بلاگ

شیر توپی یا بال ولو (Ball valve) یکی از انواع شیرآلات صنعتی است که برای قطع و وصل کردن جریان سیال استفاده می‌شود. این نوع شیر دارای حرکت عملگر ربع گرد یا یک چهارم است و از یک دیسک توپی شکل برای توقف یا حرکت جریان تشکیل شده است. به طور معمول، شیرهای توپی شبیه به شیرهای سماوری یا پلاگ ولو هستند. هنگامی که یک پورت میان توپ در مسیر باشد، جریان سیال برقرار است و شیر باز است. اما هنگامی که شیر را 90 درجه می‌چرخانید، قسمت بدون دریچه توپ جریان را متوقف می‌کند. به عبارت دیگر، شیرهای توپی برای باز و بسته کردن مسیر جریان نیاز به چرخش 90 درجه دسته یا عملگر دارند. علاوه بر قطع و وصل کردن جریان، شیرهای توپی توانایی کنترل و تنظیم جریان را به میزان کمتری نسبت به برخی شیرهای دیگر دارند.

تفاوت های شیر توپی ترونیون و فلوتینگ در چیست؟

تفاوت های بسیاری از نظر نوع طراحی و عملکرد گرفته تا کاربرد ها و مزایا در شیرهای توپی ترونیون و فلوتینگ وجود دارد که در این مقاله به معرفی و تشریح آنها میپردازیم: شیرهای توپی از نظر آببندی دو نوع اصلی دارند: شیر توپی شناور (Floating Ball Valve) و شیر توپی ترونیون (Trunnion Mounted Ball Valve).

این شیرها معمولاً در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، صنعت غذا و داروسازی، نیروگاه‌ها و صنعت‌های مختلف دیگر استفاده می‌شوند. طراحی شیرهای توپی به گونه‌ای است که از نشتی کمی برخوردار باشند و عمر مفید طولانی داشته باشند.
در این مقاله هدف ارائه تفاوت های بین شیر توپی ترونیون و فلوتینگ است که در ادامه به بررسی هر کدام از این ها می پردازیم:

شیر توپی فلوتینگ (Floating Ball Valve):

شیر توپی شناور (Floating Ball Valve) یک نوع شیر است که از یک توپ به عنوان ساختار اصلی برای بستن مقطع لوله و جلوگیری از جریان سیال استفاده می‌کند. توپ در داخل شیر آزادانه حرکت می‌کند و تحت تأثیر فشار سیال قرار می‌گیرد. شیر توپی شناور دارای ساختار ساده‌ای است، توپ درون شیر به صورت شناور و بدون اتصال به هیچ عنصر دیگری قرار دارد. این به معنای این است که توپ درون شیر آزادانه حرکت می‌کند. وقتی فشار سیال اعمال می‌شود، توپ به سمت سیت‌های شیر حرکت می‌کند و با فشار به آنها می‌چسبد تا مقطع لوله را ببندد و جریان سیال را متوقف کند. از انجایی که این شیر دارای سیت upstream و  downstream می باشد در اثر فشار سیال باعث می شود که سیت دوم یا همان downstream  اسیب ببیند که یکی از معایب این شیر می باشد که برای جبران این مسئله از یک پشتیبانی بنام ترونیون استفاده کرده اند که از ایجاد این فشار جلوگیری میکند.

از ویژگی‌های مهم شیر توپی شناور اینست که به خوبی در کاربردهای با فشار پایین و متوسط عمل می‌کنند و قابلیت کنترل دقیق جریان دارند. با تغییر میزان بازشدگی توپ، میزان جریان سیال قابل تنظیم است. این قابلیت کنترل دقیق جریان، شیرهای توپی شناور را مورد استفاده در کاربرد‌هایی که نیاز به کنترل دقیق جریان دارند، مانند صنایع پتروشیمی، نیروگاه‌ها و فرآیندهای صنعتی، محبوب می‌سازد.

در مجموع، شیرهای توپی فلوتینگ به دلیل ساختار ساده، عملکرد خوب نشانه‌گذاری، قابلیت استفاده در کاربرد‌های متنوع و قابلیت تحمل فشار بالا و پایین، انتخاب خوبی برای بسیاری از کاربرد‌های صنعتی و صنعت‌های مختلف می‌باشند.

