اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک با ترانسمیترهای سری Deltapilot

نویسنده

📘 مقدمه

ترانسمیترهای فشار هیدرو استاتیک سری Deltapilot S از پیشرفته‌ ترین تجهیزات Endress+Hauser برای اندازه‌گیری سطح و فشار در مخازن باز و بسته هستند. این سری با بهره‌گیری از سلول اندازه‌گیری CONTITE™—که به‌طور کامل در برابر کندانس، رطوبت و گازهای خورنده محافظت شده است دقت و پایداری بسیار بالایی را در شرایط سخت فرآیندی ارائه می‌دهد.

در این مقاله، اصول عملکرد سلول CONTITE™، شرایط نصب صحیح در مخازن مختلف، روش برداشت سیگنال 4 تا 20 میلی‌ آمپر، نکات نگهداری و رفع اشکال، و همچنین نکات مهم مربوط به مهاجرت و سازگاری مدل‌ های قدیمی بررسی می‌شود. هدف این است که مهندسان ابزار دقیق بتوانند با اطمینان کامل از عملکرد، طول عمر و قابلیت اطمینان ترانسمیترهای Deltapilot S بهره‌ مند شوند.

 

 

 

اندازه‌ گیری فشار هیدرواستاتیک – سری Deltapilot

Hydrostatic Pressure Measurement – Deltapilot Series

محدوده فعلی تجهیزات اندازه‌ گیری فشار هیدرواستاتیک Endress+Hauser شامل سری Deltapilot S است. در این بخش، اطلاعات و توصیه‌های ضروری برای بهره‌ برداری بهینه از دستگاه‌های Deltapilot S در طول چرخه عمرشان ارائه می‌شود.

 

figure 1 Deltapilot S hydrostatic level meas urement and measuring princ اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک با ترانسمیترهای سری Deltapilot

 

شکل 1: سیستم اندازه‌ گیری سطح هیدرواستاتیک با Deltapilot S و اصل عملکرد آن

  • 1: دیافراگم اندازه‌ گیری

  • 2: عنصر اندازه‌ گیری

  • 3: دیافراگم فرآیندی (دیافراگم جداکننده)

  • g: شتاب گرانشی

  • h: ارتفاع سطح مایع

تعاریف فشارها:

  • ptot: فشار کل = فشار هیدرواستاتیک + فشار اتمسفری

  • patm: فشار اتمسفری

  • phydr: فشار هیدرواستاتیک

  • pmess: فشار اندازه‌گیری‌شده در سلول اندازه‌گیری = فشار هیدرواستاتیک

  • ρ: چگالی سیال

روابط ریاضی:

  • pmess=pgas−patm

  • pgas=patm+phydr

  • بنابراین: pmess=(patm+phydr)−patm=phydr

  • ارتفاع سطح مایع:

h=pρ⋅g

توضیح عملکرد: فشار هیدرواستاتیک ناشی از وزن ستون مایع به دیافراگم فرآیندی وارد می‌شود. این فشار از طریق روغن پرکننده به عنصر اندازه‌گیری منتقل شده و به‌صورت سیگنال الکتریکی پردازش می‌شود. با توجه به چگالی و شتاب گرانشی، ارتفاع سطح مایع محاسبه می‌شود.

 

 

 

اصل اندازه‌گیری 

Measuring Principle (See Figure 1)

به دلیل وزن، ستون مایع فشار هیدرواستاتیک ایجاد می‌کند. اگر چگالی ثابت باشد، فشار هیدرواستاتیک فقط به ارتفاع ستون مایع h بستگی دارد.

سلول اندازه‌ گیری CONTITE™ که بر اساس اصل سنسور فشار گیج کار می‌کند، هسته اصلی Deltapilot S است.

در مقایسه با سنسورهای فشار گیج معمولی:

  • عنصر اندازه‌گیری دقیق (2) در سلول CONTITE™ کاملاً بین دیافراگم فرآیندی (3) و دیافراگم اندازه‌گیری (1) محافظت شده است.

  • این آب‌ بندی کامل باعث می‌شود سلول CONTITE™ کاملاً نسبت به کندانس، رطوبت و گازهای خورنده مقاوم باشد.

  • فشار از طریق دیافراگم فرآیندی توسط روغن انتقال‌ دهنده فشار بدون هیچ افتی به عنصر اندازه‌ گیری منتقل می‌شود.

دو سنسور دما بین دیافراگم فرآیندی و عنصر اندازه‌گیری قرار دارند که توزیع دما را اندازه‌گیری می‌کنند. الکترونیک دستگاه با استفاده از این مقادیر، خطاهای ناشی از تغییرات دما را جبران می‌کند.

 

 

شرایط نصب ویژه

Specific Installation Conditions

نکات مهم:

  • دیافراگم‌ها را با اجسام سخت یا نوک‌ تیز تمیز یا لمس نکنید.

  • دستگاه را همیشه زیر پایین‌ ترین نقطه اندازه‌ گیری نصب کنید.

  • دستگاه را در مکان‌های زیر نصب نکنید:

    • در مسیر جریان پرکننده (filling curtain)

    • در خروجی مخزن

    • در نقاطی که تحت تأثیر ضربه‌های فشار ناشی از همزن قرار می‌گیرند

نصب دستگاه بعد از یک شیر قطع‌کننده باعث سهولت در کالیبراسیون و تست عملکرد می‌شود.

برای رسانه‌هایی که در سرما سفت می‌شوند، Deltapilot S باید در عایق‌ بندی مخزن قرار گیرد.

