سابین صنعت

فلومتر مغناطیسی یا Electromagnetic Flow Measurement

فلومتر مغناطیسی با اندازه گیری تغییرات شار مغناطیسی کار می کند و در اثر سرعت سیالات موجود چه مایع چه گاز می تواند مقدار فلو یا جریان را با دقت قابل قبولی اندازه گیری نماید. در اصل با ایجاد شار مغناطیسی در سیال عبوری از فلومتر و اندازه گیری می توان یک فلومتر مغناطیسی خوب را ساخت.

ساختار فلومتر مغناطیسی Electromagnetic Flow Measurement:

فلومتر مغناطیسی از قسمت های مختلفی تشکیل شده است از جمله :

قسمت الکترونیکی یا پردازشگر

سیم پیچ های ایجاد میدان الکترومغناطیسی

الکترودها

بدنه فلومتری

این وسیله معمولا در دمای 80 درجه کار می کند و با توجه به موادی که درون فلومتر وجود دارند کاربردهای مختلفی دارند که از جنس تفلون یا هارد رابرو و . می باشند.

فلومتر مغناطیسی به صورتی کار می کند که براساس قانون القای فارادی بوده و بر اساس این قانون عمل می کند که اگر جسم هادی درون یک میدان مغناطیسی حرکت نماید ولتاژ در دو سر هادی القا می شود و این ولتاژ القایی متناسب با سرعت جسم هادی است. البته لازم به ذکر است که کاربرد این روش محدود به سیالات رسانا می باشد.

در چند دهه اخیر که از تکنولوژی ساخت فلومتر مغناطیسی گذشته است،‌ فناوری های دیگری نیز وجود دارد که مثل فلومترهای اولتراسونیک ultrasonic flow meters، فلومتر توربیتی Turbine flow meter و غیره نیز ساخته شدند.

هیچ فناوری دقتی برابر با فلومتر مغناطیسی ندارد. بدیهی است که سرعت در نقاط مختلف سطح مقطع لوله متفاوت است (پروفیل سیال)‌و سرعت واقعی در هر سطح مقطع، بیانگر مقطع سرعت در کلیه نقاط است. دلیل این که کنتورهای مغناطیسی دقت زیادی دارد این است که دبی لحظه ای اندازه گیری شده بیانگر میانگین دبی لحظه ای چندین میلیون نقطه درون استوانه کنتور است که دائما در حال اندازه گیری می باشد. در فلومترهای التراسونیک با دو سنسور، دبی اندازه گیری شده، همواره بیانگر میانگین دبی نقاط مختلف است که روی مسیر حرکت سیگنال بین دو سنسور حرکت کند و داخل کل حجم لوله را اندازه گیری نکند و در نتیجه بهترین دقت فلومترهای التراسونیک با دو سنسور، تا 3 درصد حداکثر مقدار قابل قرائت تمام مقیاسی هستند. در این شرایط دقت فلومتر مغناطیسی بهتر از 5/0 تا 2/0 درصد است.

اصول اندازه گیری فلومتر مغناطیسی

همان گونه که خاطر نشان شد نحوه عملکرد آن براساس قانون القای فارادی است. در این بخش به محاسبات مربوط به عملکرد این وسیله با استفاده از قانون القای فارادی و روابط حاصل از این قانون می پردازیم.

U=k*B*D*V

U: ولتاژ القایی متحرک

K: مقدار ثابت ضریب

B: شدت میدان مغناطیسی

V: سرعت حرکت متحرک درون میدان مغناطیسی

V=u/(k*B*D)

با توجه به ثابت بودن ضرایب K,B,D اندازه گیری ولتاژ حاصله از پراب ها، سرعت V را به دست می دهد که حاصل از ضریب این فاکتور در سطح مقطع فلومتر s میزان حجم کل عبور سیال Q به صورت لحظه ای می باشد:

Q=V*S

Q: میزان حجم انتقال داده شده

V : سرعت

S:‌ سطح مقطع کنتور

با فرض این که سرعت بر حسب متر بر ثانیه باشد و سطح مقطع برحسب متر مربع باشد، در نتیجه بر طبق رابطه بالا، یکا متر مکعب بر ثانیه می شود. حجم انتقال یا دبی بر حسب متر مکعب بر ثانیه بوده است و با توجه به این که ضرایب مختلف اعمال می شود می توان واحدهای مختلف دبی را از فلومتر دریافت نمود. در بعضی از مواد با توجه به ضرایب وزنی و حجمی توان یک فلومتر مغناطیسی را برای اندازه گیری جرم انتقالی، استفاده نمود.

http://www.sabinsanat.ir/%D9%81%D9%84%D9%88%D9%85%D8%AA%D8%B1%20%D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7%DB%8C%D8%B3%DB%8C

بررسی کاربردها و انواع شیر برقی پنوماتیک

آشنایی با تاریخچه ساخت و تولید شیر برقی پنوماتیک

شیر برقی پنوماتیک یکی از انواع شیرهای برقی است که کاربردهای خاص خود را دارد. در اوایل دهه 1900 شیرهای برقی همه کاره پایه و اساس فعالیت های صنعتی بودند و بیشتر برای کنترل مواد سیال مثل گازها و مایعات مورد استفاده قرار می گرفتند. نقش عملیاتی این شیرها بیشتر برای خاموش کردن، رها سازی،توزیع و یا مخلوط کردن سیالات بوده که همه این موارد می تواند طیف گسترده ای از نیازهای محیط هایی را که باید برای ارائه خدمات معتبر و مؤثر در نظر گرفته شوند، ایجاد کند. عموما شیرهای برقی به سلونوئیدها نیز معروفند که این اصطلاح به معنای پیچیدن فنرهایی( سیم پیچ) به اطراف یک جسم مغناطیسی و یا هسته می باشد. بطور کلی شیرهای برقی توسط سلونوئید کنترل شده و جریان آب و هوا را سوئیچ می کند. به این صورت که اگر جریانی اعمال شود دریچه مربوطه باز شده و اگر جریانی در کار نباشد، دریچه بسته می ماند.

در میان نمونه های مختلف انواع شیرها نوع خاصی از آنها به نام شیر برقی پنوماتیک است که عملکرد کلی آن این گونه است که عمل سولونوئید پنوماتیک با استفاده از پنوماتیک تنظیم می شود، یعنی با دادن نیروی الکتریکی جریان هوایی را که از یک سیستم پنوماتیکی عبور کرده را کنترل می کند. شیر برقی پنوماتیک کارایی خوب و موارد استفاده بسیاری در صنعت داشته از همین رو در ادامه مقاله به صورت مفصل تر درمورد شیر برقی پنوماتیک مطالبی را به اشتراک می گذاریم.

شیر برقی پنوماتیک چگونه کار می کند؟

همان طور که در مقدمه متن ذکر شد شیر برقی پنوماتیک با نیروی الکتریکی و همچنین با فعال سازی سیستم پنوماتیک و رها سازی هوای فشرده شده کار می کند. می توان گفت در یک نقطه خاص در یک فرایند صنعتی یا تولیدی، هوای فشرده شده آزاد می شود و باعث می شود دریچه های سیستم برقی پنوماتیک باز یا بسته شوند. روال کار این سیستم ها ترکیبی از نمونه سلونوئیدی و پنوماتیکی می باشد. در واقع شیر برقی پنوماتیک جهت تنظیم و کنترل سیستم های پنوماتیک برای هدایت یا متوقف کردن جریان هوا یا روغن فشرده شده به وسایل آنها استفاده می شوند. این شیرها می توانند دو یا چند پورت داشته باشند و عملکردهای مختلف مدار را انجام دهند. برای فعال سازی آنها می توان از روش های مختلفی از جمله محرک دستی و محرک الکترومغناطیسی استفاده کرد.

