दबाव ट्रांसमीटर क्या है? कार्य सिद्धांत, प्रकार और ख़रीदारी गाइड - ब्लॉग

प्रेशर ट्रांसमीटर उन हिस्सों में से एक है जिसके बारे में कोई तब तक नहीं सोचता जब तक कि यह सबसे खराब समय में विफल न हो जाए। यह एक पाइप फिटिंग पर चुपचाप बैठता है, एक नंबर को नियंत्रण कक्ष में फीड करता है, और वर्षों तक अपना काम करता रहता है, जब तक कि खराब अंशांकन या खराब डायाफ्राम प्रक्रिया को अनियोजित शटडाउन में नहीं डाल देता। यदि आप एक नए निर्माण के लिए एक निर्दिष्ट कर रहे हैं, एक असफल इकाई को बदल रहे हैं, या बस यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि आपको जो उद्धरण प्राप्त हुए हैं वे एक ही डिवाइस की तरह दिखने वाले $80 से $600 तक क्यों हैं, तो यह मार्गदर्शिका उन प्रश्नों का उत्तर देने के लिए है जो वास्तव में उस प्रक्रिया के दौरान सामने आते हैं।

दबाव ट्रांसमीटर वास्तव में क्या है?

A दबाव ट्रांसमीटरकिसी तरल, गैस या भाप के दबाव को मापता है और उस रीडिंग को एक मानकीकृत विद्युत सिग्नल - आमतौर पर 4 - 20mA, 0-10V, या HART या Modbus जैसे डिजिटल प्रोटोकॉल में बदल देता है - जिसे एक PLC, DCS, या SCADA सिस्टम सीधे पढ़ सकता है। सिग्नल वह है जो इसे केवल एक सेंसर के बजाय एक "ट्रांसमीटर" बनाता है: इसे बिना खराब हुए केबल के नीचे, कभी-कभी सैकड़ों मीटर तक यात्रा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

दबाव ट्रांसमीटर बनाम ट्रांसड्यूसर बनाम गेज

लोग इन तीन शब्दों का प्रयोग शिथिल रूप से करते हैं, और आरएफक्यू पर जो वास्तविक भ्रम पैदा कर सकता है।

निपीडमान: पूरी तरह से यांत्रिक, केवल स्थानीय डायल रीडिंग, कोई विद्युत संकेत नहीं।
प्रेशर ट्रांसड्यूसर: दबाव को विद्युत मान में परिवर्तित करता है, लेकिन आम तौर पर एक कच्चा, निम्न स्तर का सिग्नल (मिलीवोल्ट) जिसे अभी भी बाहरी प्रवर्धन की आवश्यकता होती है।
दबाव ट्रांसमीटर: इसमें एम्प्लीफिकेशन और सिग्नल कंडीशनिंग अंतर्निहित है, इसलिए यह एक साफ़, तैयार {{0}से {{1}उपयोग सिग्नल - आउटपुट देता है, ग्राहक की ओर से किसी अतिरिक्त हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं होती है।

यदि आपके नियंत्रण सिस्टम को लॉग इन करने या रीडिंग पर प्रतिक्रिया करने की आवश्यकता है, तो आपको एक ट्रांसमीटर चाहिए। यदि किसी को पैनल पर किसी नंबर पर नज़र डालने की ज़रूरत है, तो गेज सस्ता और सरल है।

Coplanar Pressure Transmitter

एक दबाव ट्रांसमीटर वास्तव में कैसे काम करता है

ब्रांडिंग और डेटाशीट शब्दजाल को हटा दें, और प्रत्येक दबाव ट्रांसमीटर वही तीन चीजें कर रहा है: एक छोटे भौतिक विरूपण को महसूस करना, उस विरूपण को विद्युत मूल्य में परिवर्तित करना, और उस मूल्य को एक प्रयोग करने योग्य सिग्नल में साफ़ करना।