شیر توپی ترونیون (Trunnion Ball Valve):

شیر توپی ترونیون (Trunnion Ball Valve) یک دستگاه اساسی برای تنظیم جریان سیالات مانند بخار، گاز یا روغن در خطوط لوله است. این شیرها طراحی شده‌اند تا با چرخش 90 درجه توپی قادر به مسدود کردن یا اجازه عبور سیال را بدهند. در مرکز این شیرها یک دیسک کروی قرار دارد که با چرخش کنترل می‌شود و جریان سیال را به صورت روشن و خاموش تنظیم می‌کند. این دیسک که به توپ معروف است، دارای یک ساقه کوچک در بالا و پایین است که به صورت مکانیکی پشتیبانی می‌شود. در این حالت، جریان سیال به وسیله موقعیت یک سوراخ در مرکز توپ کنترل می‌شود.
 شیرهای ترونیون برای چنین عملکردی در صنایعی که نیاز به قطع و وصل جریان دارند، بسیار مفید هستند. شیر توپی ترونیون دارای پشتیبانی کافی برای توپ است. این پشتیبانی به شکلی مشابه با یک شافت است و به ترونیون معروف است. ترونیون به تنش اضافی ناشی از جریان سیال پاسخ می‌دهد و در نتیجه فشار روی سیت و توپ شیر را کاهش می‌دهد. شیرهای توپی ترونیون در پروژه‌های بزرگی که نیاز به گشتاور عملکرد کم دارند، استفاده می‌شوند. 

شیر توپی ترونیون در اندازه‌های مختلف در دسترس است و اکثرا برای سایز های بزرگ در کاربرد‌های با فشار بالا و پایین خطوط انتقال بکار می رود. و همانگونه که گفته شد برای چرخش نیاز به گشتاور کمتری نسبت به شیرهای توپی شناور دارد. با اینکه هر دو نوع شیر توپی در برخی از کاربردها موثر هستند، اما چون شیر توپی ترونیون توسعه یافته شیر توپی شناور هستند نسبت به آنها قیمت بالاتری دارند.

عملکرد شیر توپی ترونیون و شیر توپی فلوتینگ

شیر توپی ترونیون و شیر توپی فلوتینگ هر دو یک دستگاه هستند که با کنترل دوره روشن و خاموش کردن، جریان سیالات در خطوط لوله را کنترل می‌کنند. این شیرها دارای عناصری است که برای فعال کردن یا غیرفعال کردن جریان سیال از طریق لوله استفاده می‌شوند. 
شیر توپی ترونیون و شیر توپی فلوتینگ یک دستگاه مکانیکی هستند که با چرخش توپ درون شیر، جریان سیال را کنترل می‌کنند. در حالت ترونیون توپ درون شیر به وسیله یک محور یا شافت ترونیونی پشتیبانی می‌شود. این شافت به بدنه شیر متصل است و توپ قادر به چرخش 90 درجه در اطراف محور شافت است. 

وقتی توپ در جایی قرار دارد که جریان سیال را مسدود می‌کند، سوراخی در توپ بسته است و سیال نمی‌تواند از طریق آن عبور کند. با چرخش توپ به جایی که سوراخ باز شود، جریان سیال به صورت اجازه داده شده عبور می‌کند.  شیرهای توپی ترونیون به علت ساختار پشتیبانی شده خود (ترونیون)، قابلیت تحمل فشار بالا را دارند. این ویژگی آنها را برای استفاده در خطوط لوله‌های بزرگ و با فشار بالا مناسب می‌سازد.

استانداردهای طراحی شیرهای توپی فلوتینگ و ترونیون

استاندارد طراحی شیر توپی ترونیون:

• - API 6D: استانداردی که الزامات طراحی، تولید و آزمون برای شیرهای توپی ترونیون در خطوط لوله‌های استفاده شده در سیستم‌های حمل و نقل لوله‌ای را تعیین می‌کند.
• - API 608: استانداردی که مشخصات طراحی برای شیرهای توپی فلزی استفاده شده در کاربرد‌های صنعتی عمومی را تعریف می‌کند.

استاندارد طراحی شیر توپی فلوتینگ:

• - API 6D: همان استانداردی که برای شیرهای توپی ترونیون ذکر شد، نیز برای شیرهای توپی فلوتینگ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• - API 608: همچنین، استانداردی که برای شیرهای توپی ترونیون استفاده می‌شود، برخی از الزامات طراحی شیرهای توپی فلوتینگ را نیز تعیین می‌کند.

مقررات دقیق و جزئیات استانداردهای طراحی و آزمون برای هر نوع شیر قابلیت استفاده را تضمین می‌کند و به کیفیت و ایمنی آنها کمک می‌کند.

مزایا و معایب شیرهای توپی فلوتینگ و ترونیون

شیرهای فلوتینگ و ترونیون هر دو نوعی از شیرها هستند که در برخی کاربردها استفاده می‌شوند. در ادامه، به برخی از مزایا و معایب هر نوع شیر اشاره می‌کنم:

مزایا شیر فلوتینگ:

1. عملکرد قابل اعتماد: شیرهای فلوتینگ به دلیل ساختار ساده‌تر خود، عملکرد قابل اعتمادی دارند و نیاز به سرویس و نگهداری کمتری دارند.

2. قابلیت باز و بسته شدن سریع: شیرهای فلوتینگ به راحتی قابل باز و بسته شدن هستند و می‌توانند برای فشار های پایین و متوسط در سیستم مورد استفاده قرار گیرند.

