ترانسمیتر فشار چگونه کار می کند ؟
ترانسمیتر فشار با بهره گیری از اصول مکانیک سیالات کار می کند. درک نحوه عملکرد این تجهیزات، نیازمند آشنایی با مفهوم فشار است.
نیروی وارد بر سطح، توسط یک کمیت فیزیکی با عنوان فشار نمایش داده می شود. این کمیت از تقسیم نیرو بر مساحت به دست می آید.
سیالات دارای دو نوع فشار (فشار استاتیک و فشار دینامیک) هستند. فشار استاتیک، نیروی حاصل از اعمال وزن سیال بر سطح لایه های زیرین در حالت سکون است.
فشار هیدرواستاتیک ناشی از آب موجود در مخزن سد، یکی از انواع فشارهای استاتیک به شمار می رود. در صورت حرکت سیال، فشاری دیگری درون سیستم به وجود می آید که به آن، فشار دینامیک گفته می شود. اندازه گیری فشار دینامیک بر اساس معادله برنولی انجام می گیرد.
ترانسمیتر فشار از یک بخش برای اندازه گیری فشار سیستم و یک بخش برای تبدیل فشار به سیگنال استاندارد تشکیل می شود.
وظیفه تبدیل انرژی مکانیکی حاصل از فشار سیال به سیگنال الکتریکی در ترانسمیترها، برعهده سنسور فشار است. سنسورهای فشار مورد استفاده در ترانسمیترهای فشار معمولا از نوع خازنی، پیزومقاومتی یا استرین گیج هستند.
این سنسورها با تجمیع نیروی مکانیکی ناشی از فشار سیال توسط دیافراگم، پیستون یا لوله بوردون، سیگنال معادل فشار را با استفاده از مدارهای الکتریکی اندازه گیری کرده و به ترانسمیتر ارسال می کنند.
تصویر بالا، پیکربندی نمونه ای از سنسورهای خازنی مورد استفاده در ترانسمیترهای فشار را نمایش می دهد. برخورد سیال با دیافراگم، تغییر فاصله بین الکترودها و تغییر ظرفیت خازن را در پی دارد. این تغییر ظرفیت به صورت یک سیگنال الکتریکی توسط مدار الکتریکی اندازه گیری و به ترانسمیتر ارسال می شود.
مکانیزم عملکرد سنسورهای دیگر نیز تقریبا مشابه با سنسورهای خازنی است. به عنوان مثال، سنسورهای استرین گیج، معمولا بر اساس تبدیل تغییرات مقاومت به سیگنال های الکتریکی معادل کار می کنند.
در انتها، ترانسمیتر، سیگنال سنسور را دریافت کرده و آن را به صورت یک جریان الکتریکی (معمولا 4 تا 20 میلی آمپری) به واحد کنترل ارسال می کند.
فرآیند کلی سیستم های اندازه گیری و کنترل معمولا به صورت زیر است: