معرفی
روش اندازه‌گیری فشار تفاضلی در فرآیندهای صنعتی متنوع است و چندین بخش مانند صنعت فولاد، متالورژی، خودرو، هواشناسی، هوانوردی و غیره را پوشش می‌دهد.
قابلیت اطمینان این اندازه‌گیری‌ها به مسائل تجارت، کیفیت، بهداشت و ایمنی مربوط می‌شود. بنابراین، یک اندازه‌گیری فشار تفاضلی اشتباه می‌تواند منجر به مشکلات کیفی در فرآیند صنعتی تا حوادث مرگبار شود. بنابراین، شرکت‌ها به دنبال راه‌های قدرتمند و قابل اعتماد برای نظارت بر فرآیندهای خود هستند. برای موثر بودن این نظارت، نصب چندین دستگاه و گیج فشار در کارخانه کافی نیست. لازم است از صحت مقدار اندازه‌گیری شده توسط دستگاه اطمینان حاصل شود و اینجاست که مترولوژی وارد می‌شود.
بر اساس واژگان بین‌المللی اصطلاحات اساسی و عمومی در اندازه‌شناسی (VIM)، مترولوژی «علم اندازه‌گیری» است. این علم جنبه‌هایی را پوشش می‌دهد که بر فرآیند اندازه‌گیری تاثیر می‌گذارد. اندازه‌شناسی با جهانی شدن تولید، اهمیت نسبی پیدا می‌کند، زیرا اندازه‌گیری‌ها در تمام فرآیندهای تصمیم‌گیری وجود دارد و شامل بخش‌های صنعتی، تجاری، بهداشتی و محیطی می‌شود.
کالیبره کردن گیج فشار یک فعالیت پیچیده است. زیرا الزامات متعددی که توسط استانداردهای مربوطه تحمیل شده است باید برآورده شوند. مسئولیت اجرای کالیبراسیون بر عهده آزمایشگاه‌های معتبر اینمترو یا آزمایشگاه‌هایی است که قابلیت ردیابی مطابق با استانداردهای ملی را دارند.
تعاریف
فشار: اندازه‌گیری فشار از یک مقدار مرجع گرفته می‌شود. با توجه به مرجع مورد استفاده، حالت‌های فشار اندازه‌گیری شده عبارتند از: فشار مطلق، فشار گیج (نسبی)، خلاء و فشار دیفرانسیل (فشار تفاضلی).
فشار مطلق: فشار مطلق ( pabs ) فشاری است که بالاتر از فشار "صفر مطلق" است.
فشار گیج (نسبی یا مثبت): فشار گیج یک مورد خاص از اندازه‌گیری فشار تفاضلی است. زمانی که فشار مطلق اندازه‌گیری شده بالاتر از فشار اتمسفر محلی باشد. فشار گیج اندازه‌گیری می‌کند که چقدر مقدار آن بالاتر از فشار اتمسفر محلی است.
pe = pabs - patm
خلاء (فشار منفی): خلاء یک مورد خاص از اندازه‌گیری فشار تفاضلی است که فشار مطلق اندازه‌گیری شده کمتر از فشار اتمسفر محلی باشد. خلاء اندازه‌گیری می‌کند که چقدر فشار کمتر از فشار اتمسفر محلی است.
pe = pabs - patm
فشار تفاضلی: به تفاوت فشارهای p1 و p2 "فشار دیفرانسیل" می‌گویند. در این حالت فشار، مقدار فشار مرجع، p1 یا p2، فشار اتمسفر محلی نیست.
p = p 1 - p 2
کالیبراسیون: کالیبراسیون مجموعه ای از عملیات است که (تحت شرایط خاص) ارتباط بین مقادیر مشخص شده در فرآیند اندازه‌گیری و مقادیر مربوط به مقادیر تعیین شده توسط استانداردها را برقرار می‌کند.
حداکثر خطای مجاز: بیشترین مقدار خطای اندازه‌گیری، مربوط به یک مقدار مرجع شناخته شده، که توسط مشخصات یا مقررات یک اندازه‌گیری، ابزار اندازه‌گیری یا سیستم اندازه‌گیری مجاز است.
خطای هیسترزیس: حداکثر تفاوت بین نشانه‌های افزایش و کاهش (در هر نقطه از مقیاس) در یک کالیبراسیون.
خطای تکرارپذیری: حداکثر اختلاف بین تعداد متوالی نمایش‌ها برای یک فشار مشابه، در شرایط عملیاتی یکسان، در همان جهت اعمال فشار.
خطای خطی: حداکثر اختلاف بین منحنی حاصل از میانگین نمایش‌های افزایش و کاهش در یک کالیبراسیون و خط مستقیم تئوریک دستگاه.
خطای اعتباری: خطای اعتباری یک گیج فشار از نسبت بین بزرگ‌ترین خطای اندازه‌گیری دستگاه و دامنه اندازه‌گیری که به صورت درصد بیان می‌شود، تعیین می‌گردد.