3. قابلیت استفاده در فضاهای محدود: به دلیل طراحی ساده و اندازه کوچک (معمولا تا سایز 4 اینچ)، شیرهای فلوتینگ مناسب برای استفاده در فضاهای محدود و سیستم‌های کوچک هستند.

معایب شیر فلوتینگ:

1. محدودیت در کاربردهای غلیظ: شیرهای فلوتینگ برای کنترل مایعات غلیظ و حاوی رسوبات مناسب نیستند.

2. سرعت فرسایش: با توجه به گشتاور بالا در هنگام بستن، فرسایش سیت‌ها و سیل‌ها در شیرهای فلوتینگ بیشتر است.

مزایا شیر ترونیون:

1. کنترل دقیق: شیرهای ترونیون با سیستم کنترل پیچیده‌تر، قابلیت کنترل دقیق‌تری را در مقایسه با شیرهای فلوتینگ دارند.

2. قابلیت استفاده در فشار بالا: شیرهای ترونیون برای استفاده در فشارهای بالا و سیستم‌های بزرگتر مناسب‌تر هستند.

3. قابلیت استفاده در مایعات غلیظ: شیرهای ترونیون مناسب برای کنترل مایعات غلیظ و حاوی رسوبات هستند.

معایب شیر ترونیون:

1. هزینه بالا: شیرهای ترونیون معمولاً هزینه بیشتری نسبت به شیرهای فلوتینگ دارند.

2. نیاز به نگهداری و تعمیرات پیچیده: تعمیرات و نگهداری شیرهای ترونیون ممکن است پیچیده‌تر و زمان‌برتر باشد.

در نهایت، انتخاب بین شیرهای فلوتینگ و ترونیون بستگی به نیازها و شرایط خاص هر کاربرد و سیستم دارد. باید مزایا و معایب هر نوع شیر را با نیازهای خود هماهنگ کرده و بهترین گزینه را انتخاب کنید.

چهار تفاوت اصلی بین شیر توپی ترونیون و شیر توپی فلوتینگ

شیرهای توپی ترونیون و شیرهای توپی فلوتینگ هر دو نوعی از شیرها هستند که برای کنترل جریان سیالات استفاده می‌شوند. این دو نوع شیر در برخی ویژگی‌ها با یکدیگر تفاوت دارند. در ادامه، تفاوت‌های عمده بین شیر توپی ترونیون و شیر توپی فلوتینگ را بررسی می‌کنیم:

1. ساختار و عملکرد:

شیر توپی ترونیون دارای سیستم کنترل پیچیده‌تری است که به وسیلهٔ یک محرک (معمولاً موتور) کنترل می‌شود. این شیرها قادر به کنترل دقیق جریان و فشار مایع هستند. در مقابل، شیر توپی فلوتینگ ساختار ساده‌تری دارد و با تغییر فشار جریان مایع، به صورت خودکار باز و بسته می‌شود.

2. قابلیت استفاده در فشارها و جریان‌های مختلف:

به طور کلی، شیرهای توپی ترونیون قابلیت استفاده در فشارها و جریان‌های بالاتر را دارند. آنها برای کنترل دقیق جریان و فشار در سیستم‌های بزرگ و پیچیده مناسب هستند. در عوض، شیرهای توپی فلوتینگ معمولاً در سیستم‌های کوچکتر و فشارهای پایین‌تر استفاده می‌شوند.

3. قابلیت استفاده در مایعات غلیظ:

شیرهای توپی ترونیون به دلیل ساختار پیچیده‌تر و قابلیت کنترل دقیق، مناسب برای کنترل مایعات غلیظ و حاوی رسوبات هستند. از طرف دیگر، شیرهای توپی فلوتینگ برای کنترل مایعات غلیظ مناسب نیستند و ممکن است با رسوبات مسدود شوند و عملکرد آنها را تحت تأثیر قرار دهند.

4. هزینه:

شیرهای توپی ترونیون معمولاً هزینه بیشتری نسبت به شیرهای توپی فلوتینگ دارند. ساختار پیچیده‌تر و استفاده از محرک‌های خاص می‌تواند هزینه بیشتری را در تهیه و نگهداری این نوع شیرها ایجاد کند.

نتیجه گیری

به طور کلی، شیرهای توپی ترونیون و شیرهای توپی فلوتینگ هر دو نوعی از شیرها هستند که برای کنترل جریان سیالات استفاده می‌شوند. در حالی که هر دو نوع شیر قابلیت کنترل جریان و فشار را دارند، اما در برخی ویژگی‌ها تفاوت دارند. شیرهای توپی ترونیون با ساختار پیچیده‌تر و قابلیت کنترل دقیق‌تر جریان و فشار، مناسب برای استفاده در سیستم‌های بزرگ و پیچیده هستند. آنها قابلیت استفاده در فشارها و جریان‌های بالاتر را دارند و مناسب برای کنترل مایعات غلیظ و حاوی رسوبات هستند. با این حال، هزینه تهیه و نگهداری آنها معمولاً بیشتر است.

