مبدل های حرارتی یکی از مهم ترین وسایل در سیستم های اندازه گیری و کنترل صنعتی هستند. این مقاله نحوه عملکرد سوئیچ های دما، انواع، کاربردها و مزایا را بررسی می کند. همچنین نکاتی برای انتخاب و نگهداری این دستگاه وجود دارد.

معرفی فرستنده دما

فرستنده دما دستگاهی است که تغییر دمای اندازه گیری شده توسط سنسورها (معمولاً سنسورهای دما) را به یک سیگنال استاندارد قابل پردازش تبدیل می کند. این سیگنال را می توان به کنترل کننده ها، کامپیوترها و سیستم های مانیتورینگ ارسال کرد. مبدل های حرارتی به طور گسترده در صنایعی مانند نفت و گاز، مواد شیمیایی، مواد غذایی و آشامیدنی و نیروگاه ها استفاده می شود.

اصل کارکرد فرستنده دما

فرستنده های دما معمولاً با سنسورهای دما مانند ترموکوپل و RTD کار می کنند. سیگنال خام تولید شده توسط سنسور معمولا ضعیف و حساس به نویز محیطی است. بنابراین فرستنده دما این سیگنال را تقویت کرده و به سیگنال معمولی تبدیل می کند.

در فرستنده های دما، خروجی سیگنال استاندارد معمولاً 4-20 میلی آمپر (mA) یا 0-10 ولت (V) است. سیگنال 4-20 میلی آمپر یکی از پرکاربردترین انواع سیگنال در صنایع مختلف است زیرا در برابر نویز مصون بوده و قابلیت اطمینان بالایی در فواصل طولانی دارد.

انواع ترانسمیترهای دما

فرستنده های دما را می توان به دسته های مختلفی تقسیم کرد که شامل موارد زیر می شود:

1. فرستنده های دمای آنالوگ: این نوع سیگنال های دمای آنالوگ پیوسته را ارسال می کنند. سیگنال خروجی آنها می تواند 4-20 میلی آمپر، 0-5 ولت یا 0-10 ولت باشد. این فرستنده ها اغلب در سیستم های ساده و ارزان استفاده می شوند.
https://tejaratonline.ir/fa/news/239126/%D8%A7%D8%A8%D8%B2%D8%A7%D8%B1-%D8%AF%D9%82%DB%8C%D9%82-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA

2. فرستنده دما دیجیتال: این نوع فرستنده سیگنال دما را به صورت دیجیتال ارسال می کند. داده های دما معمولاً به عنوان پروتکل های ارتباطی استاندارد مانند HART، Profibus یا Modbus منتقل می شوند. فرستنده های دیجیتال به طور کلی دقیق تر هستند و می توانند به راحتی در سیستم های کنترل صنعتی ادغام شوند.

3. فرستنده های هوشمند: این نوع فرستنده ها قابلیت پردازش و تصحیح داده ها را دارند و می توانند اطلاعات دما را به همراه وضعیت سنسور یا خطاهای احتمالی در سیستم کنترل گزارش دهند. علاوه بر این، فرستنده های هوشمند می توانند به صورت بی سیم ارتباط برقرار کنند و برای اندازه گیری دما در مکان های دور و صعب العبور مناسب هستند.

سنسورهای مورد استفاده در ترانسمیترهای دما

فرستنده های دما از سنسورهای مختلفی برای اندازه گیری دما استفاده می کنند که مهمترین آنها عبارتند از:

1. ترموکوپل ها: ترموکوپل ها بر اساس تغییرات ولتاژ در محل اتصال دو فلز غیرمشابه در دماهای مختلف کار می کنند. این سنسورها محدوده دمایی وسیعی دارند و برای دماهای بسیار بالا مناسب هستند. از معایب ترموکوپل ها می توان به دقت کمتر و نیاز به کالیبراسیون دقیق اشاره کرد. از این محصول در ساخت محصولات سینوپ استفاده می شود.

2. سنسورهای حرارتی مقاومتی (RTD): RTD ها با تغییر مقاومت در برابر دما کار می کنند. این سنسورها دقت بالاتری دارند و معمولا برای اندازه گیری دمای پایین تا متوسط ​​استفاده می شوند. PT100 و PT1000 دو نوع رایج RTD هستند که به دلیل مقاومت 100 یا 1000 اهم در صفر درجه سانتیگراد نامگذاری شده اند.

3. ترمیستورها: ترمیستورها از مواد نیمه رسانا ساخته می شوند و مقاومت آنها برعکس دما تغییر می کند. آنها برای کاربردهایی که نیاز به دقت و حساسیت بالایی دارند، مانند تجهیزات پزشکی و سیستم های تهویه مناسب هستند.

مزایای استفاده از ترانسمیترهای دما

ترانسمیترهای دما نسبت به سنسورهای دمای مایع مزایای زیادی دارند که به برخی از آنها اشاره می کنیم:

1. کاهش نویز و بهبود دقت: فرستنده سیگنال های ضعیف سنسورها را به سیگنال های قوی تر تبدیل می کند و تاثیر نویز در طول خطوط برق را کاهش می دهد.

