اصول کار ترانسمیترهای اختلاف فشار
ساختمان ترانسمیترهای اختلاف فشار
همانطور که می دانیم یکی از روشهای اندازه گیری سطح مایعات و همچنین فلوی عبوری از درون یک pipe ، استفاده از روش اختلاف فشار است. این روش از آن جهت برای ما دارای اهمیت است که از آن در پالایشگاه به وفور استفاده شده است.
بنابراین دانستن مطالب مربوط به این روش برای ما بسیار مهم خواهد بود.البته در این قسمت قصد نداریم تا به معرفی این روش و ارائه روابط و فرمولها و ابزارآلات قابل استفاده در این روش بپردازیم از آنجا که در شماره قبلی در مورد محاسبات مربوط به LRV و URV برای ترانسمیترهای سطح اشاره کردیم و صحبت از دو فشار Low و High کردیم لذا به جهت رعایت پیوستگی مطالب و کامل شدن آنها لازم دانستیم تا در مورد ساختمان داخلی یک ترانسمیتر اختلاف فشار که در واقع به عنوان حسگر دو فشار Low و High عمل می کند بپردازیم.
بحث را با بیان ساختمان یک خازن دنبال میکنیم در الکترونیک یکی از پایه ای ترین قطعات خازن است. خازن در واقع به عنوان قطعه ای شناخته میشود که میتواند در خود انرژی الکتریکی را ذخیره کند در ساده ترین حالت ممکن یک خازن از دو صفحه تخت فلزی روبروی هم که با یک عایق از یکدیگر جدا شدهاند تشکیل می.شود در شکل زیر ساختار ساده ای از یک خازن نشان داده است.
حال اگر دو طرف خازن را به منبع ولتاژ وصل کنیم آنگاه تجمع بارهای مثبت و منفی را بر روی صفحات خازن خواهیم داشت. خود این تجمع بارها باعث بوجود آمدن میدان الکتریکی میشود که جهت آنها از سمت بارهای مثبت به سمت بارهای منفی خواهد بود.
در این شکل جهت میدان به سمت پایین خواهد بود. لذا چنین ساختاری باعث بوجود آمدن نوعی ظرفیت الکتریکی می شود.
این موضوع در شکل زیر بهتر بیان شده است :
هر خازن را میتوان با ظرفیت آن بیان کرد البته مشخص کردن یک خازن به پارامترهای دیگری نیز مربوط می شود که در اینجا لازم نمی دانیم تا به آنها بپردازیم رابطه ظرفیت یک خازن بصورت زیر قابل بیان است :
در این رابطه مقدار A بیان کننده مساحت دو صفحه ایست که روبروی هم قرار گرفته اند d نیز فاصله دو صفحه و K نیز ضریب دی الکتریک عایق بین دو صفحه می باشد.
ما در اینجا قصد نداریم تا به مطالب مربوط به خازن بپردازیم بلکه تنها خواستیم با بیان این مطالب دید بازتری نسبت به ساختمان یک خازن داشته باشیم تا مطالب بعدی بهتر در ذهن ما جای بگیرد.
حال به اصل موضوع می پردازیم این مطالب را بیان کردیم تا به این نکته برسیم که ظرفیت یک خازن را می توان به سه طریق تغییر داد:
در تجهیزات ابزار دقیق از هر کدام از این سه مورد در جاهای مختلف استفاده شده .است در ترانسمیترهای سطح از نوع خازنی از تغییر در دی الکتریک برای اندازه گیری سطح استفاده می.شود در اینجا که صحبت از ترانسمیتر اختلاف فشار است از حالت دوم استفاده شود یعنی تغییر در فاصله دو صفحه از یکدیگر
بنابراین اگر در یک خازن صفحات را از هم دور و یا نزدیک کنیم آنگاه ظرفیت خازن نیز تغییر میکند یعنی اگر دور کنیم ظرفیت خازن کاهش می یابد و اگر نزدیک کنیم ظرفیت خازن افزایش مییابد از این ویژگی در ترانسمیتر اختلاف فشار استفاده شده است. در ادامه با معرفی مدلی از یک ترانسمیتر نوع اختلاف فشاری به این موضوع می پردازیم.
نوع ترانسمیتر PDT ، مدل LD300CE ، نام شرکت سازنده: SMAR
این ترانسمیتر از نوع PDT بوده که براساس اختلاف فشار دو سر cell مربوطه عمل می کند. از ویژگیهای این سری ترانسمیتر این است که در سیستم های کنترلی DCS و FCS قابل استفاده میباشد.
در شکل های زیر cell مربوط به این ترانسمیتر سمت راست و تصویر سه بعدی یک cell سمت چپ نشان داده شده است. قسمتهای مختلف آن نیز ذکر گردیده است.
دیافراگم حسگر (Sensing Diaphragm) در وسط cell قرار گرفته است (1) که فلزی بوده و ویژگی اصلی این دیافراگم اینست که متحرک می باشد، این دیافراگم از طریق فشارهایی که از سمت چپ و سمت راست که بر روی دیافراگم های ایزوله کننده (Isolating Diaphragm) (2) وارد میشود تحت تاثیر قرار میگیرد و به چپ و راست حرکت می کند.
این سه صفحه یا دیافراگم فلزی (1) و (2) به گونه ای هستند که تشکیل دو خازن می دهند. خازنها یکی بین دیافراگم وسطی با صفحه فلزی سمت چپ و دیگری نیز بین همین دیافراگم و صفحه فلزی سمت راست می.باشد در شکل زیر تشیکل این دو خازن نشان داده شده است.
فشار بطور مستقیم بر روی دیافراگم های ایزوله کننده (2) وارد میشود این دیافراگم ها در برابر خوردگی مقاوم هستند ! چرا که سیال با این دو دیافراگم در ارتباط است و فشار ایجاد شده توسط سیال به این دو دیافراگم وارد می.شود. همانطور که در شکل دیده می شود دیافراگم های ایزوله کننده از طریق رابطهای سرامیکی به دو صفحه فلزی (Metalized Surface (4) در هر دو طرف دیافراگم حسگر متصل می باشند.
در بین سرامیک شیارهایی است که در آن روغن مخصوص (Filling Fluid) (3) که معمولاً روغن سیلیکون می باشد وجود دارد. که با متراکم شدن آنها روغنی که در حد فاصل بین دیافراگم وسطی و دو صفحه فلزی وجود دارد و مانند عایق دی الکتریک برای ایجاد دو خازن عمل می کند باعث دور و نزدیک شدن صفحه دیافراگم وسطی میشود به دو صفحه چپ و راست می شود.
یعنی روغن های درون شیارها وارد محفظه وسطی میشوند در شکل زیر حرکت دیافراگم وسطی به سمت چپ و راست که بر اثر اعمال فشار از طرفین نشان داده شده است (به خط چین دقت کنید.)
با جابجا شدن صفحه وسطی و دور و نزدیک شدن به دو صفحه فلزی در دو طرف ،آن ظرفیت هر یک از این دو خازن تغییر می سپس این تغییرات توسط مدارات الکتریکی و مبدلهایی که در ترانسمیتر وجود دارد در نهایت باعث ایجاد جریانی از ۴ تا ۲۰ میلی آمپر تبدیل میشود در شکل زیر اتصال cell به قسمت الکترونیکی مشخص گردیده است.
آیا این نوشته برایتان مفید بود؟