کلاس دقت: دسته‌ای از ابزارهای اندازه‌گیری یا سیستم‌های اندازه‌گیری که الزامات اندازه‌گیری تعیین شده را برآورده می‌کنند تا خطاهای اندازه‌گیری یا عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری ابزاری را در محدوده‌های مشخص، تحت شرایط عملیاتی مشخص حفظ کنند.
کالیبراسیون - نمونه ای برای گیج فشار دیجیتال
کالیبراسیون شامل مقایسه مقادیر نشان داده شده برای اندازه‌گیری فشار تفاضلی توسط گیج فشار در حال کالیبره (LI) و مقادیر نشان‌داده‌شده توسط برای اندازه‌گیری فشار تفاضلی توسط گیج فشار استاندارد (LPT) زمانی که تحت فشار یکسان قرار می‌گیرند، (نقاط کالیبراسیون) می‌باشد. در کالیبراسیون مورد نظر، از روش مقایسه غیرمستقیم استفاده شده است. فشار توسط یک پمپ فشار هیدرولیک تولید شد و مقادیر نشان داده شده از اندازه‌گیری فشار تفاضلی توسط گیج فشار با مقادیر نشان داده شده توسط گیج فشار استاندارد مقایسه شد.
داده‌های گیج فشار دیجیتال کالیبره شده:
مقیاس: ۰ تا ۱۰ بار
وضوح: ۰.۰۱ بار
کلاس دقت: A
حداکثر خطای مجاز: ۱.۰±٪ مقدار مقیاس کامل
داده‌های گیج فشار دیجیتال استاندارد:
مقیاس: ۰ تا ۳۵ بار
وضوح: ۰.۰۰۱ بار
کلاس دقت: 5A
نکته: رابطه بین دقت استاندارد و ابزار کالیبره شده باید مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. طبق NBR 14105-2، برای کالیبره کردن گیج فشارهای دیجیتال، استاندارد باید حداقل چهار برابر بهتر از گیج فشار کالیبره شده باشد.
نقاط کالیبراسیون:
طبق استاندارد NBR 14105-2 ، یک گیج فشار با کلاس دقت "A" باید حداقل در ۵ نقطه کالیبره شود. هنگامی‌که نقطه صفر وجود دارد، باید آن‌را نیز بررسی کنید.
مقادیر یافت شده در حین کالیبراسیون:
نتایج به دست آمده در کالیبراسیون
ویژگی‌های مترولوژی ارائه شده: (بار)
ویژگی‌های اندازه شناسی ارائه شده در رابطه با محدوده ابزار: (٪)
هنگام تجزیه و تحلیل نتایج یافت شده در کالیبراسیون، به نظر می‌رسد که گیج فشار در اندازه‌گیری فشار تفاضلی، حداکثر خطای نمایش (خطای اعتباری) را بالاتر از حد مشخص شده برای کلاس دقت آن نشان می‌دهد. باید یا جایگزین شود یا برای تنظیم به خدمات فنی ارسال شود.
نتیجه
در مثال بالا، مشخص شد که انحراف اندازه‌گیری فشار تفاضلی گیج فشار حدود ۳۰٪ بیشتر از مجاز برای کلاس دقت آن است. اثر این انحراف می‌تواند برای کیفیت فرآیندی بسیار مضر باشد که گیج فشار بر روی آن اعمال می‌شود. علاوه بر این، بسته به کاربرد، ایمنی و یکپارچگی تجهیزات و افراد درگیر در فرآیند، ممکن است به خطر بیفتد.
این نشان دهنده اهمیت مترولوژی در فرآیندهای صنعتی است و این ایده را تقویت می‌کند که که نصب یک سیستم نظارت کافی نیست. لازم است که نتایج ارائه شده توسط سیستم قابل اعتماد باشند.
امتیاز بدهید :
موضوع : | بازدید : 2
برچسب ها : اندازه‌گیری فشار تفاضلی, فشار تفاضلی, گیج فشار, کالیبراسیون, فشار, مترولوژی,
وقتی به دنبال ابزار اندازه‌گیری فشار بگردیم، متوجه می‌شویم که گزینه‌های مختلفی وجود دارد که می‌توان انتخاب کرد. در نگاه اول، سنسور فشار؛ سوییچ فشار و ترانسدیوسر فشار می‌توانند مشابه به نظر برسند، با این حال، آن‌ها دارای روش‌های استفاده و اصول طراحی بسیار متفاوتی هستند.
سنسورهای فشار
سنسور فشار، فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. هر دو ترانسدیوسر فشار و سوییچ فشار را می‌توان سنسور فشار نامید. یک سنسور فشار، فشار را تشخیص می‌دهد و آن‌را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند که مقدار آن با فشار اعمال شده متفاوت است. ترانسدیوسر فشار شامل یک عنصر حساس به فشار است که می‌تواند فشار اعمال شده را اندازه‌گیری، تشخیص یا نظارت کند و از اجزای الکترونیکی برای تبدیل اطلاعات به یک سیگنال خروجی الکتریکی تشکیل شده است.
