اصطلاحات مهم و کاربردی در ابزاردقیق و اندازه گیری فشار

 

تراز صفر Zero Balance چیست؟

Zero Balance بیانگر سیگنال خروجی یک ترانسدیوسر، هنگام تحریک آن و در شرایطی که هیچ باری به آن اعمال نشده می باشد و معمولا به عنوان درصدی از میزان خروجی بیان می شود.

پل وتسون استرین گیج Wheatstone Bridge Strain Gauge چیست؟

پل وتسون استرین گیج Wheatstone Bridge Strain Gauge یک نوع مدار الکتریکی که به طور گسترده در داخل ترانسدیوسر های فشار، به منظور تبدیل تنش های مکانیکی ناشی از تغییر فشار ورودی به سیگنال الکتریکی خروجی استفاده می شود.

باند خطا کل یا محدود خطا کل (Total Error Band (TEB چیست؟

باند خطا کل Total Error Band برابر با تفاوت بین منفی ترین و مثبت ترین انحراف از  فشار واقعی می باشد. در واقع ترکیبی از تمام خطاهای شناخته شده برای یک تجهیز اندازه گیری فشار می باشد که در یک محدوده اندازه گیری فشار و محدوده دمای کاری مشخص می شوند.

فشار مکش Suction Pressure چیست؟

فشار مکش (Suction Pressure) برابر است با اختلاف فشار منفی ایجاد شده بین دو نقطه اندازه گیری که باعث می شود سیال (گاز یا مایع) از یک ناحیه با فشار بالاتر به یک ناحیه با فشار پایین تر کشیده شود. 

(Turn-down ratio (TD یا Rangeability چیست؟

Turn-down ratio  تفاوت بین بالاترین و کمترین میزان ممکن از محدوده اندازه گیری خروجی را نشان می دهد که می تواند برای یک دستگاه حسگر با یک سیگنال خروجی قابل تنظیم (مانند خروجی 4 تا 20 میلی آمپری که HART enabled  شده است)، تنظیم شود.

در واقع Turn-down مربوط به تجهیزاتی می باشد که خروجی آن ها قابل تنظیم (rangeable) می باشد و نشان دهنده این است که خروجی را تا چه میزان می توان تنظیم نمود.

به طور مثال

برای یک سنسور فشار گیج (gauge) یک بار، با میزان 10:1 = turndown ratio داریم:

بالاترین رنج تنظیم:

0  to 1 bar absolute = 4 to 20mA

پایین ترین رنج تنظیم:

0  to 100 mbar absolute = 4 to 20mA

کاویتاسیون چیست ؟

کاویتاسیون پدیده ای است که در آن تغییرات سریع فشار در یک مایع منجر به تشکیل حفره های کوچک پر از بخار در مکان هایی که فشار آن نسبتا کم است، می شود. معمولا این حفره ها با یکدیگر ترکیب می شوند و پس از انتقال مجدد به نقاط پرفشار منفجر می شوند و باعث تشکیل یک موج مخرب درون سیستم می شوند که می توانند باعث تخریب خطوط لوله و سایر تجهیزات گردند.

ضربه قوچ (چکش آبی) چیست ؟

یک موج فشار (pressure surge) یا موج مخرب می باشد که معمولا هنگامی که یک سیال (معمولا مایع، و در بعضی مواقع یک گاز) به صورت ناگهانی متوقف شود یا تغییر جهت دهد به وجود می آید.
به طور مثال این پدیده معمولا زمانی که یک شیر (ولو) واقع در انتهای خطوط لوله کشی به طور ناگهانی بسته شود و یک موج فشار داخل لوله پخش شود، به وجود می آید.

فشار اسپایک Pressure spike چیست؟

فشار اسپایک یا فشار پالس (pressure spike or pressure pulse) ناشی از افزایش یا کاهش بسیار سریع فشار می باشد. اگر سرعت انتقال بسیار سریع باشد، می تواند منجر به تخریب سنسور فشار شود. فشار اسپایک (Pressure spike) به علت ضربه قوچ یا چکش آبی (Water hammer) رخ می دهد.

