انواع ابزاردقیق

انواع ابزاردقیق

در قسمت ابزار دقیق انواع ابزاردقیق مورد نیاز پروسه های صنعتی معرفی میگردد . ابزار دقیق در حقیقت زیر ساخت یک سیستم کنترل و اتوماسیون را تشکیل میدهند و شامل ابزاری نظیر : انواع کنترلر، نشاندهنده ، ترانسمیتر، رکوردرو… میباشند که این ابزار وظیفه اندازه گیری ، انتقال ، نمایش ، ثبت و کنترل پارامترهای مهم فیزیکی نظیر دما ، فشار، فلو ، سطح مایعات و … را در پروسه های صنعتی به شکلی دقیق بر دوش دارند. ابزار دقيق را ميتوان به دو صورت دسته بندي كرد يكي از نظر نوع عملکرد این ابزار برای مثال ابزاری که عمل کنترل دما یا فشار و رطوبت و یا سطح را بر عهده دارند به كنترلر مشهورند و به همین ترتیب ابزار نمایش این مقادیر که به ایندیکیتور یا نمایشگر معروفند و ابزار انتقال اطلاعات مقادیر برای مثال فشار ، فلو ، دما ، فشار و سطح به صورت سیگنال های استاندارد که ، ترانسمیتر یا منتقل کننده نامیده میشوند .

ابزار دقیق را همچنين میتوان از نظر پارامتري كه این ابزار بايستي عملياتي بر روي آن انجام دهد دسته بندی کرد برای مثال بخشهای : ابزار دقیق مربوط به دما نظیر کنترلر دما ، ترانسمیتر دما و ترمومتر یا نمایشگر دما ، ابزار اندازه گیری و کنترل دقیق فشار ، فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو ، ابزار سطح سنجی یا اندازه گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آنها و ابزار سرعت سنجی ، ابزار رطوبت سنجی و ….

در اين وب سایت هر دو دسته بندي مد نظر قرار گرفته و در حوزه ابزار دقيق شما ميتوانيد ابتدا با توجه به پارامتر مورد کنترل و اندازه گیری و یا با توجه به انتظاری كه از این ابزار دارید به سراغ دسته بندي مناسب رفته ابزار مورد نیاز را به صورت دقیق انتخاب کنید .

بخشها به ترتيب اهميت پارامتر به

فشار ابزار دقيق ، ترانسميتر فشار و دما یا پرشر  Pressure

دما  Temperature

سطح یا لولLevel

فلومتریا جریانFlow

و از نظر عملکرد به

میتر یا اندازه گیر یا نمایشگر Meter

كنترلرController

نشاندهنده یا ایندیکتور  Indicator

ترانسميتر یا انتقال دهنده Transmitter

کنترل ولو یا شیر کنترل  Valve or Control Valve

کالیبراتور  Calibrator

رکودرد یا دیتالاگر یا ثبات  Recorder Or Logger

طبقه بندی شده است .

اولین فاکتور در انتخاب ابزار دقیق همانگونه که از نامش متوجه میشویم دقیق (Accurate) بودن آن یا است این مفهوم با نام accuracy یا دقت معمولا به صورت درصدی از مقادیر خوانده شده یا کل رنج اندازه گیری ابزار به صورت درصد در اطلاعات فنی تجهیز می آیند . برای مثال یک فشار سنج در محدوده اندازه گیری 100 بار با دقت یک درصد فول اسکیل ( کل رنج اندازه گیری ) با دقت مثبت و منفی یک بار برای هر عدد اندازه گیری شده دقیق است .

در انتخاب ابزار دقیق فاکتورهای بسیاری موثر است نظیر تکرار پذیری و …

ابزار دقیق | instrumentation

ابزار دقیق

در قسمت ابزار دقیق انواع ابزاردقیق مورد نیاز پروسه های صنعتی معرفی میگردد . ابزار دقیق در حقیقت زیر ساخت یک سیستم کنترل و اتوماسیون را تشکیل میدهند و شامل ابزاری نظیر: انواع کنترلر، نشاندهنده، ترانسمیتر، رکوردر و… میباشند که این ابزار وظیفه اندازه گیری، انتقال، نمایش، ثبت و کنترل پارامترهای مهم فیزیکی نظیر دما، فشار، فلومتر، سطح مایعات و … را در پروسه های صنعتی به شکلی دقیق بر دوش دارند. ابزار دقیق را میتوان به دو صورت دسته بندی کرد یکی از نظر نوع عملکرد این ابزار برای مثال ابزاری که عمل کنترل دما یا فشار و رطوبت و یا سطح را بر عهده دارند به کنترلر مشهورند و به همین ترتیب ابزار نمایش این مقادیر که به ایندیکیتور یا نمایشگر معروفند و ابزار انتقال اطلاعات مقادیر برای مثال فشار، فلومتر، دما، و سطح به صورت سیگنال های استاندارد که، ترانسمیتر یا منتقل کننده نامیده میشوند .