در مقابل، شیرهای توپی فلوتینگ ساختار ساده‌تری دارند و با تغییر فشار جریان مایع به صورت خودکار باز و بسته می‌شوند. آنها معمولاً در سیستم‌های کوچکتر و فشارهای پایین‌تر استفاده می‌شوند و هزینه کمتری نسبت به شیرهای توپی ترونیون دارند. با این حال، در کنترل جریان و فشار دقیق ممکن است محدودیت‌هایی داشته باشند و قابلیت استفاده در مایعات غلیظ نداشته باشند.

در انتخاب بین شیرهای توپی ترونیون و شیرهای توپی فلوتینگ، باید نیازها و شرایط خاص هر کاربرد و سیستم را در نظر گرفت. اگر نیاز به کنترل دقیق جریان و فشار و استفاده در سیستم‌های بزرگ و پیچیده وجود دارد، شیرهای توپی ترونیون مناسب‌تر هستند. اگر سیستم کوچکتری دارید و نیاز به کنترل خودکار جریان و فشار با تغییر فشار جریان مایع دارید، شیرهای توپی فلوتینگ مناسب‌تر خواهند بود.

در محیط‌های صنعتی مانند پتروشیمی‌ها، پالایشگاه‌ها، سکوهای نفتی، پمپ بنزین‌ها، سکوهای CNG و سایر مکان‌های مشابه، تجهیزاتی که همزمان با سوخت‌هایی مانند گاز یا بنزین در ارتباط ‌اند و همچنین با تجهیزات الکتریکی در ارتباط‌اند، بدون شک پدیده‌ای طبیعی است. اما ایجاد جرقه در تجهیزات الکتریکی می‌تواند باعث وقوع آتش‌سوزی در این مناطق شود. به همین دلیل، استفاده از تجهیزات ضد انفجار در محیط‌های صنعتی، از جمله پتروشیمی‌ها، پالایشگاه‌ها، سکوهای نفتی، پمپ بنزین‌ها، سکوهای CNG و غیره، امری ضروری است.

تجهیزات ضد انفجار

تجهیزات ضد انفجار شامل تجهیزاتی است که در برابر ورود سیالات قابل اشتعال محافظت شده‌اند یا در برابر جریان الکتریکی عایق شده‌اند. در واقع، تجهیزات ضد انفجار به گونه‌ای طراحی می‌شوند که احتمال نشت جریان الکتریکی (مانند جرقه‌زدن) در آن‌ها وجود نداشته باشد و همچنین از ورود هرگونه سیال قابل اشتعال (گاز، مایع یا گرد و غبار قابل اشتعال) محافظت شده باشند.

استاندارد ضد انفجار ATEX

استاندارد ضد انفجار ATEX (Atmosphères Explosibles) یک استاندارد اروپایی است که در زمینه ایمنی و حفاظت در برابر انفجار در قاره اروپا بسیار مهم است. این استاندارد برای محافظت از افراد، تجهیزات و محیط‌های کاری در مکان‌هایی که ممکن است با جریان‌های قابل اشتعال مواجه شوند، تدوین شده است.

دستورالعمل EC94/9/ATEX برای تولیدکنندگان تجهیزات ضد انفجار و دستورالعمل 1999/92/EC (معروف به دستورالعمل ATEX 137) برای خریداران و کاربران تجهیزات ضد انفجار ارائه شده است. این دستورالعمل‌ها شامل مجموعه‌ای از الزامات فنی، طرح‌ها و استراتژی‌های ایمنی هستند که باید در طراحی، تولید، نصب، استفاده و نگهداری تجهیزات ضد انفجار رعایت شوند.

استاندارد ضد انفجار ATEX شامل موارد زیر است:

1. تقسیم بندی مناطق خطر:

استاندارد ATEX تعریفی دقیق از مناطق خطر را ارائه می‌دهد و محدوده‌هایی را برای تعیین احتمال وقوع جریان‌های قابل اشتعال در محیط‌های مختلف مشخص می‌کند. این تقسیم بندی به عنوان راهنمایی برای انتخاب و استفاده از تجهیزات ضد انفجار استفاده می‌شود.

2. الزامات طراحی و ساخت:

استاندارد ATEX شرایط و الزاماتی را برای طراحی و ساخت تجهیزات ضد انفجار تعیین می‌کند. این شامل استفاده از مواد مقاوم در برابر انفجار، طراحی مناسب، عایق‌های الکتریکی مناسب و سایر موارد است.