معرفی نمونه های مختلف شیر برقی پنوماتیک در صنعت

شیر برقی پنوماتیک با توجه ساختار و ویژگی های خاصی که دارند در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه های مختلف از طراحی شیر برقی پنوماتیک از این قرار است:

1. شیرهای برقی پنوماتیکی نمونه کنترلی برای تنظیم جهت: این نوع طراحی برای شیر برقی پنوماتیک به دو شکل جهت اسپولی، نشستی موجود است و برای اتصال و قطع جریان هوایی که فشرده شده مناسب می باشد. به این صورت که بعد از قرار گرفتن ورودی ها در این مدل شیرها پردازش و کنترل می شوند.

2. شیرهای برقی پنوماتیکی فشار: نمونه دیگری از شیر برقی پنوماتیک نیز هست که برای مسایل مربوط به فشار در سه دسته طراحی شده اند که عبارتند از:

- محدودیت فشار: محل قرار گیری این نوع شیر بعد از کمپرسور است و باعث می شود تا فشارهای ورودی ها را با ایجاد محدودیت هایی برای این ورودی ها تحمل کند.

- تنظیمات فشار: طراحی این مدل شیر برقی پنوماتیک به این منظور است تا نوسان ها سیستمی نادیده گرفته شده و فشار درونی آنها ثابت بماند.

- تابع های فشار: تابع های فشار برای شیر برقی پنوماتیک برای سیگنال هایی است که به فشار وابستگی دارند.

3. شیرهای برقی پنوماتیکی هیدرولیکی( شیر پروپشنال)

4. شیر برقی پنوماتیک که با دست تنظیم می شوند

5. شیر برقی پنوماتیک برای پراکندن شمعک( پیلوت گاز)

به غیر از موارد ذکر شده نمونه دیگری از شیر برقی پنوماتیک موجود است که به شیرهای یک سو کننده معروف اند. این شیرها جریان عبوری را به یک جهت خاص هدایت کرده و از سوی دیگر مانع عبور جریان می شوند.

معرفی برندهای معروف شیر برقی پنوماتیک

همان طور که گفته شد به دلیل اهمیت و امکانات شیر برقی پنوماتیک باعث شده تا در نمونه های متفاوت برای انجام کارهای خاص صنعتی طراحی و تولید شوند. مسلما هرچه تجهیزات ابتدایی برای ساخت این شیرها از کیفیت بالاتری برخوردار باشد به طول عمر محصول نهایی افزوده شده و هزینه های کمتری را برای حل مشکلات و آسیب های احتمالی آنها صرف خواهد شد و به این ترتیب برای مشتریان خرید یک محصول اورجینال و درجه یک از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر می شود. همچنین تهیه شیر برقی پنوماتیک اصلی از فروشندگان و شرکت های معتبر می تواند تا حد زیادی به کاهش سطح مصرف انرژی نیز کمک کند. کمپانی هیدورلیک گستر هوشمند یکی از بزرگ ترین کمپانی های ایرانی است که واردات انواع شیر برقی پنوماتیکی را برعهده دارد. کمپانی مذکور محصولات خود را از معتبرترین برندها از قاره اروپا تهیه می کند که در ادامه آن را برای شما آورده ایم:

1. برند festo

2. برند metalwork

3. برند Asco

4. برند Rexroth

5. برند Airtac

6. برند Norgren

بررسی مزیت ها و ویژگی های سیستم پنوماتیک

این سیستم نسبت به سایر سیستم ها دارای مزیت هایی می باشد. مثلا سیستم پنوماتیکی به دلیل سریع بودنشان، امکان توسعه و ارتقاء آنها آسان تر بوده و با قیمت کمتری تمام می شود. این مزیت باعث شده تا از این سیستم در صنایع گوناگونی مانند کارهای معدنی، ساختمانی، دندانپزشکی و غیره به کار گرفته شود. ویژگی دیگری که باعث برتری سیستم پنوماتیک شده کار با هوا است و دیگر دردسرهای کار با روغن را ندارد و این موجب شده تا برای کار در کارخانه ها و محیط های صنعتی دیگر نیازی به استفاده از خط های برگشت پذیر نباشد. به عنوان یک ویژگی بهداشتی می توانیم بگوییم کار با این سیستم ها به دلیل استفاده از جریان هوا بسیار راحت و نهایت تمیزی انجام می شود و آلودگی های کار با انواع روغن در آنها مطرح نیست.

http://www.sabinsanat.ir/Pneumatic-valve

ترانسمیتر دما

ترانسمیتر دما وسیله ای است که به یک سنسور دما وصل می شود تا سیگنال را در جای دیگری برای اهداف کنترل و کنترل انتقال دهد. به طور معمول ، سنسور دما یا سنسور نوع RTD ، Thermisor یا Thermocouple است و با یک PLC ، DCS ، درخت داده یا سخت افزار نمایشگر رابط می شود.