هنگام استفاده از سنسورهای فشار، به ویژه در کاربرد های همراه با پمپ ها یا ولو هایی که عملکرد سریع دارند، همواره فشار اسپایک (Pressure spike) وجود دارد.

شکل مقابل نتیجه فشار اسپایک (Pressure spike) در اثر باز و بسته شدن سریع یک ولو را نشان می دهد. 

فشار خط Line Pressure چیست؟

فشار خط برابر است با حداکثر فشاری که همزمان می تواند به دو پورت فشار اعمال شود. به عبارت دیگر بیانگر حداکثر فشار مجاز اعمال شونده به یک ترانسمیتر فشار تفاضلی (Differential) می باشد.

نرخ فلو Flow Rate چیست؟

دبی بیانگر حجم سیالی است که در واحد زمان از یک نقطه مشخص عبور می کند. معمولا با نماد Q  نمایش داده می شود و یکای آن در دستگاه SI برابر با متر مکعب بر ثانیه (m3/s) می باشد.

زمان پاسخگویی Response Time

 مدت زمان مورد نیاز برای اینکه خروجی یک ترانسدیوسر یا ترانسمیتر فشار به درصد مشخصی از میزان خروجی نهایی (نسبت به تغییرات فشار ورودی) برسد.

سیال های خورنده Aggressive Media

سیال های خورنده مایعات یا گازهایی هستند که می توانند به مواد معمولی از طریق تماس پایدار آسیب وارد کنند. مانند انواع اسیدها و همچنین آب شور دریا. وقتی دما و فشار سیال های خورنده اندازه گیری می شود،‌ عنصر حسگر (دیافراگم) در تماس با سیال باید از مواد قوی مانند هستلوی (Hastelloy)، تانتال (tantalum) ، یا پلاستیک های مخصوص باشد.

تکرارپذیری Repeatability

تفاوت در خواندن خروجی در یک نقطه فشار معین، زمانی که فشار به طور متوالی از همان جهت در شرایط کاملا یکسان اعمال می شود.

به عبارت دیگر، روش اندازه گیری، ناظر، دستگاه یا ابزار آزمایش، شرایط آزمایش و موقعیت مکانی باید دقیقا یکسان باشد و آزمایش ها باید طی یک فاصله زمانی کوتاه انجام شوند.

دقت Precision

تفاوت میان نتایج حاصل از چند اندازه گیری متوالی  نسبت به یکدیگر است نه نسبت به میزان واقعی.
نکته : تعریف درستی (Accuracy) و دقت (Precision) با یکدیگر متفاوت است.

درستی Accuracy

برابر است با اختلاف سیگنال خروجی یک تجهیز اندازه گیری فشار با مقدار واقعی فشار ورودی. از آنجایی که هیچ اندازه گیری 100% دقیق نمی باشد مقادیر آن به صورت ± میزان درستی بیان می شود. خطاهای مختلف مانند (خطی بودن، هیسترزیس، تکرارپذیری و تغییر دما) به درستی یک تجهیز اندازه گیری نسبت داده می شوند و معمولا با درصدی از محدوده رنج فشار (%FS , ±% FSO ±( نشان داده می شود.

نکته : تعریف درستی (Accuracy) و دقت (Precision) با یکدیگر متفاوت است. 

باند خطا (محدوده خطا) Error Band

باند خطا بیانگر حداکثر انحراف مقادیر خروجی یک ترانسمیتر فشار یا ترانسدیوسر فشار از یک خط یا منحنی مرجع مشخص شده می باشد. معمولا با عنوان ± درصد از محدوده خروجی (span output) نشان داده می شود. باند خطا باید حداقل در دو چرخه کالیبراسیون مشخص شود تا بر این اساس قابلیت تکرارشوندگی (repeatability) آن نیز تایید شود.