3. بررسی و ارزیابی ریسک:

استاندارد ATEX نیازمندی‌هایی را برای ارزیابی و کاهش ریسک انفجار در محیط‌های کاری تعیین می‌کند. این شامل ارزیابی خطرات، تشخیص و کنترل منابع ایجاد جرقه و انفجار، طراحی سیستم‌های ایمنی و آموزش و آگاهی کارکنان است.
استانداردهای دیگر در زمینه تجهیزات ضد انفجار از جمله استانداردهای ATEX، IECEx، NFPA و UL از جمله استانداردهای معتبر و شناخته شده در زمینه تجهیزات ضد انفجار هستند و تولیدکنندگان و کاربران باید این استانداردها را به عنوان راهنمایی برای طراحی، انتخاب، نصب و استفاده از تجهیزات ضد انفجار در نظر بگیرند.

زون بندی تجهیزات ضد انفجار

انواع زون‌ها یا محیط‌های انفجار بر اساس میزان گازها و غبارهای قابل اشتعال در مناطق صنعتی به شرح زیر است:

زون 0:

فضایی که در آن گازهای قابل اشتعال به مدت طوالنی و بیش از 1000 ساعت در سال وجود دارند.

زون 1:

فضایی که در آن گازهای قابل اشتعال به صورت متناوب و بین 10 تا 1000 ساعت در سال وجود دارند.

زون 2:

فضایی که در آن گازهای قابل اشتعال وجود ندارند و در صورت وجود نیز برای مدت کوتاهی (بین 1 تا 10 ساعت در سال) وجود دارند.

زون 20:

فضایی که در آن گرد و غبار قابل اشتعال به مدت طوالنی و بیش از 1000 ساعت در سال وجود دارد.

زون 21:

فضایی که در آن گرد و غبار قابل اشتعال به صورت متناوب و بین 10 تا 1000 ساعت در سال وجود دارد.

زون 22:

فضایی که در آن گازهای قابل اشتعال وجود ندارند و در صورت وجود نیز برای مدت کوتاهی (بین 1 تا 10 ساعت در سال) وجود دارند. این دسته بندی‌ها بر اساس میزان گازها و غبارهای قابل اشتعال در مناطق صنعتی صورت می‌گیرد و هدف آن ایجاد ایمنی و کنترل مناسب برای جلوگیری از وقوع انفجار و حوادث ناگوار مربوط به گازها و غبارهای قابل اشتعال است.

کدخوانی تجهیزات ضد انفجار مطابق استاندارد ATEX

کدگذاری تجهیزات ضدانفجار طبق استاندارد ATEX عبارت است از یک سیستم شماره‌گذاری که مشخصه‌های مهم تجهیزات ضدانفجار را نشان می‌دهد. در این سیستم شماره‌گذاری، هر عدد یا حرف به معنای یک مشخصه خاص است. در زیر توضیحاتی دربارهٔ هر یک از اجزای کدگذاری تجهیزات ضدانفجار طبق استاندارد ATEX آمده است: 

1: ابتدای کد، نشانگر استفاده از استانداردهای اروپایی می باشد.

2: نشانگر استفاده از استاندارد ATEX است که برای تجهیزات ضدانفجار در مناطق خطرناک و قابل انفجار استفاده می‌شود.

3: این شماره نشانگر گروه یا دسته‌بندی تجهیزات است و می‌تواند I یا II باشد.

• I: تجهیزاتی که در معادن استفاده می‌شوند.
• II: تجهیزاتی که در سایر مناطق صنعتی (به جز معادن) استفاده می‌شوند.

4: این شماره نشانگر دسته‌بندی ایمنی تجهیز را نشان می‌دهد و می‌تواند شامل 1M، 2M، 1، 2 و 3 باشد.

• 1M و 2M: تجهیزات مربوط به محیط‌های معدنی هستند.
• 1، 2 و 3: تجهیزات مربوط به محیط‌های غیرمعدنی هستند.

با افزایش اعداد، خطرات حاضر در منطقه صنعتی کاهش می‌یابد. به عبارتی ، عدد 1 تجهیز مناسب زون 0، عدد 2 تجهیز مناسب زون 1 و عدد 3 تجهیز مناسب زون 2 می باشد.

5: در این قسمت، حرف D یا G قرار می‌گیرد و نشانگر نوع خطر قابل انفجار است.

• G: حروف G نمایانگر گاز (Gas) می‌باشد.
• D: حروف D نمایانگر غبار (Dust) می‌باشد.

6: در این قسمت، اگر Ex باشد، نشانگر تجهیزات مطابق استاندارد IEC است؛ و اگر Eex باشد، نشانگر تجهیزات مطابق استاندارد EN است.

7: قسمت هفتم کد ضد انفجار به عنوان بخش مهمی از تعیین نوع حفاظت تجهیز در نظر گرفته می‌شود. این قسمت شامل یک یا دو حرف است که نوع حفاظت و سطح ایمنی تجهیز را نشان می‌دهند.

