اندازه گیری سطح؛ مفهوم اختلاف فشار
ترانسمیتر فشار تفاضلی دیفرانسیل را می توان بر روی سطح، جریان، تداخل و همچنین چگالی با دو دانش اندازه گیری فشار و ریاضی محاسبه کرد. مهندسان فرآیند فشار دیفرانسیل DP را می شناسند و به آن اعتماد دارند زیرا روشی اثبات شده برای کنترل فرآیند صنعتی است. به دلیل سازگاری و تنوع محصولات تولید شده اهمیت بیشتری در صنعت پیدا کرده است. این مقاله فقط نحوه استفاده از فشار دیفرانسیل برای محاسبه اندازه گیری سطح مایع در مخازن تحت فشار را پوشش می دهد. مزایا، محدودیتها و کاربردهای صنعتی متداول سلب مالکیت نیز مورد بحث قرار میگیرد.
ترانسمیتر فشار دیفرانسیل چگونه کار می کند؟
اندازه گیری فشار دیفرانسیل قدیمی شامل یک دیافراگم دو طرفه است که از یک طرف از پایین مخزن و از طرف دیگر از بالا فشار می آورد. اندازه گیری فشار به هر طرف دیافراگم در جهات مخالف فشار وارد می کند و در نتیجه اندازه گیری اختلاف فشار بین این دو فشار دیفرانسیل است. فشار دیفرانسیل قدیمی طیف وسیعی از کاربردها را با توانایی تشخیص فشارهای دیفرانسیل در حد چند میلی بار پوشش می دهد.
اتصال به مخزن به طور سنتی به دو روش مختلف انجام می شود – خطوط پالسی (غیر پالسی) یا خطوط مویرگی. مسیر غیر ضربه ای مسیری است که به مایع یا گاز فرآیند اجازه می دهد تا در تماس مستقیم با غشای دستگاه اندازه گیری قرار گیرد و مسیر بخشی از فرآیند می شود. خطوط یا مسیرهای مویرگی با استفاده از فلنج دیافراگمی فلزی که روی مخزن نصب شده است، سنسور را از فرآیند جدا می کند. درپوش های متصل به دیافراگم متغیر و انعطاف پذیر هستند و با روغن پر شده اند. درزگیرها از فرستنده فشار در برابر عوامل مخرب فرآیند مانند دماهای بالا یا مواد خورنده محافظت می کنند.
دو روش بالا فشار را اندازه گیری می کنند. گیج فشار پایین در مخزن کل فشار ایجاد شده توسط فضای مایع و بخار بالا را نشان می دهد، در حالی که گیج فشار بالا فقط به بالا یا فشار استاتیک آن مربوط می شود. این سیستم اجازه می دهد تا فشار ثابت از اندازه گیری کلی حذف شود و فشار تولید شده توسط سیال کاهش یابد و به ما امکان می دهد فشار سطح را شناسایی و نظارت کنیم.
کاربردهای رایج برای فشار دیفرانسیل
فشار دیفرانسیل برای اندازه گیری سطح مایعات و گازهای تبدیل شده به مایع در مخازن تحت فشار استفاده می شود. مخازن تحت فشار برای تسهیل ذخیره سازی این سیالات به دلایلی از جمله ارائه خروجی ثابت، حذف کف و ایجاد مانع در برابر مواد و گازهای سوزاننده (سودآور) خاص سیال استفاده می شود. در تمام این کاربردها، یک فرستنده فشار دیفرانسیل تنها تفاوت بین فشار استاتیک و فشار کل را اندازه گیری می کند. برای محاسبه سطح، دانش ریاضی مورد نیاز است.