 

 

 

Figure 2 Operating keys and elements اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک با ترانسمیترهای سری Deltapilot

 

*

شکل 2: اجزای داخلی ماژول الکترونیکی در سیستم ارتباطی HART

  • 1. کلیدهای عملیاتی: برای انجام تنظیمات و کالیبراسیون دستی روی دستگاه
  • 2. شیار مخصوص نمایشگر اختیاری: محل نصب نمایشگر دیجیتال برای مشاهده مقادیر اندازه‌ گیری‌شده
  • 3. شیار مخصوص حافظه HistoROM® یا ماژول M-DAT: برای ذخیره‌ سازی داده‌ها، تنظیمات و تاریخچه اندازه‌ گیری
  • 4. کلید DIP برای قفل/باز کردن پارامترهای مرتبط با مقدار اندازه‌ گیری: جهت محافظت از تنظیمات حساس یا فعال‌سازی تغییرات
  • 5. کلید DIP برای روشن/خاموش کردن فیلتر دمپینگ: تنظیم پاسخ‌ دهی دستگاه در برابر نوسانات سریع سیگنال
  • 6. چراغ LED سبز برای تأیید مقدار پذیرفته‌ شده: نشان‌دهنده اینکه مقدار وارد شده یا تنظیم‌ شده توسط دستگاه تأیید شده است

 

 

عملیات و نگهداری

Taking 4 to 20 mA Test Signal (See Fig. 2)

سیگنال 4 تا 20 میلی‌آمپر را می‌ توان از ترمینال مثبت و ترمینال تست بدون قطع اندازه‌ گیری برداشت.

 

Figure 3 Load diagram اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک با ترانسمیترهای سری Deltapilot

*

شکل 3: نمودار بار برای سیگنال تست 4 تا 20 میلی‌آمپر

نمودار سمت چپ – حالت «Non-test»:
– موقعیت جامپر: در حالت «غیرفعال تست» (Non-test)
– محور افقی: ولتاژ تغذیه (U) از 10.5 تا 45 ولت
– محور عمودی: مقاومت بار حداکثر (Rmax) از 413 تا 1500 اهم
– رابطه ریاضی: Rmax ≤ (U − 10.5 V) ÷ 23 mA
– کاربرد برای مناطق ایمن ذاتی مانند: 1/2 G، 1 GD، 1/2 GD، FM IS، CSA IS، TIIS Ex ia

نمودار سمت راست – حالت «Test»:
– موقعیت جامپر: در حالت «فعال تست» (Test)
– محور افقی: ولتاژ تغذیه (U) از 11.5 تا 45 ولت
– محور عمودی: مقاومت بار حداکثر (Rmax) از 369 تا 1456 اهم
– رابطه ریاضی: Rmax ≤ (U − 11.5 V) ÷ 23 mA
– کاربرد برای مناطق غیرخطرناک مانند: 1/2 D، 1/3 D، 3 G EEx nA، FM DIP، FM NI، CSA Dust-Ex

تعاریف:
Rmax: مقاومت بار حداکثر مجاز
U: ولتاژ تغذیه
جامپر: سوئیچ داخلی برای فعال یا غیرفعال کردن حالت تست سیگنال

 

Load – 4 to 20 mA and 4 to 20 mA HART (See Fig. 3)

  • نمودار بار باید مطابق موقعیت جامپر (صفحه 69) و الزامات حفاظت انفجاری رعایت شود.

 

 

نگهداری اصلاحی

  • تعویض ماژول الکترونیکی سنسور در مدل‌های Deltapilot S FMB70x نیاز به کالیبراسیون ندارد.

 

 

دسترس‌پذیری تجهیزات و قطعات یدکی

  • نسخه کامپکت FMB70 در سال 2006 عرضه شد.

  • مدل‌ های DB50 و 50L در اکتبر 2008 از رده خارج می‌شوند.

  • قطعات یدکی در جدول ارائه شده‌ اند.

 

 

سؤالات متداول

هشدار یا آلارم روی نمایشگر ظاهر شده است؟

به کدهای خطا در مستندات/ راهنمای دستگاه مراجعه کنید.

نمایشگر خاموش است – چرا؟

  • خروجی آنالوگ: فقط نمایشگر خراب است.

  • جریان = 0 mA: ولتاژ ترمینال یا اتصال برد الکترونیکی را بررسی کنید.

  • اگر روی ترمینال ولتاژ هست ولی روی کانکتور نیست → ماژول ترمینال خراب است.

  • اگر روی کانکتور ولتاژ هست → الکترونیک خراب است.

نمایشگر/جریان مقدار 0% را در راه‌اندازی نشان نمی‌دهد ؟

  • هم‌ترازی موقعیت (Position Adjustment) و جبران دما را طبق دفترچه انجام دهید.

جریان خیلی کم است ؟

  • سنسور به‌جای اتصال دو سیمه، اشتباهاً از طریق ترمینال تست به‌صورت چهار سیمه متصل شده است (ممنوع!).

فشار حدود 1 bar (14.5 psi) بیشتر از مقدار واقعی است

  • به‌ جای سلول نسبی، سلول مطلق نصب شده است.

جریان دائماً 20.5 mA است و نمایشگر چشمک می‌زند

  • سلول اندازه‌گیری خیلی کوچک انتخاب شده یا نوع سلول (مطلق/نسبی) اشتباه انتخاب شده است.

مخازن با خروجی مخروطی – ورود جدول خطی‌سازی؟

به دفترچه راهنمای دستگاه مراجعه کنید.

 

Frequently asked questions اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک با ترانسمیترهای سری Deltapilot