7. الف) حروف استفاده شده جهت نشان دادن نوع حفاظت در گازها

• D: بدنه ضد انفجار یا Proof Flame که در استانداردهای آمریکایی به عنوان Proof Explosion نیز شناخته می‌شود.
• E: بدنه با ایمنی افزوده یا Safety Increased که جرقه ایجاد نمی‌کند و دمای آن از مقدار تعریف شده تجاوز نمی‌کند.
• I: بدنه ذاتا ایمن یا Safe Intrinsic که در هنگام عملکرد عادی یا خرابی، قادر به اشتعال گازهای اطراف خود نمی‌باشد.
• N: بدنه غیر آتشزا یا Incentive-Non که جرقه ایجاد نمی‌کند و در صورت داشتن قطعات قطع و وصل کننده، از حداکثر تلاش می‌کند تا جلوی آتش سوزی را بگیرد.
• P: بدنه با فشار داخلی یا Protection Pressurized که با بالابردن فشار داخلی، جلوی ورود گازهای قابل اشتعال به داخل تجهیز را می‌گیرد.
• O: بدنه محتوی روغن یا Immersion Oil که قسمت‌های الکتریکی در داخل محفظه‌ای پر از روغن قرار می‌گیرند.
• Q: بدنه محتوی پودری یا ماسه Quartez (Powder/Sand) که جرقه حاصل از قطعات الکتریکی را ایجاد نمی‌کند.
• M: بدنه کاملاً مسدود یا Moulding که قطعات مستعد انفجار در داخل محفظه‌ای جاسازی شده و امکان ورود گازها به داخل بدنه وجود ندارد.
• S: بدنه مخصوص یا Special که به صورت سفارشی ساخته می‌شود و در بازار صنعتی موجود نیست.

7. ب) حروف استفاده شده جهت نشان دادن نوع حفاظت در غبارها

در مورد نشان دادن نوع حفاظت در برابر غبارات قابل اشتعال، از حروف M، I و P استفاده می‌شود. این حروف نشان می‌دهند که تجهیزات مورد نظر حفاظت شده توسط محافظ بسته هستند و محفظه اطراف قطعات به گونه‌ای طراحی شده است که کاملاً بسته است و از نفوذ ذرات گرد و غبار قابل اشتعال به داخل خود جلوگیری می‌کند.

7. ج) حروف استفاده شده جهت نشان دادن سطح ایمنی

در مورد نشان دادن سطح ایمنی تجهیزات، حروف c، b و a استفاده می‌شوند. حرف a نمایانگر سطح ایمنی بسیار بالا است و مناسب برای استفاده در زون‌های 0، 1 و 2 می‌باشد. حرف b نمایانگر سطح ایمنی بالا است و مناسب برای استفاده در زون‌های 1 و 2 می‌باشد. حرف c نمایانگر سطح ایمنی متوسط است و مناسب برای استفاده در زون 2 می‌باشد.

در مورد تجهیزات Ex، اگر قطعات در محفظه‌های کاملاً مسدود شده قرار گیرند و بدون تماس با گازهای اطراف باشند، با CnEx نمایش داده می‌شوند. اگر قطعات در محفظه‌هایی قرار گیرند که گازهای اطراف تا حدی وارد محفظه شوند به گونه‌ای که جرقه نتواند سبب ایجاد انفجار شود، با RnEx نمایش داده می‌شوند. و اگر این تجهیزات شامل قطعات جرقه‌زا نباشند، با ExnA نمایش داده می‌شوند.

8: این شماره کد مربوط به گروه‌های گازی و گروه‌های گرد و غبار قابل انفجار می باشد که به شکل زیر تقسیم بندی می کند:

گروه‌های گازی:

• گروه IIA: شامل گازهای پروپان مانند استیک اسید، بوتان، آمونیاک، پروپان، گازولین، متان و متانول و غیره می‌باشد.
• گروه IIB: شامل گازهای اتیلن در کنار گروه قبلی و گازهایی نظیر اتیلن، دی‌اتیل‌اتر و اتانول و غیره می‌باشد.
• گروه IIC: شامل گازهای هیدروژن در کنار دو گروه قبلی و گازهای دیگری نظیر استیلن و هیدروژن و غیره می‌باشد.

گروه‌های گرد و غبار قابل انفجار:

• گروه IIIA: شامل غبارها و فیبرهای قابل اشتعال می‌باشند.
• گروه IIIB: شامل غبارها و فیبرهای گروه قبلی به علاوه غبارها و فیبرهای نارسانا می‌باشند.
• گروه IIIC: شامل غبارها و فیبرهای دو گروه قبلی به علاوه غبارها و فیبرهای رسانا می‌باشند.

