ترانسمیتر چیست؟ (transmitter)

در حوزه تجهیزات ابزار دقیق، تبدیل یکی از پارامترهای فیزیکی نظیر فشار، دما، فلو یا جریان سیال، رطوبت، سرعت، سطح یا ارتفاع مواد داخل مخزن، وزن و غیره به سیگنالی استاندارد مانند ۴ تا ۲۰ میلی آمپر یا 0 تا 10 ولت و امکان ارسال سیگنال به صورت دو سیمه یا پاور لوپ به وسیله‌ی دستگاهی به‌نام ترانسمیتر (TRANSMITTER) صورت می‌گیرد. ترانسمیترها هم یکی از محصولات ابزار دقیق (به دلیل اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی) و هم تجهیزات صنعتی (قابلیت ارسال اطلاعات اندازه‌گیری شده) محسوب می‌شوند.

ساختار ترانسمیتر

در ابتدا لازم است تا کمی راجع به ساختار ترانسمیترها و طرز کار آن‌ها مطالبی را عنوان نماییم. تقویت‌کننده، مدار اندازه‌گیر و محاسبه‌گر و مبدل (ترنسدیوسر) از قسمت‌های اصلی ترانسمیترها می‌باشند. تبدیل کمیت فیزیکی اندازه‌گیری شده به سیگنال الکتریکی یا نیوماتیکی استاندارد و تقویت شده توسط ترانسمیترها، باعث شده بتوان سیگنال‌های خروجی از ترانسمیترها را به تجهیزات و کنترل‌کننده‌هایی در فاصله‌ای دورتر منتقل کرد. انواع سیگنال خروجی از ترانسمیترها شامل: ولتاژی، جریانی و یا انواع دیگر می باشد. این خروجی‌ها را می‌توان در نمایشگرها، سیستم‌های زیمنس plc و تمام تجهیزات کنترلی استفاده نمود.

کالیبراسیون

کالیبراسیون یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مراحل دستگاه‌های اندازه‌گیری و ابزار دقیق می‌باشد‌.

با توجه به تغییرات کمیت‌های ورودی، ترانسمیترهای الکتریکی خروجی متغیری در بازه 4 تا 20 میلی‌آمپر و ترانسمیترهای پنوماتیکی خروجی در بازه 3 تا 15 psi را نمایش می‌دهند. مثل بسیاری از تجهیزات برای کالیبره کردن ترانسمیترها، بایستی ورودی‌های معین و معلومی را مطابق دستورالعمل سازنده وارد و خروجی را طبق آن‌ها تنظیم نمود.

انواع ترانسمیتر

ترانسمیترها بسته به نوع کاربرد به انواع مختلفی تبدیل می‌شوند که به مهم‌ترین آن‌ها اشاره خواهیم کرد‌:

1. ترانسمیتر فشار
2. ترانسمیتر دما
3. ترانسمیتر فلو یا جریان سیالات
4. ترانسمیتر سطح یا ارتفاع مخازن
5. ترانسمیتر وزن
6. ترانسمیتر سرعت
7. ترانسمیتر رطوبت

از جمله نکات مهم در خصوص ترانسمیترها می‌توان به تقویت سیگنال، فیلترینگ و ایزوله بودن ورودی و خروجی در برابر نویز و نوسانات برق اشاره نمود.

کاربرد ترانسمیتر

امروزه در صنایع مختلفی همچون نفت، گاز، پتروشیمی، فولاد، سیمان، ریخته‌گری، داروسازی، مهندسی پزشکی و بطور کلی هر سیستمی که نیاز به اتوماسیون صنعتی دارد از ترانسمیتر استفاده می‌شود.

به ‌منظور استفاده از ترانسمیترها آن‌ها را در نقاط اندازه‌گیری بر روی مخازن و لوله‌ها قرار می‌دهند، بطوری که اگر ترانسمیتر استفاده شده از نوع ترانسمیتر فشاری باشد، قسمت حس‌کننده دستگاه به فشار حساس بوده و اگر ترانسمیتر استفاده شده از نوع ترانسمیتر دمایی باشد، قسمت حس‌کننده به دما حساس است. بطور نمونه اگر در یک کوره پس از اندازه‌گیری دما توسط ترموکوپل یا پی تی صد احتیاج باشد که اطلاعات دمایی را به کنترلر دما یا  اتاق کنترل ارسال کرد از ترانسمیتر دما استفاده می‌شود.
اگر در پروسه‌ای به کنترل فشار نیاز باشد، به منظور کنترل و مانیتورینگ، سیگنال‌های ارتفاع ماده درون مخزن، رطوبت و … به وسیله ترانسمیترها ارسال می‌گردد.

روش‌های نصب ترانسمیتر

با توجه به نحوه کاربرد ترانسمیترها، می‌توان آن‌ها را به صورت‌های زیر در مکان‌های مختلفی نصب نمود.