संवेदन अवस्था

प्रक्रिया का दबाव डायाफ्राम पर दबाव डालता है, आमतौर पर एक तेल से भरे आइसोलेटर के माध्यम से जो वास्तविक प्रक्रिया द्रव को इलेक्ट्रॉनिक्स को छूने से रोकता है। वह डायाफ्राम अक्सर मिलीमीटर के एक अंश से - झुकता है - और संवेदन तत्व सेंसर तकनीक के आधार पर प्रतिरोध, धारिता, या गुंजयमान आवृत्ति में परिवर्तन के रूप में उस लचीलेपन को पकड़ लेता है।

कंडीशनिंग चरण

सेंसर से निकलने वाला कच्चा आउटपुट कमजोर, गैर-रैखिक और अपने आप में तापमान में उतार-चढ़ाव के प्रति संवेदनशील है। आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक्स इसे बढ़ाते हैं, तापमान बहाव के लिए सही करते हैं, वक्र को रैखिक बनाते हैं, और एक मानकीकृत सिग्नल को बाहर निकालते हैं। यह वह जगह भी है जहां $90 ट्रांसमीटर और $400 ट्रांसमीटर के बीच कीमत का अधिकांश अंतर वास्तव में सेंसर में नहीं, बल्कि इसमें रहता है कि इलेक्ट्रॉनिक्स तापमान और लंबी अवधि के बहाव के लिए कितनी अच्छी तरह क्षतिपूर्ति करता है।

4-20mA डिफ़ॉल्ट क्यों बन गया?

एक ट्रांसमीटर 0 बार पढ़ने पर 4mA आउटपुट देता है, 0mA नहीं। यह जानबूझकर किया गया है। यदि लूप करंट शून्य पर गिर जाता है, तो नियंत्रण प्रणाली को तुरंत पता चल जाता है कि तार टूट गया है या ट्रांसमीटर बंद हो गया है, बजाय इसे वास्तविक शून्य दबाव की स्थिति समझने के। यह एक छोटा डिज़ाइन विकल्प है, लेकिन यही कारण है कि नए डिजिटल विकल्प उपलब्ध होने के बावजूद 4-20mA दशकों से औद्योगिक सेटिंग्स में अटका हुआ है।

एक त्वरित उदाहरण

एक पंप डिस्चार्ज लाइन पर 0{6}}16 बार रेटेड ट्रांसमीटर लें। आराम करने पर, दबाव 0 बार पर रहता है और लूप 4mA पढ़ता है। एक बार जब पंप चालू हो जाता है और लाइन का दबाव रेटेड स्पैन - के आधे बार 8 बार - तक चढ़ जाता है, तो सिग्नल आनुपातिक रूप से 12mA तक बढ़ जाता है। ट्रांसमीटर के 16 बार के पूर्ण पैमाने के दबाव पर, लूप 20mA तक पहुंच जाता है। पीएलसी उस करंट को वापस बार या पीएसआई में परिवर्तित कर देता है और जैसे ही यह एक निर्धारित सीमा को पार करता है, अलार्म चालू कर सकता है।

मुख्य सेंसिंग तकनीकें

पीज़ोरेसिस्टिव (स्ट्रेन गेज)

उद्योग का कार्यकर्ता. व्हीटस्टोन ब्रिज लेआउट में स्ट्रेन गेज को सिलिकॉन या धातु डायाफ्राम पर बांधा या फैलाया जाता है। डायाफ्राम को मोड़ने से गेज का प्रतिरोध बदल जाता है और पुल असंतुलित हो जाता है, जिससे दबाव के समानुपाती वोल्टेज उत्पन्न होता है। यह सस्ता है, यांत्रिक रूप से मजबूत है, और कुछ मिलीबार से लेकर हजारों बार तक की एक विशाल रेंज - को कवर करता है -, यही कारण है कि यह अधिकांश सामान्य औद्योगिक अनुप्रयोगों में दिखाई देता है।

संधारित्र

यहां डायाफ्राम एक संधारित्र की एक प्लेट बनाता है, दबाव के साथ अंतर को एक निश्चित संदर्भ प्लेट में बदल देता है। कैपेसिटिव सेंसर समय के साथ अपने अंशांकन को अच्छी तरह से बनाए रखने के लिए जाने जाते हैं, इसलिए वे उन अनुप्रयोगों में दिखाई देते हैं जहां बहाव को ठीक करना महंगा होता है - अंतर दबाव प्रवाह माप और टैंक स्तर दो सबसे आम हैं।