9: در قسمت نهم، کلاس‌های دمایی برای نمایش بیشترین دماهایی که سطح یک تجهیز می‌تواند داشته باشد، تعریف شده است. این کلاس‌ها عبارتند از:

• کلاس T1: نمایانگر بیشترین دمای 450 درجه سلسیوس می‌باشد.
• کلاس T2: نمایانگر بیشترین دمای 300 درجه سلسیوس می‌باشد.
• کلاس T3: نمایانگر بیشترین دمای 200 درجه سلسیوس می‌باشد.
• کلاس T4: نمایانگر بیشترین دمای 135 درجه سلسیوس می‌باشد.
• کلاس T5: نمایانگر بیشترین دمای 100 درجه سلسیوس می‌باشد.
• کلاس T6: نمایانگر بیشترین دمای 85 درجه سلسیوس می‌باشد.

این کلاس‌ها برای نشان دادن سطح دما و تحمل تجهیزات در مقابل دما استفاده می‌شوند. بنابراین، به عنوان مثال، اگر یک تجهیز برچسب T3 داشته باشد، این به معنی آن است که بیشترین دمای تحمل شده توسط سطح آن تجهیز 200 درجه سلسیوس است.

10:  قسمت شماره 10، سطح حفاظت تجهیز را نشان می‌دهد. برای محیط‌های گازی، سطح حفاظت می‌تواند شامل Gb، Ga و Gc باشد. برای محیط‌های گرد و غبار، سطح حفاظت می‌تواند شامل Dc، Db و Da باشد. این سطح‌های حفاظت به شرح زیر تعریف می‌شوند:

• Da، Ga: سطح حفاظت تجهیزات قرار گرفته در زون صفر.
• Db، Gb: سطح حفاظت تجهیزات قرار گرفته در زون یک.
• Dc، Gc: سطح حفاظت تجهیزات واقع شده در زون دو.

این سطوح حفاظت نشان می‌دهند که تجهیزات مورد استفاده در هر زون محیط با گازها یا گرد و غبارهای قابل انفجار چه سطح حفاظتی دارند. انتخاب سطح حفاظت مناسب برای تجهیزات، بر اساس خطرات موجود در هر زون و نیاز به حفاظت در برابر آنها تعیین می‌شود.

نتیجه گیری

با توجه به اطلاعاتی که ارائه شده، می‌توان نتیجه گرفت که استاندارد ضد انفجار ATEX (Atmosphères Explosibles) یک استاندارد بین‌المللی است که برای حفاظت در مقابل خطرات انفجار در محیط‌های گازی و گرد و غباری استفاده می‌شود. این استاندارد شامل دسته‌بندی مناطق خطر، گروه‌بندی گازها و گرد و غبارها، کلاس‌بندی دماها و تعیین سطوح حفاظت تجهیزات است.

براساس استاندارد ATEX، مناطق خطر در محیط‌های گازی به سه زون (صفر، یک و دو) تقسیم می‌شوند و مناطق خطر در محیط‌های گرد و غباری به سه کلاس (Da، Db و Dc) تقسیم می‌شوند. در هر یک از این زون‌ها و کلاس‌ها، سطوح حفاظت تجهیزات مشخص می‌شوند. برای مثال، سطوح حفاظت تجهیزات در محیط‌های گازی شامل Gb، Ga و Gc هستند، و سطوح حفاظت تجهیزات در محیط‌های گرد و غباری شامل Dc، Db و Da هستند.

استاندارد ATEX از طریق تعیین دستورالعمل‌ها و مشخصات فنی، به تجهیزات کارخانه‌ها و محیط‌های صنعتی کمک می‌کند تا از بروز انفجار و خطرات احتمالی جلوگیری کنند و ایمنی کارکنان را تضمین کنند.

فلوسوئیچ یا سوئیچ جریان (Flow Switch) یک دستگاه است که برای کنترل و نظارت بر جریان مایعات و گازها استفاده می‌شود. این سوئیچ‌ها معمولاً شامل یک سنسور حسگر و واحد سوئیچینگ می‌باشند.
حسگر برای تشخیص حضور یا عدم حضور جریان استفاده می‌شود. واحد سوئیچینگ، سیگنال حاصل از حسگر را تفسیر می‌کند و در صورتی که جریان سیال را تشخیص دهد که از مقدار تنظیم شده بیشتر یا کمتر است، اقدام به فعال‌سازی آلارم یا اتصال/قطع دستگاه‌های دیگر مانند پمپ می‌کند.

استفاده از فلوسوئیچ‌ها در صنایع مختلف برای کنترل جریان مایعات، گازها و بخارها بسیار رایج است. آن‌ها به عنوان یک ابزار حفاظتی عمل می‌کنند تا در صورت وقوع مشکلاتی مانند افزایش ناگهانی یا کاهش قابل توجه جریان، سیستم را محافظت کنند. همچنین، فلوسوئیچ‌ها می‌توانند برای اندازه‌گیری دقیق جریان و کنترل آن در سیستم‌ها استفاده شوند.

در کل، فلوسوئیچ‌ها وظیفه کنترل جریان را بر عهده دارند و با تشخیص وجود یا عدم وجود جریان، سیگنال قطع یا وصل را به دستگاه‌های دیگر ارسال می‌کنند.