ابزار دقیق رشته جدیدی است که امروزه جای خود را در میان رشتهای دیگر در صنایع ایران باز می کند.

ابزار دقیق از سه قسمت اساسی زیر تشکیل شده است که عبارتد از :

اندازگیری

  کنترل

محرکها(ادوات خروجی(

این سه مجموعه در کنار یکدیگر مکمل یک سیستمی به نام سیستمهای کنترل اتوماتیک می باشند که این سیستم کنترل اتوماتیک وظیفه انجام کنترل فرایندی را در یک مجموعه عملیاتی بر عهده دارد .

۱.اندازه گیرها

قسمت اندازه گیر مقدار واقعی عنصر مورد نظر را اندازه گیری می کند.پارامترهای مختلفی در صنایع برای کنترل اندازه گیری می شود مهمترین پارامترهایی که در صنعت برای کنترل اندازه گیری می شوند عبارتند از:

اندازه گیری فشار    measuroment of the pressure

اندازه گیری جریانات سیالات    measuroment of the flow

اندازه گیری درجه حرارت   measuroment of the temprature

اندازه گیری ارتفاع مایعات    measuroment of the level

علاوه بر این پارامترهایی که در بالا ذکر شد عوامل دیگری برای اندازه گیری و کنترل وجود دارند و مهم هستند اما بعلت استفاده محدودتر از این پارامترها فقط به بیان نام آنها اکتفا می شود و در ادامه اگر فرصتی بود توضیحاتی در مورد آنها داده می شود این پارامترها عبارتند از :

انازه گیری سرعت ـ اندازه گیری لرزش ـ آشکار سازهای دود و شعله ـ دستگاههای آنالایزر

۲.کنترل کننده ها

قسمت دوم ابزار دقیق بخش کنترل می باشد در ابتدای شروع صنعت که کنترل بصورت امروزی نبود کنترل بوسیله عوامل انسانی انجام می شد سپس با پیشرفت علم سیستم کنترل اتوماتیک با بوجود آمدن ادوات نیوماتیکی (بادی) وارد مرحله جدیدی شد. بعد از مدتی با اختراع ترانزیستور استفاده از کارتهای الکترونیکی برای کنترل آغاز شد با بوجود آمدن این قطعات کنترلی استفاده از عوامل انسانی برای کنترل کمتر می شد.در ادامه پیشرفت  علم  کامپوترهای صنعتی با نام plc وارد صنعت شدند بوسیله این plc ها واحدها به آسانی کنترل می شدند وتغییرات نیز به آسانی در واحدها انجام می گرفت

امروزه کنترل کنندهای جدید تری بنام DCS  (سیستم کنترل کننده توزیع پذیر) و کنترل کننده های فازی وظیفه کنترل را در واحدهای صنعتی بر عهده دارند.

۳.محرکها (ادوات خروجی)

محرکها ادواتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده می گیرد و متناسب با این سیگنالها عمل می کند. از عمده ادوات خروجی می توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه گیری شده در مقدار مطلوب و مورد نظر   می شوند . این ادوات گستره تنوعی زیادی دارند.

فلومتر چیست؟

فلومتر
دبی سنج یا جریان سنج وسیله ایست که حجم مواد عبوری را نسبت به زمان اندازه گیری میکند . در بیشتر صنایع از جمله صنایع نفت و پتروشیمی و غیره کاربرد دارد.  دانستن مقدار دقیق فلوی عبوری سیالی مثل گاز و یا نفت با توجه به ملاحظات فنی و اقتصادی از اهمیت ویژه ای برخوردار است . توجه به این نکته که میزان کل فلو  که معرف جرم ماده مصرفی است در بسیاری موارد نظیر پروسه های صنعتی کاربرد اقتصادی و معادل قیمت خرید و یا فروش ماده مورد نظر است. همچنین اندازه گیری دقیق فلو به دلیل ملاحظات مالی در فروش وخرید حجم مشخصی از ماده و کالا مانند کنتور گاز خانگی و تبادلات نفتی و ...اهمیت ویژه ای دارد.