गुंजयमान सिलिकॉन

एक सूक्ष्म - मशीनीकृत सिलिकॉन तत्व एक निर्धारित आवृत्ति पर कंपन करता है, और लागू दबाव उस आवृत्ति को इस तरह से बदल देता है जिसे बहुत उच्च परिशुद्धता के साथ मापा जा सकता है। इन ट्रांसमीटरों की लागत अधिक होती है, लेकिन वे तब विकल्प होते हैं जब एप्लिकेशन वास्तव में बहाव - कस्टडी ट्रांसफर मीटरिंग को बर्दाश्त नहीं कर सकता है, उदाहरण के लिए, जहां एक छोटी माप त्रुटि सीधे पैसे में तब्दील हो जाती है।

पीजोइलेक्ट्रिक (केवल गतिशील दबाव)

पीज़ोइलेक्ट्रिक तत्व तनाव के तहत एक चार्ज उत्पन्न करते हैं, लेकिन वह चार्ज समय के साथ समाप्त हो जाता है, इसलिए वे एक स्थिर स्थैतिक रीडिंग नहीं रख सकते हैं। उनका उपयोग रोजमर्रा की प्रक्रिया की निगरानी के लिए नहीं किया जाता है - वे दहन स्पाइक्स या हाइड्रोलिक शॉक जैसी तेज दबाव वाली घटनाओं को पकड़ने के लिए बनाए गए हैं, जहां प्रतिक्रिया की गति स्थैतिक सटीकता से अधिक मायने रखती है।

जानने लायक एक फ़ील्ड उदाहरण

सीआईपी (साफ़-स्थान में-स्थान) लूप चलाने वाली एक पैकेजिंग लाइन में रुक-रुक कर दबाव अलार्म का अनुभव हो रहा था जो ट्रांसमीटर के बगल में यांत्रिक गेज पर ऑपरेटरों को जो दिख रहा था उससे मेल नहीं खाता था। ट्रांसमीटर ने स्वयं बेंच पर ठीक परीक्षण किया। वास्तविक कारण सेंसर को आपूर्ति करने वाली आवेग लाइन में फंसी हुई हवा थी - एक सामान्य, उबाऊ समस्या जो गलती से अक्सर दोषपूर्ण उपकरण समझ ली जाती है। एक बार जब लाइन ब्लीड हो गई और फिर से भर दी गई, तो रीडिंग का मिलान हो गया और अलार्म बंद हो गए। यह एक अनुस्मारक है कि एक ट्रांसमीटर उतना ही सटीक होता है जितना इसकी स्थापना; सेंसर शायद ही कभी उस दोष का हकदार होता है जो उसे मिलता है।

विशिष्टताएँ जो उद्धरणों की तुलना करते समय वास्तव में मायने रखती हैं

दो ट्रांसमीटर कागज पर लगभग समान दिख सकते हैं और एक बार स्थापित होने के बाद भी बहुत अलग-अलग प्रदर्शन करते हैं। खरीद आदेश पर हस्ताक्षर करने से पहले, जांच लें:

शुद्धता- पूर्ण पैमाने के प्रतिशत के रूप में दिया गया है (±0.1% एफएस, ±0.25% एफएस, आदि)। प्रक्रिया की आवश्यकता से अधिक सटीकता खरीदने से बिना किसी लाभ के केवल लागत बढ़ जाती है।
रेंज और अधिक दबाव रेटिंग- आपका कामकाजी दबाव रेटेड अवधि के भीतर आराम से रहना चाहिए, जिसमें कभी-कभार होने वाले उछाल से बचने के लिए पर्याप्त मार्जिन हो।
उत्पादन में संकेत- 4-20mA डिफ़ॉल्ट रहता है; यदि आपको अंतर्निहित डायग्नोस्टिक्स की आवश्यकता है तो HART, Modbus RTU, या PROfibus PA अतिरिक्त लागत के लायक हैं।
गीली सामग्री- 316एल स्टेनलेस स्टील अधिकांश सामान्य उपयोग को कवर करता है; संक्षारक या उच्च-शुद्धता वाले मीडिया के लिए हेस्टेलॉय, मोनेल या टैंटलम की आवश्यकता हो सकती है।
प्रक्रिया कनेक्शन- धागे का प्रकार और आकार मौजूदा फिटिंग से बिल्कुल मेल खाना चाहिए; यह ऑर्डर देने की सबसे आम गलती है।
प्रवेश सुरक्षा और क्षेत्र वर्गीकरण- अधिकांश औद्योगिक सेटिंग्स के लिए IP65/IP67; ATEX, IECEx, या खतरनाक क्षेत्रों के लिए आंतरिक रूप से सुरक्षित रेटिंग।