نقش ترانسمیتر دما جداسازی سیگنال دما ، فیلتر هرگونه صدای EMC ، تقویت و تبدیل سیگنال سنسور دما به محدوده 4-20mA یا 0-10V DC برای استفاده بیشتر است.

ترانسمیتر دما 4-20 میلی متر در تولید متداول است زیرا اکثر تجهیزات صنعتی از طریق این محدوده سیگنال ارتباط برقرار می کنند. سیگنال درجه حرارت انتقال یافته می تواند در داخل ترانسمیتر دما اندازه گیری شود تا نیازهای برنامه را تأمین کند ، به عنوان مثال. از 4mA برای نشان دادن -17.7 درجه سانتیگراد (0 درجه فارنهایت) استفاده می شود و بالاترین مقدار در دامنه (20mA) برای نشان دادن 37.7 درجه سانتیگراد (100 درجه فارنهایت) قابل استفاده است

انواع سیگنال های ورودی برای ترانسمیتر دما

RTD (دستگاه آشکارساز دما یا دستگاه دما) یکی از رایج ترین سنسورهای دما است که امروزه در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین معمولاً به عنوان PT100 از آن یاد می شود ، محبوبیت حاصل از آن به دلیل دقت و پاسخ آن در دماهای بین -300 تا + 600 درجه فارنهایت است.

سنسور RTD از یک مقاومت تشکیل شده است که مقدار را با درجه حرارت تغییر می دهد. متداول ترین RTD تا کنون PT100 385 است. این عنصر 100 اهم را 0 درجه سانتیگراد (32 درجه فارنهایت) و 138.5 اهم را 100 درجه سانتی گراد یا (212.0 F) اندازه گیری می کند.

یک سنسور ترموکوپل دارای یک جفت سیم فی متفاوت است که در یک انتها به هم وصل شده اند. محل اتصال ولتاژ سطح پایین متناسب با اختلاف دما بین انتهای باز و بسته را تولید می کند.

چرا از ترانسمیتر دما استفاده می شود؟

در بسیاری از موارد ، دمای یک فرآیند از راه دور باید کنترل شود. دستگاههای سنجش دما معمولی مانند ترموکوپل ها و RTD "سیگنالهای" بسیار کوچکی تولید می کنند. این سنسورها می توانند به ترانسمیتر دما دو سیم وصل شوند که سیگنال کوچک را تقویت و شرط بندی می کند. پس از مشروط شدن در یک سطح قابل استفاده ، این سیگنال می تواند از طریق سیم مسی معمولی منتقل شود و برای هدایت تجهیزات دیگر از قبیل کنتور ، فهرست ساز ، ضبط کننده نمودار ، رایانه یا کنترل کننده استفاده شود.

چگونه می توان از ترانسمیتر دما استفاده کرد؟

یک ترانسمیتر دما متناسب با ورودی سنسور آن جریان را از منبع تغذیه dc از راه دور می کشد. سیگنال واقعی به عنوان تغییر در منبع تغذیه منتقل می شود.

به طور خاص ، یک ترانسمیتر دما، ورودی ترموکوپل هنگام اندازه گیری کمترین دمای فرایند ، 4 میلی آمپر جریان از منبع تغذیه dc را ترسیم می کند. سپس با افزایش دما ، ترانسمیتر دمای ترموکوپل جریان نسبتاً بیشتری را جلب می کند ، تا زمانی که به 20 میلی آمپر برسد. این سیگنال 20 میلی آمپر با بالاترین درجه حرارت سنجی ترموکوپل مطابقت دارد. مدار تهویه سیگنال داخلی ترانسمیتر دما (توسط بخشی از جریان 4-20 میلی آمپر) تولید می شود که دامنه دمایی را نشان می دهد که سیگنال جریان خروجی را نشان می دهد.

