سيكون لدى أي شخص تعامل للتو مع أجهزة إرسال الضغط سؤال: ما هو بالضبط الموجود داخل الجهاز الذي يمكنه تحديد الضغط في خط الأنابيب؟
يتم الحصول على قيم الضغط التي تظهر في غرفة التحكم من خلال سلسلة من التحويلات.
إن فهم المبدأ العام لجهاز إرسال الضغط سيجعل من السهل استكشاف المشكلات في الموقع وإصلاحها مثل عرض الضغط غير الطبيعي، والانجراف الصفري، والإخراج غير المستقر.
1. ماذا يحدث للضغط في جهاز الإرسال؟
عند قياس الضغط في البيئات الصناعية، فهذا يعني بشكل أساسي تطبيق الضغط على أحد المكونات التي يمكنها استشعار التغيير.
العلاقة الحسابية للضغط هي: P = F / A
الضغط = القوة المطبقة ÷ مساحة التطبيق. وهذا يعني أنه مع نفس الحجم من القوة، فإن مجالات التطبيق المختلفة تؤدي إلى ضغوط مختلفة.
يتم تركيب أجهزة إرسال الضغط على الأنابيب أو صهاريج التخزين أو المعدات، ويتم نقل القوة الميكانيكية المستلمة إلى الضغط المتوسط الداخلي من خلال واجهة العملية.
من بينها، هناك مكون رئيسي داخل جهاز إرسال الضغط يسمى العنصر الحساس. تشمل الهياكل الشائعة الأغشية المعدنية، والأغشية الخزفية، وهياكل قياس الضغط، وعناصر القياس المرنة.
خذ جهاز إرسال الضغط من النوع الغشائي الشائع الاستخدام كمثال.
بعد أن يعمل الضغط المتوسط على الحجاب الحاجز، فإن الحجاب الحاجز سوف يخضع لانحناء طفيف. وهذا التغيير صغير جدًا ولا يمكن رؤيته بالعين المجردة، ولكن يمكن لجهاز الاستشعار اكتشافه.
عندما يزداد الضغط، يتغير الحجاب الحاجز أكثر؛ وعندما ينخفض الضغط، يعود الحجاب الحاجز إلى حالته الأصلية.
يحدد الجهاز مستوى الضغط بناءً على هذا التغيير.
ثانيا. كيف يستشعر المرسل التغيرات؟
قد يكون لأجهزة إرسال الضغط من مختلف الشركات المصنعة والنماذج المختلفة مبادئ قياس داخلية مختلفة.
تشمل الأنواع الأكثر شيوعًا لمرسلات الضغط في الموقع الأنواع المقاومة للضغط والسعة والرنانة.
جهاز إرسال الضغط المقاوم للضغط
يقيس جهاز إرسال الضغط التجويف الضغط عن طريق اكتشاف التغير في المقاومة عندما تتعرض المادة للقوة.
يؤثر الضغط على الحجاب الحاجز، مما يؤدي إلى تشوهه. تتأثر العناصر التجويفية المثبتة بالداخل بالإجهاد، وتتغير قيم مقاومتها.
تكتشف الدائرة الإلكترونية هذا التغيير ثم تقوم بتضخيمه وتعويضه وتحويله لإخراج إشارة ضغط مقابلة.
يستخدم هذا الهيكل على نطاق واسع في الأنظمة الهيدروليكية، وقياس ضغط المعدات، وقياس خطوط الأنابيب الصناعية.
أثناء الصيانة في الموقع، إذا كان هناك شك في أن المستشعر الداخلي لجهاز إرسال الضغط تالف أو أن شريحة مقاومة الضغط غير طبيعية، فإن أحد الأسباب التي يجب أخذها في الاعتبار هو خلل شريحة مقاومة الضغط.
الارسال الضغط بالسعة
ترتبط طريقة قياس جهاز إرسال الضغط السعوي بالتغير في المسافة.
يحتوي الجهاز على قطبين كهربائيين بالداخل. عندما يتغير الضغط، يتحرك غشاء القياس، مما يتسبب في تغيير المسافة بين الأقطاب الكهربائية، وتتغير السعة أيضًا وفقًا لذلك.
تكتشف الوحدة الإلكترونية التغير في السعة وتحولها إلى خرج ضغط.
في مصانع البتروكيماويات والطاقة والكيماويات، تعتمد العديد من أجهزة قياس الضغط والضغط التفاضلي عالية الدقة هذا الهيكل.
جهاز إرسال الضغط الرنان
يقوم جهاز إرسال ضغط الرنين بقياس الضغط عن طريق تغير الضغط الميكانيكي الناتج عن الضغط، وتغير التردد الطبيعي لعنصر الرنين الحساس، ومن ثم تتم قراءة تغير التردد بواسطة الدائرة الإلكترونية لحساب قيمة الضغط.