همان‌طور که می‌دانیم فشار مقدار نیرویی است که به یک منطقه وارد می‌شود. در سنسور فشار از فناوری پیزومقاومتی استفاده می‌شود که در آن یک عنصر پیزورزیستیو مقاومت الکتریکی خود را در پاسخ به فشار تغییر می‌دهد.
کاربردهای سنسور فشار
کاربردهای صنعتی برای کنترل فرآیندها و حفظ کیفیت به شدت به سنسورهای فشار متکی هستند. بازارهای صنعتی طیف وسیعی از کاربردها را شامل می‌شود که خلاء و فشار بسیار کم تا فشار بالا را شامل می‌شود.
موارد زیر نمونه‌ای از کاربردهایی را نشان می‌دهد که در حال حاضر در آن سنسورهای فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- صرفه‌جویی در انرژی: برای دستیابی به صرفه‌جویی بیشتر در انرژی، اندازه‌گیری‌های دقیق سنسور فشار در ایستگاه‌های هواشناسی قابل حمل و ثابت، دستگاه‌های تست آلایندگی کامیون‌های دیزلی، سیستم‌های انرژی بادی و غیره مورد نیاز است.
- برنامه‌های خودروسازی: ایمنی سرنشینان به شدت به ترمزهای هیدرولیک در خودروها بستگی دارد. برای کنترل یک وسیله نقلیه با ترمز، ترکیب پیچیده‌ای از عناصر مانند سنسورهای فشار لازم است. فشار را می‌توان در محفظه‌های سیستم ترمز کنترل کرد تا در صورت کم شدن بیش از حد برای عملکرد صحیح به راننده و سیستم مدیریت موتور هشدار دهد.
- کاربردهای پزشکی: داروها اغلب به شکل مایع تحویل داده می‌شوند. پمپ‌های انفوزیون معمولا این مایعات را به صورت داخل وریدی، زیر جلدی یا مستقیما وارد سیاهرگ‌ها می‌کنند. حسگرها، از جمله گیج‌ها و سنسورهای فشار تفاضلی، توسط پمپ‌ها استفاده می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که مقدار صحیح سیال با سرعت مناسب مصرف می‌شود.
تفاوت بین ترانسدیوسر فشار و سوییچ فشار
یک ترانسدیوسر فشار که اغلب به عنوان ترانسمیتر فشار نامیده می‌شود، فشار را به سیگنال الکتریکی آنالوگ تبدیل می‌کند. برخلاف ترانسدیوسر، یک سوییچ فشار فقط در یک فشار تنظیم شده خاص فعال می‌شود. بسته به فشار تنظیم شده، یک مدار می‌تواند فعال یا غیرفعال شود.
رایج‌ترین تصور غلط در مورد ترانسدیوسرهای فشار و سوییچ فشار این است که آن‌ها یکسان هستند، اما اهداف بسیار متفاوتی دارند. با وجود این واقعیت که هر دو نوع فشار را اندازه‌گیری می‌کنند، ترانسدیوسرهای فشار، فشار خروجی پیوسته‌ای دارند که به طور معمول به یک کنترلر متصل است که فشار را نظارت می‌کند و به آن واکنش نشان می‌دهد. در مقابل، سوییچ فشار دستگاه ساده‌تری است و خروجی پیوسته‌ای ارائه نمی‌دهد. درست مانند کلید چراغ که عملکرد روشن/خاموش دارد. سوییچ‌های فشار برای باز یا بسته کردن یک مدار در هنگام افزایش یا کاهش فشار در یک سیستم طراحی شده‌اند.
چه نوع سنسوری نیاز دارم؟
ترانسدیوسرها و سوییچ‌ها در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند. استفاده از سوییچ‌ها در وسایل نقلیه به عنوان راهی برای نشان دادن فشار کم روغن موتور و همچنین در کمپرسورهای گاز با ویژگی خاموش شدن خودکار رایج است. یک ترانسدیوسر قادر به ارائه اطلاعات بسیار بیشتر از تنها تایید رسیدن به یک مقدار است. ترانسدیوسر در حوزه‌های حساس و کاربردهای صنعتی که به دقت بالا، بازخورد و کنترل، شرایط هشدار و اطلاعات ترند برای یک سیستم کنترل نیاز دارند، مفید است.
با وجود این‌که به نظر می‌رسد سوییچ و سنسور فشار در نگاه اول همان هدف را دنبال می‌کنند، روش‌های دستیابی به آن کاملا متفاوت است. در عین حال، ترانسدیوسرهای فشار برای اهداف پیچیده‌تری مانند نظارت، تجزیه و تحلیل پیش‌بینی، یا کنترل فرآیند استفاده می‌شوند.
امتیاز بدهید :
موضوع : | بازدید : 28
برچسب ها : سنسور فشار , ترانسدیوسر فشار , سوییچ فشار , سنسورهای فشار , ترانسدیوسر , سوییچ,
.: Weblog Themes By :.