• Rail mount
• Head mount
• Field mount
• Wall mount

ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter)

ترانسمیترهای فشار یکی از پرکاربردترین انواع ترانسمیترها می‌‎باشند و از آن‌ها در کنترل و مانیتورینگ پروسه‌های صنعتی استفاده‌های زیادی فشار می‌شود، در این مورد ترانسمیترهای فشار و ifm سنسور یکی از پرکاربردترین تجهیزات و ادوات ابزار دقیق می‌باشند. وزن بالای المنت‌های اندازه‌گیری ترانسمیتر فشار باعث شده تا برای نصب آن‌ها چاره‌ای اندیشیده شود تا آن‌ها روی خط نصب نشوند، به همین علت معمولا ترانسمیترهای فشار را بصورت ریموت نصب می‌کنند.

از این ترانسمیترها علاوه بر کنترل تغییرات فشار و نمایش مقدار آن می‌توان در مانیتورینگ و کنترل فلو (ترانسمیتر اختلاف فشار) و اندازه‌گیری سطح مایعات در مخازن استفاده نمود. این ترانسمیترها بصورت قلمی با قیمتی مناسب و همچنین نمونه‌های پیشرفته موجود می‌باشند. دقت ترانسمیترهای معمولی تا نیم درصد و در ترانسمیترهای آزمایشگاهی دقیق یا پیشرفته 25 صدم درصد یا بالاتر می‌باشد.

برخی از مزایا و کاربردهای ترانسمیتر فشار در ذیل آورده شده است:

• حفاظت محیط‌زیست
• پایین آوردن هزینه‌ها
• انعطاف‌پذیری بالا
• تعیین فرسودگی ابزار
• تولید سیگنال خطر (بطور نمونه در محل‌هایی از کار که بیش از حد آلاینده جمع شده باشد).
• ایجاد امنیت برای پرسنل در مکان‌های خطرناک (عدم نیاز اندازه‌گیری و کنترل در مکان‌های خطرناک)
• در صورت گرفتگی، تراکم یا آسیب وسیله (شکستگی)، قابلیت تولید سریع سیگنال‌های مورد اعتماد از خطاهای سیستم کنترل شده را دارد.

در هنگام تهیه ترانسمیترها مواردی را می بایست مد نظر قرار داد که از مهمترین آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود :

• دقت ترانسمیتر
• نسبی یا مطلق بودن فشار
• رنج فشار یا محدوده اندازه گیری
• نوع خروجی مورد نیاز ترانسمیتر
• نوع خورندگی ماده در ارتباط با سنسور

ترانسمیتر دما (Temperature Transmitter)

یکی از پرکاربردترین وسایل اندازه‌گیری در حیطه‌های متفاوت، ترانسمیترهای دمایی هستند. درجه تاثیر پروژه و بازه دمای مورد نیاز از عوامل مهم و تاثیرگذار در انتخاب ترانسمیترهای دمایی می‌باشد. ترانسمیترهای دما بصورت‌های ساده و قابل کالیبراسیون قابل ارائه می‌باشند.

انواع سنسورهای دما مانند انواع ترموکوپل و RTD (ترمورزیستنس یا PT100) به وسیله ترانسمیترهای دمایی قابل تشخیص می‌باشند.

ترانسمیتر جریان (Flow Transmitter)

ترانسمیتر جریان به منظور اندازه‌گیری جریان مایعات و گازها، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترانسمیترها با توجه به جریان ورودی خروجی الکتریکی ایجاد می‌کنند.

این ترانسمیتر، 3 نوع اصلی اندازه‌گیری دارد:

• جرم
• حجم
• سرعت

ترانسمیتر سطح (Level Transmitter)

به منظور اندازه‌گیری سطوح از ترانسمیتر سطح استفاده می‌شود که مقادیر اندازه‌گیری شده را به PLC منتقل می‌کند. ترانسمیترهای سطحی از نظر قیمت، جز تجهیزات گران‌قیمت محسوب می‌شوند.

ترانسمیتر رطوبت (Humidity Transmitter)

اگر بخواهیم اطلاعات مربوط به رطوبت و نقطه شبنم را به منظور رکوردگیری و کنترل به اتاق کنترل و یا PLC ارسال کرد، بایستی از ترانسمیتر رطوبتی استفاده نمود. رنج خروجی این ترانسمیترها بین 0 تا 100 می‌باشد که بستگی به نیاز و مورد اندازه‌گیری دارد. بسته به احتیاج و انتخاب آنها خروجی می‌تواند بصورت میلی‌آمپر یا ولتاژ باشد. اندازه‌گیری دما یکی از الزامات، به جهت محاسبه و اندازه‌گیری رطوبت است.

در هنگام انتخاب ترانسمیترهای رطوبتی بایستی نکات زیر رعایت گردد:

• رنج اندازه گیری
• دقت ترانسمیتر رطوبت
• نوع خروجی ترانسمیتر رطوبت
• امکان ارتباط با ترانسمیتر رطوبت با کامپیوتر یا شبکه صنعتی
• نحوه نصب ابزار ترانسمیتر رطوبت
• تغذیه ابزار ترانسمیتر رطوبت