2. سیگنال ها را می توان در فواصل طولانی منتقل کرد: سیگنال های استاندارد 4-20 میلی آمپر و سیگنال های دیجیتال را می توان در فواصل طولانی بدون کاهش کیفیت سیگنال منتقل کرد.

3. سهولت در اتصال سیستم های کنترلی: با استفاده از فرستنده های دما، انتقال سیگنال دما به سیستم های کنترل صنعتی مانند سیستم های PLC و SCADA آسان است.

4. قابلیت کالیبره و تنظیم دقیق: فرستنده ها معمولاً قابلیت کالیبره شدن و تنظیم دقیق را دارند که آنها را دقیق تر و بهتر از سنسورهای ساده می کند.

5. بهبود ایمنی و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری: با استفاده از فرستنده ها، وضعیت سنسور را می توان فورا گزارش داد، در تشخیص عیوب و افزایش عمر تجهیزات موثر است.

نکات مهم در انتخاب فرستنده دما

هنگام انتخاب فرستنده دما به نکات زیر توجه کنید:

1. محدوده دما: دمای محیط و دمایی که باید اندازه گیری شود بر انتخاب نوع فرستنده تأثیر می گذارد. اگر دما خیلی بالا باشد، ترموکوپل ها می توانند انتخاب خوبی باشند، اما برای دماهای پایین تا بالا، RTD ها مناسب تر هستند.

2. دقت و پایداری: برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالایی دارند، RTD ها و فرستنده های دیجیتال معمولاً انتخاب های بهتری هستند. همچنین باید به پایداری طولانی مدت فرستنده توجه شود.

3. پروتکل ارتباطی: هنگامی که فرستنده به سیستم کنترل متصل می شود، برای تولید محصولات تاسوکی باید نوع خاصی از پروتکل ارتباطی (مانند HART یا Modbus) با سیستم سازگار باشد.

4-مقاومت محیطی: فرستنده های مورد استفاده در محیط های خشن و مرطوب باید در برابر آسیب های محیطی بسیار محافظت شوند (مثلا IP65 یا IP67).

5. قابلیت تنظیم و کالیبراسیون: برخی از فرستنده ها دارای قابلیت تنظیم و کالیبراسیون هستند که می تواند در کاربردهای حساس مفید باشد.

نگهداری و طبقه بندی مبدل های حرارتی

برای اطمینان از عملکرد مناسب و طولانی مدت، فرستنده های دما نیاز به تعمیر و نگهداری منظم و تنظیمات دوره ای دارند.

1. کالیبراسیون منظم: فرستنده های دما باید به طور دوره ای کالیبره شوند تا از صحت اندازه گیری آنها اطمینان حاصل شود. کالیبراسیون در فواصل زمانی مشخص یا پس از تغییرات شدید محیطی انجام می شود.

2. کنترل اتصالات الکتریکی: اتصالات الکتریکی باید به طور مرتب بررسی شده و از محکم بودن آنها اطمینان حاصل شود. اتصالات شل می تواند باعث ایجاد نویز و خطاهای سیگنال شود.

3. تمیز کردن سنسورها: اگر سنسورها آلوده یا کثیف باشند، دقت اندازه گیری کاهش می یابد. بنابراین، تمیز کردن منظم سنسورها و محافظ‌های آنها بسیار مهم است.

4. بررسی عملکرد فرستنده: اگر نوسان سیگنال خروجی غیرعادی است یا خطاها به طور مکرر مشاهده می شود، عملکرد فرستنده باید به دقت بررسی شود و در صورت لزوم تعمیر یا تعویض شود.

کاربرد سنسورهای دما

ترانسمیترهای دما در انواع کاربردهای صنعتی و تجاری استفاده می شوند. برخی از کاربردهای رایج تر عبارتند از:

1. صنعت نفت و گاز: در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی از ترانسمیترهای دما برای نظارت بر دمای بالا در تجهیزات و فرآیندهای مختلف استفاده می شود.

2. صنایع غذایی و آشامیدنی: مبدل های حرارتی در سیستم های تولید مواد غذایی و نوشیدنی برای کنترل دمای فرآیند پخت و پز و بسته بندی استفاده می شوند.

3. صنعت داروسازی. در صنعت داروسازی کنترل دما بسیار مهم است. سنسورهای دما برای نظارت بر دما در مخازن، اتوکلاوها و اتاق های تمیز استفاده می شود.

4. سیستم های HVAC: در سیستم های تهویه مطبوع و کنترل آب و هوا، از فرستنده های دما برای کنترل دمای اتاق و عملکرد بهینه سیستم ها استفاده می شود.
https://tejaratonline.ir/fa/news/239120/%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B3%D9%85%DB%8C%D8%AA%D8%B1-%D8%AF%D9%85%D8%A7-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA

نتایج

ترانسمیترهای دما ابزار مهمی در صنایع مختلف برای اندازه گیری و کنترل دقیق دما هستند. انتخاب صحیح، تعمیر و نگهداری منظم و کالیبراسیون دوره ای می تواند باعث افزایش بهره وری، بهبود ایمنی و کاهش هزینه های نگهداری شود.