يُستخدم هذا النوع من الأدوات بشكل شائع في سيناريوهات القياس ذات متطلبات الاستقرار العالية.
ثالثًا، هل يخرج جهاز إرسال الضغط 4-20 مللي أمبير؟
في موقع المصنع، عادة ما يتم توصيل جهاز إرسال الضغط بأجهزة DCS، أو PLC، أو أدوات العرض. وكما نرى كثيرًا، فإن 0 ميجا باسكال يقابل 4 مللي أمبير؛ النطاق الكامل يتوافق مع 20 مللي أمبير.
لماذا لا تستخدم 0-20 مللي أمبير؟
يتعلق الأمر بشكل أساسي بالاستخدام في الموقع.
إذا كانت نقطة الصفر أيضًا 0 مللي أمبير، فبعد فصل الدائرة، ستكون أيضًا 0 مللي أمبير، وسيواجه النظام صعوبة في تحديد ما إذا كان الضغط صفرًا أم أن هناك مشكلة في الدائرة.
بعد استخدام 4 مللي أمبير كنقطة الصفر، عندما يكون ضغط الصفر الطبيعي موجودًا، لا يزال لدى الدائرة 4 مللي أمبير؛ عند فصل الدائرة، سينخفض التيار إلى ما يقرب من 0 مللي أمبير.
يمكن لنظام التحكم استخدام هذا التغيير لتحديد الخلل.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الإشارة الحالية تكون أقل تأثراً بالتغير في مقاومة الموصل، وفي ظل حالة تلبية متطلبات جهد وحمل مصدر الطاقة للدائرة، فهي مناسبة للنقل لمسافات طويلة في المواقع الصناعية. ومع ذلك، تحتاج الإشارة الحالية أيضًا إلى مراعاة مشكلات التداخل الكهرومغناطيسي، والتأريض، والحماية، ومد الخطوط.
في الوقت الحاضر، تحتوي العديد من أجهزة إرسال الضغط الذكية أيضًا على اتصالات HART، والتي يمكن قراءة المعلمات والتحقق من الحالة وتعديل الإعدادات من خلال وحدة تحكم محمولة.
رابعا، الاختلافات بين الضغط المقياس والضغط المطلق والضغط التفاضلي
في قياس الضغط، غالبًا ما نرى الضغط المقياسي والضغط المطلق والضغط التفاضلي. الفرق بينهم يكمن في اختيار الضغط المرجعي.
قياس الضغط
قياس الضغط هو ما نشير إليه عادة باسم "الضغط" في الميدان.
يشير إلى الضغط الجوي. على سبيل المثال، يظهر مقياس الضغط 0.6 ميجا باسكال، مما يشير إلى أن الضغط داخل الجهاز أعلى بمقدار 0.6 ميجا باسكال من الضغط الجوي الخارجي.
لقياس ضغط خطوط الأنابيب وضغط المعدات، يستخدم معظمهم مقياس الضغط.
الضغط المطلق
يشير الضغط المطلق إلى الفراغ المطلق.
العلاقة بين الاثنين: الضغط المطلق = الضغط المقياسي + الضغط الجوي المحلي
في بعض سيناريوهات معدات التفريغ وحساب الغاز، يجب استخدام الضغط المطلق.
الضغط التفاضلي
يقيس الضغط التفاضلي فرق الضغط بين موضعين.
صيغة الحساب: ΔP = P1 - P2
على سبيل المثال، يتم تركيب جهاز إرسال الضغط التفاضلي قبل وبعد المرشح. عندما يكون الفلتر نظيفًا، يكون فرق الضغط بين الجانبين صغيرًا.
إذا زاد فرق الضغط بين الجزء الأمامي والخلفي للفلتر بعد تشغيله لفترة من الوقت، فيمكن للنظام تحديد بناءً على البيانات أن ذلك يرجع إلى انسداد عنصر الفلتر مما يسبب زيادة في مقاومة الترشيح.
تقوم مقاييس التدفق ذات لوحة الفتحة أيضًا بحساب التدفق بناءً على مبدأ الضغط التفاضلي.
V. كيفية التحقق مما إذا كان جهاز إرسال الضغط يعرض بشكل غير دقيق؟
عندما تكون هناك مشكلة في قياس الضغط، فليس بالضرورة أن يكون جهاز الإرسال مكسورًا. عند إجراء استكشاف الأخطاء وإصلاحها في الموقع، يبدأ المرء عمومًا من عدة جوانب.
1. تحقق من موضع الضغط وأنبوب الضغط
عند قياس ضغط السائل، إذا كان هناك هواء في أنبوب توصيل الضغط، فسيؤثر ذلك على نقل الضغط.