जहां खरीदार आमतौर पर फंस जाते हैं

सबसे बड़ी गलती गलत सेंसर तकनीक को चुनना नहीं है -, यह केवल कीमत के आधार पर उद्धरणों की तुलना करना है, बिना यह जांचे कि इकाइयां वास्तव में सेब हैं या नहीं {{1}सेब हैं। प्रतिस्पर्धी की कीमत के एक अंश पर उद्धृत ट्रांसमीटर में अक्सर कुछ न कुछ कमी होती है: कोई अंशांकन प्रमाणपत्र नहीं, पूरी रेंज में कोई तापमान मुआवजा नहीं, या एक गीली सामग्री जो वास्तविक प्रक्रिया द्रव के सामने टिक नहीं पाती। वह अंतर आम तौर पर सेवा के महीनों तक दिखाई नहीं देता है, जिस बिंदु पर विफलता और प्रतिस्थापन स्वैप की लागत मूल आदेश पर जो कुछ भी बचाया गया था उससे कहीं अधिक है।

यह सीधे अंशांकन प्रमाणपत्र (आईएसओ 17025 या समतुल्य ट्रैसेबिलिटी), वास्तविक तापमान मुआवजा सीमा - न केवल ऑपरेटिंग रेंज - और आपके विशिष्ट मीडिया के साथ गीली सामग्री संगतता की पुष्टि, न कि केवल सामान्य रासायनिक प्रतिरोध चार्ट के लिए पूछने लायक है।

विशिष्ट अनुप्रयोग

जल और अपशिष्ट जल उपचार - पंप नियंत्रण, हाइड्रोस्टेटिक दबाव के माध्यम से टैंक स्तर
तेल, गैस और पेट्रोकेमिकल पाइपलाइन निगरानी, वेलहेड और रिफाइनरी प्रक्रिया नियंत्रण
एचवीएसी और बिल्डिंग ऑटोमेशन - चिलर दबाव, डक्ट स्थैतिक दबाव
सीआईपी प्रणालियों और प्रक्रिया वाहिकाओं के लिए खाद्य और पेय पदार्थ - स्वच्छ ट्रांसमीटर
हाइड्रोलिक्स और न्यूमेटिक्स - मोबाइल उपकरण, परीक्षण बेंच, इंजेक्शन मोल्डिंग
बिजली उत्पादन - बॉयलर फीडवाटर और स्टीम हेडर दबाव

अपनाने लायक स्थापना आदतें

फंसी हुई हवा से तरल दबाव रीडिंग को खराब होने से बचाने के लिए चालू करने से पहले ब्लीड इम्पल्स लाइनों को ब्लीड करें
विभेदक दबाव इकाइयों पर माउंटिंग ओरिएंटेशन की दोबारा जांच करें - यह ऑफसेट को प्रभावित करता है
सील और गैसकेट सामग्री को प्रक्रिया द्रव से मिलाएं, न कि केवल शेल्फ पर पहले से मौजूद सामग्री से
रीडिंग के "बंद" दिखने की प्रतीक्षा करने के बजाय शेड्यूल पर पुन: अंशांकन करें
स्टार्टअप ट्रांजिएंट्स को कभी भी रेटेड ओवरप्रेशर सीमा से अधिक न होने दें, यहां तक कि संक्षेप में - स्पाइक से डायाफ्राम क्षति अक्सर स्थायी होती है, भले ही सामान्य ऑपरेशन सीमा के भीतर अच्छी तरह से रहता हो

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

क्या कोई दबाव ट्रांसमीटर निर्वात माप सकता है?