خطا Error

خطا برابر با تفاوت جبری بین مقدار اندازه گیری شده (نشان داده شده توسط تجهیز اندازه گیری فشار) و مقدار واقعی فشار ورودی  می باشد که معمولا با درصدی از کل محدوده خروجی (full span output - FSO) نشان داده می شود و بعضی از مواقع به عنوان درصدی از خروجی خوانده شده ترانسمیتر (transmitter output Reading) بیان می شود.

پروتکل IO-Link

IO-Link  یک استاندارد شبکه ایی ارتباطات صنعتی (IEC 61131-9) سیمی (یا بی سیم)، نقطه به نقطه، دیجیتال، دو جهتی فاصله کوتاه برای اتصال سنسورهای دیجیتالی و محرک ها (actuator) به انواع فیلدباس (fieldbus) یا یکی از انواع اترنت های صنعتی استفاده می شود. هدف آن به کار گیری از یک پلاتفرم تکنولوژیکی است که امکان توسعه و استفاده از سنسورها و محرک هایی (actuator) که می توانند مجموعه ایی از اطلاعات را برای بهینه سازی اقتصادی فرآیندهای خودکار صنعتی فراهم کند، می باشد. پروتکل ارتباطی IO-Link شامل پورت های ارتباطی، مود های ارتباطی، انواع داده ها و سرعت های انتقال است. پورت ها به طور فیزیکی بر روی Master (مستر) قرار می گیرند و اقدامات لازم برای اتصال با تجهیزات خروجی و برای اتصال پل به فیلدباس (fieldbus) یا اترنت (Ethernet) را فراهم می کنند. چهار حالت ارتباطی وجود دارد که می تواند به یک پورت متصل به یک دستگاه ترمینال اعمال شود: IO-Link، DI، DQ، و غیرفعال (Deactivated). 

رتبه بندی IP69K

استاندارد آلمانی DIN 40050-9 ، کلاس بندی ارائه شده توسطIEC 60529  که در بخش IP شرح داده شده را با رتبه بندی IP69K  برای فشار بالا، دمای بالا و کاربردهای شستشو گسترش می دهد. چنین تجهیزاتی نباید فقط در برابر ورود گرد و غبار مقاوم باشد (IP6X)، بلکه باید در مقابل فشار بالا و تمیزکاری با بخار هم مقاومت کنند. این استاندارد بیشتر در در صنایع غذایی و دارویی بکار می رود.

حفاظت از ورود Ingress protection

کلاس های محافظتی IP استاندارد های بین المللی هستند که برای طبقه بندی استحکام و مقاومت محفظه ها در برابر ورود اجسام خارجی به کار می روند.. کد IP همیشه دو عدد دارد. عدد اول درجه مقاومت تجهیز در مقابل لمس یا ورودی اجسام خارجی را مشخص می کند، و عدد دوم میزان ضد آب بودن تجهیز را نشان می دهد. عدد صفر همیشه به معنی (بدون محافظت) است، بنابراین اعداد بالاتر نشان دهنده مقاومت بالاتر هستند.

پروتکل پروفی باس (PROFIBUS (Process Field Bus

پروفی باس یک  استاندارد برای ارتباط فیلد باس (Field Bus) در اتوماسیون صنعتی می باشد. و برای اولین بار در سال 1989 توسط BMBF  (بخش آموزش و تحقیقات آلمان) ارتقا یافت و سپس توسط  Siemens مورد استفاده قرار گرفت. پروفی باس (PROFIBUS)  نباید با استاندارد پروفی نت (PROFINET) برای اترنت صنعتی اشتباه گرفته شود .این پروتکل به عنوان بخشی از استاندارد IEC 61158 منتشر شده است.  به صورت جهانی، کاربران می توانند از پروفی باس به عنوان یک پروتکل استاندارد بین المللی مرجع استفاده کنند، که پیشرفت های آن کاهش هزینه ها، افزایش انعطاف پذیری، اعتماد و جهت گیری به سوی آینده را هدف گرفته است . 