فرمول استاندارد فشار هیدرواستاتیک شامل سه متغیر فشار، چگالی و ارتفاع است. سنسور فشار را اندازه گیری می کند، چگالی توسط مشتری به صورت ثابت ذخیره می شود و ارتفاع سطح محصول است. چگالی عامل اصلی در محاسبه این فرمول است و باید نسبتا ثابت بماند. با چگالی و مقدار فشار معین، قطعات الکترونیکی سنسور فشار می توانند به طور دقیق و مطمئن سطح مایع را با روش اختلاف فشار محاسبه کنند.
محدودیت فشار دیفرانسیل
فشار دیفرانسیل یک روش کاملاً ثابت برای اندازه گیری سطح است، اما محدودیت هایی نیز دارد. برای کسانی که برای اولین بار از این سیستم استفاده می کنند، نصب سیستم مستلزم توقف فرآیند و تخلیه مخزن در محل اندازه گیری است. این می تواند یک فرآیند پرهزینه یا وقت گیر باشد، به خصوص اگر مخازن متعددی وجود داشته باشد که به این نوع اندازه گیری ها نیاز دارند.
علاوه بر این، مسیر غیر پالسی و مسیر مویرگی مورد استفاده در اندازه گیری فشار دیفرانسیل به تأثیرات خارجی حساس هستند. اگر خط در یک منطقه پر رفت و آمد باشد، آسیب خواهد دید و اگر خارج از یک منطقه تحت کنترل آب و هوا باشد، می تواند گرم یا سرد شود و باعث تغییر در تراکم مواد و خطاهای اندازه گیری سطح شود. خوشبختانه راه حل هایی برای این مشکلات رایج وجود دارد.
ترانسمیتر فشار دیفرانسیل چیست و کاربرد آن
به دلیل نیاز به انجام بهتر و کارآمدتر کارها، فشار دیفرانسیل الکترونیکی با استفاده از ترکیبی نوآورانه از نرم افزار و سخت افزار طراحی شد. فرستنده فشار دیفرانسیل دستگاهی است که می تواند فشار را در دو نقطه مختلف اندازه گیری کند و اختلاف فشار بین این دو را به سیگنال الکتریکی تبدیل کند تا سیستم کنترل بتواند مقدار فشار را تشخیص دهد. ترانسمیتر فشار دیفرانسیل به دلیل دقت و قابلیت تنظیم بالا برای اندازه گیری فشار در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، شیمیایی و صنایع غذایی استفاده می شود. از طرفی برای کنترل فرآیندها و اندازه گیری فشار در خطوط لوله، برج های تقطیر، سیستم های تهویه مطبوع و ژنراتورهای هوا و سیستم های تزریق آب در چاه های نفت استفاده می شود.
یک فرستنده فشار دیفرانسیل معمولا دارای دو ورودی فشار است که به دو قسمت مختلف سیستم متصل می شود. هر ورودی فشار به یک پورت تجهیزات متصل می شود و معمولاً با استفاده از لوله های کاری مخصوص به پورت ها متصل می شود.
در این نوع فرستنده سنسور فشار مستقیماً به فرستنده متصل می شود و سیگنال الکتریکی تولید شده توسط سنسور از طریق مدار تقویت کننده به سیگنال استاندارد از 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل می شود. سیگنال خروجی این فرستنده می تواند به منظور نمایش فشار به یک سیستم کنترل یا نمایشگر متصل شود.
اصل و کنترل فشار دیفرانسیل الکترونیکی مانند یک مبدل واحد عمل می کند و از دو خروجی فشار متفاوت برای تعیین فشار دیفرانسیل استفاده می کند.
نتیجه گیری
روش استفاده از فشار دیفرانسیل مدتهاست که توجه را به خود جلب کرده است. این فناوری عملکردهای زیادی دارد که یکی از آنها اندازه گیری فشار برای تعیین سطح آب در مخازن است. به همین دلیل است که یک روش قابل اعتماد برای اندازه گیری سطح در مخازن تحت فشار پیشنهاد شده است.
تابان کنترل دقیق بهترین در ابزار دقیق و کالیبراسیون