عند قياس وسط يحتوي على شوائب، إذا تم حظر منفذ الضغط، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض عرض الضغط أو عدم تغييره.
أثناء الفحص من الضروري التأكد من:
• هل منفذ الضغط مسدود؟
• هل هناك تراكم للهواء في أنبوب ضغط الرصاص؟
• هل حالة الصمام صحيحة.
2. التحقق من تأثير درجة الحرارة
سوف تؤثر الوسائط ذات درجة الحرارة العالية على الهيكل الداخلي للأداة. ستسبب الحرارة تغيرات في خصائص العناصر الحساسة وبنية وحجم السائل مما يؤثر بشكل مباشر على جهاز الإرسال وينتج عنه تغير في نقطة الصفر.
ولذلك، في العديد من المواقف في الموقع، سيتم تكوين حاويات التكثيف البارد، أو الانحناءات الباردة، أو غيرها من تدابير العزل والتبريد المناسبة بناءً على درجة حرارة العملية المسموح بها، وطريقة التثبيت، ومتطلبات العملية الخاصة بالجهاز.
3. التحقق من تقلبات الضغط
غالبًا ما تكون هناك تقلبات في الضغط عند مخرج المضخة ومخرج الضاغط وبالقرب من الصمام.
عندما يتغير الضغط بسرعة، فإن خرج جهاز الإرسال سوف يقفز أيضًا. من الضروري دمج العملية لتحديد ما إذا كان سبب مثل هذه المواقف هو التغير الفعلي في الضغط أو تأثر الجهاز.
4. تحقق من إعداد النطاق
تحتوي بعض أجهزة إرسال الضغط الموجودة في الموقع على إعداد نطاق كبير جدًا.
على سبيل المثال، إذا كان الضغط الطبيعي للجهاز هو 0.3 ميجا باسكال فقط، ولكن تم تركيب جهاز إرسال بمدى يتراوح من 0 إلى 10 ميجا باسكال. على الرغم من أن الجهاز يمكنه القياس بشكل طبيعي، إلا أن تأثير العرض في منطقة الضغط المنخفض سيتأثر.
لذلك، يجب تحديد النطاق بناءً على ضغط التشغيل الفعلي.
سادسا. كيفية اختيار جهاز إرسال الضغط؟
عند الاختيار، بالإضافة إلى نطاق الضغط، من الضروري أيضًا التأكد من:
نطاق القياس
ضع في اعتبارك الضغوط المختلفة للأداة في ظل التشغيل العادي، وظروف بدء التشغيل، وظروف العمل غير الطبيعية.
دقة
ارجع إلى مؤشرات الدقة وطرق الحساب المقدمة من قبل الشركة المصنعة.
القدرة على الجهد الزائد
تأكد من الحد الأقصى لصدمة الضغط التي يمكن للجهاز تحملها.
مواد الاتصال
تأكد مسبقًا من توافق الغشاء مع مادة التلامس، خاصة بالنسبة للوسائط المسببة للتآكل.
بيئة التثبيت
تأكد مسبقًا من أن الجهاز مناسب للمناطق المقاومة للانفجار والمناطق ذات درجة الحرارة العالية والمناطق الرطبة.
سابعا. ملخص
يتم تركيب جهاز إرسال الضغط في الموقع، ولكن يتم عرض قيمة ضغط واحدة فقط على شاشة DCS، والتي تتضمن سلسلة من العمليات.
يعمل الضغط في خط الأنابيب على الحجاب الحاجز، ويخضع الحجاب الحاجز للتغييرات، ويكتشف المستشعر التغييرات، وتحول الوحدة الإلكترونية الإشارة، ويتم إرسال 4-20 مللي أمبير إلى نظام التحكم، وأخيراً يتم عرضها كقيمة ضغط.
لذلك، عندما تكون هناك مشكلة في جهاز إرسال الضغط، لا ينبغي للمرء أن يركز فقط على الجهاز نفسه.
نقطة الضغط، أنبوب التوصيل، طريقة التثبيت، إعدادات المعلمة، خطوط الإشارة، كلها تنتمي إلى جزء من نظام قياس الضغط.
إن إتقان جهاز إرسال الضغط لا يقتصر فقط على تذكر بعض المبادئ؛ ومن الأهم معرفة مكان بدء استكشاف الأخطاء وإصلاحها عند حدوث مشكلات في الموقع.
يقوم جهاز إرسال ضغط صغير بتوصيل نقل المعلومات بين المعدات الموجودة في الموقع ونظام التحكم. إن فهم عملية العمل الخاصة به سيجعل التثبيت والصيانة والتعامل مع الأخطاء اللاحقة أكثر سلاسة.
—مستخرج من حساب عام خاضع لمراجعة النظراء
Yuyao Huangong automation instruments factory