از نظر جسمی فقط دو سیم مسی برای اتصال سیگنال خروجی ترانسمیتر دما در یک مدار سری با منبع تغذیه از راه دور و تجهیزات پردازش لازم است. این امر از آنجا که سیگنال و خط منبع تغذیه با هم ترکیب شده اند امکان پذیر است (یک مدار عملکرد دوگانه ای را ارائه می دهد).

فلومتر التراسونیک دستگاه مناسبی است که برای اندازه گیری جریان سیال چه مایع چه گاز در لوله های تحت فشار به کار می رود. این فلومترها در دو نوع ساخته می شوند: داپلر و ترانزیت تایم. نوع فلومتر التراسونیک ترانزیت تایم، دقت و تکرار پذیری بالاتری دارد.

فلومتر التراسونیک

فلومتر التراسونیک یکی از جدید ترین روش های اندازه گیری فلو یا دبی است.

روش استفاده از فلومتر التراسونیک فناوری جدیدی دارد که دقت بسیار بالایی داشته و همین دقت بسیار بالا منجر به استفاده از آن در صنعت measuring یا اندازه گیری دقیق فلو می شود.

حال این سوال پیش می آید که آلتراسونیک یا امواج التراسونیک چیست؟ پاسخ این سوال این است که امواج صوتی با فرکانس های بیش از سی کیلو هرتز را امواج التراسونیک می گوییم. (‌فرکانس بیش از 30 کیلو هرتز فرکانس بالای شنوایی انسان است ).

از امواج التراسونیک می توانیم به منظور اندازه گیری کمیت های زیادی استفاده کنیم. این امواج در دسته امواج مکانیکی قرار دارند و برای انتشار نیازمند محیط مادی هستند. به این معنی که در هنگام برخورد به یک مانع، قسمت کمی از آن نفوذ نموده و حجم عظیمی از امواج بازتاب داده می شوند.

فلومتر التراسونیک با استفاده از امواج صوتی کار می کنند و دبی یا فلوی سیال را اندازه گیری می نمایند و شرط اصلی عملکرد صحیح آن این است که می بایست لوله از سیال مایع یا گاز پر باشد.

در این روش اندازه گیری سنسورهای پیزو الکتریک را روی خط نصب می کنیم و این سنسورهای پیزو الکتریک سنسورهایی هستند که می توانند امواج فرکانسی و امواج شامل فرکانس را تولید کنند. امواج صوتی به وسیله این سنسورها ارسال شده اند و پس از آن دریافت می شوند و می توانیم دبی یا فلوی عبوری را حساب کنیم.

این فلومترها قطعه متحرک ندارند و به همین سبب ارزان قیمت هستند و هیچ اثری روی کمیت مورد اندازه گیری ندارند.

اصول اندازه گیری فلومتر التراسونیک

روش فلومتر التراسونیک ترانزیت تایم

در روش فلومتر التراسونیک ترانزیت تایم،‌ سیگنال های التراسونیک یا فراصوتی به صورت همزمان در جهت و در خلاف جهت جریان ارسال می گردند. سنسورهای قرار گرفته در فاصله های مشخص، می توانند زمان دقیق دریافت سیگنال ها را ثبت نمایند. اختلاف کم سرعت در دریافت سیگنال های هم جهت و مخالف جهت جریان، به صورت متناسب با سرعت متوسط سیال مایع یا گاز عمل می کنند. اگر سرعت سیال را محاسبه کنیم می توانیم شدت جریان و حجم عبوری سیال را محاسبه نماییم.

در اصل در این روش مشابه یک قایق که از وسط دریا عبور می کند، امواج صوتی ارسال و پس از آن دریافت می گردند.

روش ترانزیت زمانی یا transit time در فلومتر التراسونیک برای سیالات تمیز مثل بخار یا آب و بدون هیچ گونه حباب یا ذره جامد به کار برده می شوند.