تکنیکنهای مختلفی برای اندازه گیری فلو به کار میرود که میتوان به  موارد زیر اشاره نمود.

1-      روش جابجائی مثبت Positive Displacement

2-      اوریفیس پلیت Orifice Plate

3-      فلومتر با کمک ونتوری

4-      روش توربینی Turbine

5-      روتامتر (variable area)

6-      فلومتر آلتراسونیک با پدیده دوپلر Ultrasonic: Doppler

7-      فلومتر الکترومغناطیسی Magnetic

8-      ورتکس Vortex Shedding

9-      فلومتر مخصوص کانالهای باز Weir and Flume Open channel

10-  کوریالیس Coriolis

11-  مس فلومتر گرمائی Thermal Mass

12-  پیتوت Pitot Tube

در ادامه به شرح هرکدام از فلومتر ها میپردازیم

روش جابجائی مثبت Positive Displacement (flow meter)

معمولا این نمونه جریان سنج به کمک دنده های اوال یا بیضی میزان مشخص و دقیقی از مقدار سیال را اندازه گیری  و جابجا میکنند. و بیشتر برای مواد با ویسکوزیته بالا شبیه روغه کاربرد دارند .

 اوریفیس پلیت Orifice Plate

 فلومتر با کمک ونتوری (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) از قدیمی ترین و پر کاربرد ترین روشهای اندازه گیری فلوی سیالات مختلف همین نمونها های اوریفیس پلیت Orifice Plateمیباشد . ساختار ساده گذاشتن یک صفحه با سوراخ محاسبه شده در خلال جریان عبوری و اندازه گیری اختلاف فشار دو طرف صفحه امکان اندازه گیری سرعت سیال و به دنبال آن فلو و میزان جریان بسیار ساده و هوشمندانه میباشد .

روش توربینی Turbine

از فلومتر (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) توربینی برای اندازه گیری فلوی مواد مختلف البته با ویسکوزیته پائین میتوان استفاده کرد . این دبی سنج از یک توربین و شمارشگر مخصوص که تعداد دور بر دقیقه این توربین را محاسبه میکند تشکیل شده است و بیشتر به دلیل قیمت مناسب و سازوکار ساده مورد استفاده قرار میگیرد . همچینن نسبت به فلومترهای (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) الکترومغناطیسی احتیاجی به رسانایی سیال در این ابزار دقیق نمیباشد.

روتامتر (variable area)

جریان سنج سطح متغیر یا روتامتر تقریبا ارزانترین روش فلومتری (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) سیالات گازی و مایعات میباشد و با تکنیک ساده گوی یا نشانگر شناور در سیال عبوری از یک لوله شفاف امکان قرائت میزان فلو میسر میگردد .

با توجه به دقت کم این فلومتر(دبی سنج – flowmeter – flow meter ) بیشتر برای دیدن بصری فلو (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) و به عنوان نمایشگر جریان سیال از این نمونه استفاده میگردد.

مدلهای متال تیوب نیز از همین مکانیزم سود میبرند با این تفاوت که از چیزی شبیه دریجه با قابلیت جابجایی در محل عبور سیال استفاده میگردد .این فلومتر ها (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) معمولا یک لوله فلزی و یک نمایشگر مکعبی شکل دارند و برای سایزهای بزرگتر از دو اینج و به صورت نصب فلنچی مورد استفاده قرار میگرند و برای امکانات بیشتری نظیر ارسال خروجی به پی ال سی و یا امکان اندازه گیری فلوی سیالات ویسکوز کاربرد دارد.

فلومتر آلتراسونیک با پدیده دوپلر Ultrasonic: Doppler

فلومتر (دبی سنج – flowmeter – flow meter )  آلتراسونیک با روش زمان انتقال و .... Ultrasonic: Transit Time, Time of Travel, Time of Flight

جریان سنجهای آلتراسونیک یا اولتراسونیک بیشتر برای سیالات کثیف نظیر آب فاضلاب مورد استفاده قرار میگردند و در نمونه های پرتابل برای سایزهای بزرگتر لوله کاربرد فراوان دارند . این فلومترهای (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) با استفاده از فرآیند دوپلر در فیزیک و ارسال امواج فراصوتی به سیال در حال رفت و همچنین برگشت و اندازه گیر فرکانس برگشتی قابلیت اندازه گیری سرعت سیال را در انواع مدلهای خود بسته به کاربرد و کیفیت با دقتهای متفاوت دارند .

