نمی گردند.

IV. چرا دو نوع ابزار فشار در میدان نصب می شوند؟
1. چرا گیج فشار در حالی که ترانسمیتر فشار از قبل وجود دارد نصب می شود؟

این یک سناریوی رایج در میدان است. ترانسمیترهای فشار عمدتاً نظارت از راه دور را تسهیل می کنند، در حالی که گیج های فشار امکان تأیید در محل را فراهم می کنند. داشتن هر دو نصب شده در واقع راحتی عملیاتی را افزایش می دهد. به عنوان مثال، اگر DCS فشاری فقط 0.2 مگاپاسکال را نشان دهد در حالی که گیج فشار در محل حدود 0.6 مگاپاسکال را نشان می دهد، جهت خطا مشخص می شود؛ می توان اولویت را به بررسی ترانسمیتر فشار، خطوط ضربه، منبع تغذیه، سیم کشی و کانال ورودی آنالوگ (AI) داد. برعکس، اگر هم DCS و هم گیج در محل تقریباً 0.2 مگاپاسکال را نشان دهند، مشکل احتمالاً مربوط به فرآیند یا خود تجهیزات است. بنابراین، گیج های فشار به عنوان مراجع ارزشمند در عیب یابی میدانی عمل می کنند. البته، چنین مقایسه هایی فقط به شناسایی منطقه کلی خطا کمک می کنند؛ آنها نمی توانند جایگزین کالیبراسیون رسمی شوند، زیرا هم گیج ها و هم ترانسمیترها مستعد خطا یا نقص هستند.
2. چرا گاهی اوقات سوئیچ های فشار در کنار ترانسمیترهای فشار نصب می شوند؟
از نظر عملکردی، هنگامی که سیگنال ترانسمیتر فشار وارد PLC می شود، کاملاً امکان پیکربندی هشدارهای فشار بالا/پایین یا حتی ادغام سیگنال مستقیماً در منطق قفل متقابل وجود دارد. با این حال، برخی از تنظیمات تجهیزات هنوز سوئیچ های فشار اختصاصی را شامل می شوند. دلیل ساده برای این امر تفاوت در انواع سیگنال است: ترانسمیترهای فشار سیگنال های آنالوگ پیوسته را ارائه می دهند، در حالی که سوئیچ های فشار سیگنال های گسسته (روشن/خاموش) را ارائه می دهند. در حلقه های حفاظتی حیاتی، یک مسیر تشخیص سوئیچ فشار اختصاصی اغلب حفظ می شود تا از اتکای صرف عملکرد حفاظت به یک ترانسمیتر فشار واحد و مدار ورودی آنالوگ مرتبط با آن جلوگیری شود. برخی از سوئیچ های فشار را می توان به رله ها، سیستم های حفاظت تجهیزات یا مدارهای قفل متقابل مستقل سیم کشی کرد. با این حال، نباید به طور خودکار فرض کرد که سوئیچ فشار "حفاظت مستقل" را تشکیل می دهد. اگر هم سوئیچ فشار و هم ترانسمیتر فشار در نهایت به همان PLC متصل شوند، آنها همچنان بخش هایی از سیستم را به اشتراک می گذارند. پیکربندی میدانی خاص به الزامات سازنده تجهیزات، طراحی قفل متقابل و استانداردهای ایمنی خاص پروژه بستگی دارد.
V. فراتر از محدوده اندازه گیری برای انتخاب تجهیزات نگاه کنید
هنگامی که به مرحله انتخاب واقعی می رسد، عوامل زیادی برای در نظر گرفتن وجود دارد. فراتر از فشار عملیاتی و محدوده اندازه گیری، باید نوع سیال، دما، وجود نوسانات فشار، مناسب بودن مواد تر شده، نوع اتصال فرآیند و هرگونه الزامات در محل برای ضد انفجار یا درجه حفاظت ورودی را تأیید کرد. به عنوان مثال، اگر فشار عملیاتی نرمال فقط 0.4 مگاپاسکال باشد اما محدوده بیش از حد بزرگی انتخاب شود، ابزار همچنان دقیق خواهد بود، اما تشخیص نوسانات کوچک فشار در قرائت های در محل دشوار می شود. در حالی که عاقلانه است که مقداری فضای سر در محدوده مجاز باشد، صرفاً انتخاب بزرگترین محدوده ممکن توصیه نمی شود. شرایط سیال نیز حیاتی است. بخار با دمای بالا نیاز به در نظر گرفتن تراکم و عایق حرارتی دارد؛ سیالات خورنده نیاز به انتخاب دقیق مواد تر شده دارند؛ و سیالات ویسکوز یا مستعد گرفتگی نیاز به استفاده از آب بند دیافراگمی دارند. در مکان هایی مانند خروجی پمپ ها یا کمپرسورهای رفت و برگشتی که نوسانات فشار قابل توجه است، باید میرایی، بافرینگ یا گیج های پر از مایع را برای جلوگیری از نوسان مداوم عقربه در نظر گرفت. این مسائل اغلب در میدان با آنها مواجه می شویم.

VI. خلاصه
هنگامی که یک سوئیچ فشار یک هشدار را فعال می کند یا یک قفل متقابل را در میدان فعال می کند، نمی توان به طور خودکار فرض کرد که ناهنجاری در فشار فرآیند وجود دارد. علت می تواند یک تغییر فشار واقعی باشد، یا می تواند ناشی از خط فشار مسدود شده، تماس ضعیف، تغییر در نقطه تنظیم فعال سازی، یا مشکلات سیم کشی باشد. در چنین مواردی، بهتر است خواندن گیج فشار محلی، داده های روند ترانسمیتر فشار و وضعیت سوئیچ فشار را متقاطع ارجاع دهید. اگر سه سیگنال همسو و همبسته باشند، تشخیص تسریع می شود. یک پمپ گریز از مرکز با فشار خروجی نرمال 0.8 مگاپاسکال را در نظر بگیرید که مجهز به گیج فشار، ترانسمیتر فشار و سوئیچ فشار پایین است. گیج فشار قرائت هایی را برای پرسنل در محل فراهم می کند؛ ترانسمیتر فشار داده ها را به DCS برای نمایش، ثبت روند و هشدار ارسال می کند؛ و سوئیچ فشار پایین هنگام کاهش فشار به نقطه تنظیم، سیگنال فعال سازی را به مدار حفاظت یا قفل متقابل ارسال می کند. اگرچه همه آنها فشار یکسانی را اندازه گیری می کنند، اما عملکردهای متفاوتی دارند. بنابراین، دیدن این سه نوع ابزار نصب شده در کنار هم متناقض نیست. برای ساده سازی تمایز: گیج های فشار قرائت های محلی را مدیریت می کنند؛ ترانسمیترهای فشار انتقال از راه دور و اندازه گیری پیوسته را مدیریت می کنند؛ و سوئیچ های فشار فعال سازی گسسته را در یک نقطه تنظیم خاص مدیریت می کنند.