हां, यदि इसे एक मिश्रित श्रेणी के लिए रेट किया गया है जिसमें नकारात्मक दबाव - -1 से 5 बार जैसा कुछ शामिल है। प्रत्येक मॉडल इसका समर्थन नहीं करता है, इसलिए ऑर्डर करने से पहले डेटाशीट पर इसकी पुष्टि की जानी चाहिए।

दबाव ट्रांसमीटर को कितनी बार पुन: कैलिब्रेट किया जाना चाहिए?

अधिकांश औद्योगिक लूपों के लिए वार्षिक सामान्य आधार रेखा है, हालांकि सुरक्षा के लिहाज से महत्वपूर्ण या हिरासत में ट्रांसफर आवेदनों के लिए कम अंतराल की आवश्यकता हो सकती है। उच्च स्थिरता सेंसर प्रकार कभी-कभी उस अंतराल को बढ़ा सकते हैं, लेकिन इसे विशिष्ट प्रक्रिया और किसी भी नियामक आवश्यकताओं के विरुद्ध सत्यापित किया जाना चाहिए, ऐसा नहीं माना जाता है।

गेज, निरपेक्ष और विभेदक दबाव ट्रांसमीटरों के बीच क्या अंतर है?

गेज दबाव को वायुमंडलीय दबाव के सापेक्ष मापा जाता है और यह सामान्य उपयोग में सबसे आम प्रकार है। पूर्ण दबाव को पूर्ण निर्वात के सापेक्ष मापा जाता है। विभेदक दबाव दो अलग-अलग बिंदुओं के बीच अंतर को मापता है और प्रवाह माप और हाइड्रोस्टैटिक टैंक स्तर के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

क्या ऊंची कीमत का मतलब हमेशा बेहतर सटीकता होता है?

नहीं, कीमत प्रमाणन, निर्माण गुणवत्ता, ब्रांड और लीड टाइम के साथ-साथ सटीकता को भी दर्शाती है। मध्य कीमत वाले ट्रांसमीटर के लिए प्रीमियम ब्रांड वाले ट्रांसमीटर से बेहतर प्रदर्शन करना पूरी तरह से संभव है, वास्तविक स्थिति में {{4} विश्व स्थिरता - डेटाशीट सटीकता का आंकड़ा मूल्य टैग की तुलना में बेहतर संकेतक है।

अंतिम विचार

प्रेशर ट्रांसमीटर हार्डवेयर का एक छोटा टुकड़ा है जो काम करता है जिस पर नियंत्रण लूप या सुरक्षा इंटरलॉक चुपचाप निर्भर करता है। यह समझना कि वास्तव में इसके अंदर क्या हो रहा है - सेंसिंग तत्व, कंडीशनिंग इलेक्ट्रॉनिक्स, मानकीकृत आउटपुट - किसी डेटाशीट को आलोचनात्मक रूप से पढ़ना और खरीद ऑर्डर जारी होने से पहले बेहतर प्रश्न पूछना बहुत आसान बनाता है, बजाय केवल कीमत चुनने के। जब कोई संदेह हो, तो किसी आपूर्तिकर्ता को प्रक्रिया मीडिया, दबाव सीमा और आवश्यक प्रमाणपत्र भेजना आम तौर पर एक सेंसर अनुशंसा प्राप्त करने के लिए पर्याप्त होता है जो बिना किसी उतार-चढ़ाव के फिट बैठती है।

संदर्भ

इंटरनेशनल सोसायटी ऑफ ऑटोमेशन (आईएसए) -प्रक्रिया इंस्ट्रुमेंटेशन शब्दावली, आईएसए-51.1
राष्ट्रीय मानक एवं प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) - दबाव माप के बुनियादी सिद्धांत, nist.gov
ATEX निर्देश 2014/34/EU - संभावित विस्फोटक वातावरण में उपयोग के लिए उपकरण
आईईसी 60529 - बाड़ों द्वारा प्रदान की गई सुरक्षा की डिग्री (आईपी कोड)
आईएसओ/आईईसी 17025 - परीक्षण और अंशांकन प्रयोगशालाओं की क्षमता के लिए सामान्य आवश्यकताएँ