فلومتر الکترومغناطیسی Magnetic

فلومترهای (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) مغناطیسی با توجه به رسانندگی سیال و میزان نفوذ امواج الکترومغناطیسی با توجه به سرعت آن در بسیاری از موارد برای آب و مواد رسانا کاربرد دارند . در انواع مختلف جریان سنج در تولید این فلومتر (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) خواص سیال و کاربرد آن را در جنس بدنه و  الکترودهای آن در نظر گرفته میشود.

ورتکس Vortex Shedding

از فلومترهای (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) ورتکس برای اندازه گیری بیشتر سیالات ، حتی مایعات با ویسکوزیته بالا شبیه روغن و قیر داغ و سیالات با دمای بالا میتوان استفاده کرد. مکانیزم این مدل فلومتر (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) بر اساس سنسوری که قابلیت اندازه گیری لرزشهای ایجاد شده در اثر جریانات گردابی سیال پس از برخورد با مانعی در مسیر حرکت خود را دارد میباشد .

فلومتر مخصوص کانالهای باز Weir and Flume Open channel

برای اندازه گیری حجم بالای فلوی عبوری در کانال های روباز و رودخانه های با ایجاد مجراهایی با شکل مشخص و اندازه گیری سطح مایع میتوان میزان دبی آب را اندازه گیری نمود.

کوریالیس Coriolis

فلومترهای (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) کوریالیس از دقیقترین و گرانترین نمونه های این ابزار میباشند. که میتوان به اندازه گیری بیشتر سیالات دارا با دقت بالا دارا میباشد . کاربرد کوربالیس  بیشتر از این فلومتر (دبی سنج – flowmeter – flow meter ) در ایستگاه های گاز و صنایع نفتی که دقت اندازه گیری در پروسه دقیق نیاز میباشد و همچنین برای مواردی نظیر خرید و فروش مواد نفتی و استفاده میگردد .

مس فلومتر گرمائی Thermal Mass

فلومترهای (دبی سنج – flowmeter – flow meter )  ترمال مس یا بیشتر با توجه به اینکه در سیالات گازی فشار خط در اندازه گیری میزان جریان اثر مستقیم دارد میتواند با مکانیزمی که مستقل از فشار و فقط با میزان اندازه گیری دمای یک المان دمایی به کمک یه سنسور دما دارد مستقل از فشار با دقت مطلوب فلوی مورد نظر را اندازه گیری نماید

پیتوت Pitot Tube

برای اندازه گیری فلو کانالهای هوایی و بیشتر در صنایع HVAC یا گرمایش و سرمایشی از مدلهای پیتوت تیوب که تشکل شده از یک لوله ته باز که با یک فشار سنج میزان فشار داخل آن مرتبط با فلوی عبوری از سر باز طرف دیگر میباشد استفاده می شود .

Pressure Transmitter|ترانسمیتر فشارpart 2

به منظور اندازه گیری سطح نیز با استفاده از اندازه گیری فشار ترانسمیتر فشار - (pressure measurement) هیدرواستاتیک و رابطه آن با ارتفاع میزان سطح مشخص می شود.

برای اندازه گیری فشار ترانسمیتر فشار - (Pursser Transmitter) به صورت محلی انواع گیج های فشار (Pursser gauge) و برای کابردهای ایمنی از انواع سویچ های فشار (Pursser Switch)استفاده می شود همچنین ترانسمیترهای فشار (Pursser Transmitter) نیز برای اندازه گیری فشار ترانسمیتر فشار - (Pursser Transmitter) در بازه مشخص ارسال آن به سیستم کنترل مورد استفاده قرار می گیرند.

مساله مهم دیگر در اندازه گیری فشار (ترانسمیتر فشار - Pursser Transmitter) تجهیزات جانبی مورد استفاده می باشد که به منظور اندازه گیری صحیح و حفظ تجهیزات اندازه گیری در مقابل شرایط فرآیندی باید انتخاب و مورد استفاده قرار گیرند.

abb part 3

فشار سنج ها 

Pressure Gauge and Transmitter

نمایندگی ابزار دقیق | ابزار دقیق | ABBتجهیزات ابزار دقیق  ABB Instruments Tools | ABB

نمایندگی ABB در ایران

بسیاری از فرایندهای صنعتی برای عملکرد ایمن و مؤثر و کنترل بهینه کیفیت به اندازه‌گیری دقیق فشار مایع ، گاز و بخار نیاز اساسی دارند.  تجهیزات اندازه‌گیری فشار به این دلیل که علاوه بر اندازه‌گیری فشار برای اندازه‌گیری سطح و فلو نیز کاربرد دارند.