پروتکل هارت (Highway Addressable Remote Trancducer (HART

پروتکل ارتباطی هارت HART یک پروتکل باز اتوماسیون صنعتی آنالوگ + دیجیتال ترکیبی است. بزرگترین مزیت آن این است که می تواند با به اشتراک گذاری یک جفت سیم با سیستم های Host آنالوگ بر روی حلقه های ابزار دقیق آنالوگ جریانی 4 - 20 میلی آمپر ارتباط برقرار کند. هارت در فرآیندها و سیستم های ابزار دقیق از کاربردهای کوچک تا کاربردهای بسیار پیچیده استفاده می شود.

پروتکل هارت، یک پروتکل ارتباطی خوب برای کاربرانی که می خواهند از سیگنال 4 - 20 میلی آمپر در کنار یک پروتکل هوشمند استفاده کنند می باشد.

ضد انفجار (Explosion Proof (EX

منظور از ضد انفجار،  یک تجهیز یا سنسوری است که در محفظه ایی قرار دارد که به اندازه کافی در برابر انفجار و شعله آتش مقاوم است. این روش برای مواقعی که کاهش انرژی مدار الکتریکی ممکن نیست و تجهیزات الکتریکی (مانند موتورهای الکتریکی) نیازمند انرژی بیشتری هستند، مناسب می باشد .

تجهیزاتی که دارای گواهینامه یا تاییدیه ضد انفجار می باشند می توانند در محیط های صنعتی که دارای ریسک بالای انفجار (Zone0, Zone1, Zone2) هستند با اطمینان نصب شوند، جهت کسب اطلاعات بیشتر مقاله مربوط به تجهیزات ضد انفجار و محیط های پر خطر مطالعه شود.

ذاتا امن (Intrinsically Safe (IS

ذاتا امن یک تکنیک جلوگیری از انفجار است که برای تضمین عملکرد ایمن در تجهیزات الکتریکی در مناطق خطرناک و دارای ریسک انفجار استفاده می شود. این روش از تکنیک محدود کردن انرژی تجهیزات در حد کمتر از انرژی مورد نیاز برای شروع یک انفجار استفاده می کند. تجهیزات و مدارهای کنترل می توانند همچنان با جریان و ولتاژهای پایینی که برای عملکرد آن ها مناسب است به عملیات خود ادامه دهند.

سنسور های فشار ذاتا امن برای کار با ولتاژ و جریان های پایین طراحی شده انده تا نتواند مواد قابل اشتعال را شعله ور کند.با محدود کردن انرژی موجود در مناطق خطرناک، تجهیزات الکتریکی می توانند به صورت ایمن در میان گازها، غبارات و مواد قابل اشتعال کار کنند. با وجود اینکه انفجار نمی تواند در چنین شرایطی اتفاق بیفتد، اما سیستم نمی تواند از انفجارات ایجاد شده توسط جرقه های الکتریکی که به صورت مکانیکی ایجاد می شوند، فعل و انفعالات شیمیایی، موج های رادیویی یا رعد و برق جلوگیری کنند. از جمله کاربردهای رایج برای ترانسمیترهای فشار ذاتا ایمن عبارتند از: محل های دفن زباله، تصفیه خانه ها،‌ پالایشگاه پتروشیمی و چاه های گاز طبیعی.

محدوده کامل خروجی (Full Scale Output (FSO

FSO برابر است با تفاوت بین محدوده بالا و پایین سیگنال الکتریکی خروجی ، هنگامی که حداکثر و حداقل فشار ورودی (در محدوده رنج) بر روی سنسور اعمال شود.

محدوده کامل (Full Scale (FS

تفاوت بین بالاترین و پایین ترین نقطه قابل اندازه گیری فشار برای یک تجهیز می باشد و یک اصطلاح رایج برای تعریف پارامترهایی مانند درستی، خطاها و حد فشار مازاد برای دستگاه هایی که محدوده فشار بسیاری دارند فراهم می باشد.

کالیبراسیون Calibration

عمل اصلاح خروجی ترانسدیوسر/ترانسمیتر  برای بهبود دقت خروجی، یا بررسی و تایید خروجی واقعی نسبت به مشخصات ذکر شده.

دیافراگم سیل نوعی از دیافراگم برای اندازه گیری فشار هستند که وظیفه آن ها جلوگیری از تماس مستقیم سیال با تجهیز اندازه گیری فشار می باشد. بدین وسیله از تجهیزات اندازه گیری فشار در برابر محیط های خشن و سیال های خورنده، بسیار چسبناک و با ویسکوزیته بالا و  سیال هایی که دارای دمای بسیار بالا یا بسیار پایین هستند،محافظت می شود. همچنین می توانند نوسانات فشار اندازه گیری را تضعیف کنند و میزان فشار مازاد دستگاه را افزایش دهند. علاوه بر این استفاده از تجهیزات اندازه گیری فشار در شرایط سخت و محیط های انفجاری را امکان پذیر می کنند.

دیافراگم جدا کننده Isolation Diaphragm

یک غشاء جدا کننده می باشد که برای جدا کردن سیال در یک طرف دیافراگم از طرف دیگر آن استفاده می شود در حالیکه امکان انتقال فشار سیال را با حداقل  تلفات فراهم می کند

واکیوم Vacuum

در علم فیزیک، وکیوم به معنای نبود کامل ماده است ولی در عمل، این مورد به کامل ترین و بهترین حالت ممکن اتفاق نمی افتد. برای کاربردهای فنی، استاندارد DIN 28400 قسمت 1 وکیوم را به عنوان فشار گاز کمتر از 300 میلی بار (کمتر از پایین ترین فشار اتمسفر که می تواند بر روی سطح زمین وجود داشته باشد) تعریف می کند

فشار گیج چیست؟

در این دسته از تجهیزات اندازه گیری فشار، مرجع اندازه گیری فشار، فشار هوای اتمسفر (Ambient atmospheric pressure) می باشد. میانگین فشار اتمسفر (جو) در سطح دریا حدود 1013.25 میلی بار می باشد. این فشار بسته به شرایط جغرافیایی، محیطی و آب و هوایی متغیر است.

واحد فشار بر حسب بار (bar)

بار (bar) واحد اندازه گیری فشار است اما به عنوان بخشی از سیستم بین المللی یکاها (SI) تایید نشده است.  مقدار یک بار نزدیک به فشار اتمسفر است و اغلب برای نشان دادن فشار اتمسفر بکار می رود تا اتمسفر استاندارد (101325 پاسکال) که مقدار صحیح استفاده شده توسط جامعه مهندسی و علمی است.

واحد فشار بر حسب پاسکال (Pa)

واحد فشار بر حسب پاسکال واحد گرفته شده از SI (دستگاه بین المللی یکاها) برای فشار است. این واحد با یک نیوتن بر متر مربع تعریف شده است.

1pa=1N/m2

واحد فشار بر حسب psia

 پوند بر اینچ مربع (مطلق) – بیانگر این است که مرجع اندازه گیری فشار، خلاء مطلق می باشد. فشار بیان شده با واحد psia بیانگر فشار هوای اتمسفر + فشار به وجود آمده می باشد.
فشار هوای اتمسفر در سطح دریا حدود 14.7 psi می باشد.

واحد فشار بر حسب psig

واحد فشاری است که پوند بر اینچ مربع (گیج) - بیانگر این است که مرجع اندازه گیری فشار، فشار اتمسفر می باشد.

واحد فشار بر حسب psid

پوند بر اینچ مربع (تفاضلی) - بیانگر اختلاف میان دو نقطه فشار است که یکی از این دو نقطه به عنوان مرجع اندازه گیری فشار در نظر گرفته می شود.

 

اولین نفر باشید که دیدگاهش را می نویسد !

دیدگاه شما برای ما مهم است.