صنایع شیمیایی و پتروشیمی ، دارویی، مواد غذایی و زیست‌محیطی، نیروگاهی ،کشتی‌سازی و صنایع خودرو  ازجمله صنایعی هستند که اندازه‌گیری فشار در آن‌ها اهمیت دارد. وجود طیف گسترده‌ای از محصولات درزمینه اندازه‌گیری فشار باعث می‌شود انتخاب تجهیزات برای هر کاربردی آسان باشد اما هیچ محصولی برای همه کاربردها مناسب نمی‌باشد. بنابراین تجهیز ابزاردقیق انتخاب شده باید تحت شرایط کاربری و در هر زمان قابل اطمینان بوده و به لحاظ اقتصادی نیز به ‌صرفه باشد.

  شرکت ABB  به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان ابزار دقیق محصولات خود درزمینه اندازه‌گیری فشار(pressure measurement) را در هفت بخش اصلی و به تفکیک صنایع، نفت و گاز (Oil and gas) شیمیایی و پتروشیمی(Chemicals)، صنایع فولاد (Primaries and metal)، صنایع غذایی (Food and beverages)، علوم زیستی (Life sciences)، آب و فاضلاب (Water and wastewater) و انرژی (Power and energy)  ارائه داده است.

سطح سنج ها

Level Gauge and Transmitter

نمایندگی ابزار دقیق | ابزار دقیق | ABBتجهیزات ابزار دقیق  ABB Instruments Tools | ABB

نمایندگی ABB در ایران

کیفیت محصول ، ایمنی و بهره وری اقتصادی وابسته به اندازه گیری سطح می باشد. اندازه گیری سطح در مایعات ، مواد چسبنده مواد جامد ویا گاز مایع معمولا در تانک ها سیلوها و یا تانکرهای قابل حمل انجام می شود. رنج دمای کارکرد از196 - تا 450 درجه سانتی گراد و فشار کاری از1- تا400 barمی باشد. به عنوان نمونه می توان به  صنایع شیمیایی ، پتروشیمی ، بهداشتی ، آب و فاضلاب ، غذا و انرژی اشاره کرد.

طیف گسترده روش های اندازه گیری سطح باعث می شود که یافتن روش ایده آل اندازه گیری در کاربردهای مختلف آسان باشد. هیچیک از روش های اندازه گیری سطح برای همه کاربردها مناسب نمی باشد. بنابر این روش اندازه گیری سطحی باید انتخاب شود که برای اندازه گیری در یک کاربرد خاص قابل اطمینان باشد و به لحاظ اقتصادی نیز مناسب باشد.

روش های اندازه گیری سطح در مایعات، گاز مایع و مواد جامد به چهار بخش زیر تقسیم می شود:

• اندازه گیری پیوسته

• تشخیص نقطه ای سطح

• غلظت

• انداره گیری سطح واسط

مروری بر روش های اندازه گیری مناسب برای هر کاربرد:

تشخیص نقطه ای سطح

وظیفه مهم این تجهیزات جلوگیری از سر ریز شدن مخازن ، جلوگیری از خالی شدن مخزن بیش از حد مجاز و محافظت از پمپ ها به منظور جلوگیری از خشک کار کردن می باشد. در تشخیص نقطه ای سطح عملکرد سریع و امن و تکرار پذیری بالا بسیار مهم می باشد.

اندازه گیری پیوسته سطح

تجهیزات اندازه گیری پیوسته سطح اندازه سطح را به صورت دقیق اندازه گیری می کنند. علاوه بر اندازه گبری سطح به صورت مستقیم از2 تا 70 متر حجم محصول موجود در مخزن نیز به صورت غیر مستقیم اندازه گیری می شود. برای این منظور باید مشخصات هندسی و ابعاد مخزن مورد توجه قرار گیرد. در کاربردهای مربوط به فروش دقت بالا (mm1±) مورد نیاز است.

اندازه گیری سطح واسط

در این بخش تمرکز روی مایعات مخلوط می باشد. برای هریک از کاربردهای سطح واسط مایعات تمیز، امولسیونی و مرکب شامل جامدات تجهیزات اندازه گیری مناسب موجود می باشد.

تراکم / غلظت

دراین بخش اندازه گیری سطح مهم نیست اما کیفیت مواد با استفاده از روش اندازه گیری قابل تشخیص می باشد. از طریق کسب داده های مربوط به تراکم و غلظت متغیرهای دیگر قابل محاسبه می باشد. تکرار پذیری و کیفیت نکات مهم در این بخش می باشد