عملکرد فلوسوئیچ

فلوسوئیچ‌ها (Flow Switches) به منظور سنس کردن دبی سیال یا هوا با استفاده از یک شیر داخلی درون سوئیچ استفاده می‌شوند. یک واحد سوئیچینگ، سیگنالی که توسط شیر ارسال می‌شود را تشخیص می‌دهد و سیگنال الکتریکی را افزایش یا کاهش می‌دهد. این واحد سوئیچینگ می‌تواند یک پمپ یا شیر را روشن یا خاموش کند تا دبی مناسب در سیستم حفظ شود. فلوسوئیچ‌ها قادرند برای نظارت بر خصیصه‌های دبی مانند حجم، سرعت و فشار و همچنین تنظیم هر تغییری که رخ می‌دهد، استفاده شوند. این دستگاه‌ها می‌توانند به شناسایی مشکلات در سیستم‌ها کمک کنند.

انواع فلوسوئیچ

فلوسوئیچ تیغه ای یا پدالی (Paddle Flow Switch):

فلوسوئیچ تیغه ای یا پدالی دارای یک پره (تیغه) است که در تأثیر جریان مایع به حرکت در می‌آید. وقتی جریان مایع پره را به حد تنظیم شده‌ای می‌رساند، سیگنال الکتریکی برای واکنش ارسال می‌شود. این فلوسوئیچ‌ها برای کنترل جریان مایع در دیگ بخار، سیستم‌های تهویه مطبوع، کنترل دمپرها بر اساس جریان، و محافظت از تجهیزات مانند پمپ‌ها، موتورها، چیلرها و سیستم‌های خنک‌کننده، سیستم‌های اطفاء حریق، دستگاه‌های پزشکی و سایر تجهیزات که نیاز به بررسی عبور مایع دارند، استفاده می‌شوند.

فلوسوئیچ پیستونی (Piston Flow Switch):

این فلوسوئیچ از یک پیستون و یک فنر تشکیل شده است. پیستون با جریان سیال به حرکت در می‌آید و سیستم را کنترل می‌کند. فنر پیستون را به حالت اولیه برمی‌گرداند. فلوسوئیچ پیستونی در سیستم‌هایی که جریان سیال در آنها پایین است، مانند خطوط خنک‌کننده و سیستم‌های روغن‌کاری با فشار بالا، استفاده می‌شود. این نوع فلوسوئیچ در تشخیص جریان کم در خطوط خنک‌کننده، سیستم‌های روغنکاری فشار بالا، و در مورد عبور سیال‌هایی مانند روغن، هوا، آب و گازها کاربرد دارد.

فلوسوئیچ ترمال یا گرمایشی (Thermal Flow Switch):

فلوسوئیچ ترمال یا گرمایشی بر اساس انتقال حرارت از طریق همرفت عمل می‌کند. این فلوسوئیچ دارای دو سنسور دما است، یکی از سنسور قرار داده شده در مسیر جریان و دیگری در خارج از مسیر جریان. وقتی جریان گاز وجود دارد، حرارت از سنسور داخلی به سنسور خارجی منتقل می‌شود و دما در سنسور داخلی بالا می‌رود. این تغییر دما سیگنال الکتریکی را فرستاده و فلوسوئیچ را فعال می‌کند. فلوسوئیچ ترمال برای کنترل جریان در سیستم‌های گرمایشی، خنک‌کننده‌ها، و سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شود.

فلوسوئیچ توربینی (Turbine Flow Switch):

فلوسوئیچ توربینی در مواردی که جریان مایع کم و همچنین دما و فشار فرآیند پایین باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فلوسوئیچ‌ها دارای یک توربین هستند که با جریان مایع به حرکت در می‌آیند و سیگنال الکتریکی را تولید می‌کنند. فلوسوئیچ توربینی برای کنترل جریان مایع در سیستم‌هایی مانند فلوسوئیچ‌های پیکیج استفاده می‌شود.
 
همه این انواع فلوسوئیچ‌ها برای کنترل جریان مایع در انواع صنایع و سیستم‌های مختلف استفاده می‌شوند و بسته به نیازهای خاص هر سیستم، از یکی از این فلوسوئیچ‌ها استفاده می‌شود.

کاربردهای فلوسوئیچ

فلوسوئیچ‌ها کاربردهای گسترده‌ای در صنعت دارند و معمولاً به دو دسته فلوسوئیچ مایعات و فلوسوئیچ هوا تقسیم می‌شوند. در ادامه، به توضیح کاربردهای هر یک از این دسته‌ها می‌پردازم:

1. فلوسوئیچ مایعات:

پمپ: فلوسوئیچ‌ها در سیستم‌های پمپاژ مایعات برای کنترل جریان و عملکرد پمپ‌ها استفاده می‌شوند.

دستگاه‌های خنک کننده: فلوسوئیچ‌ها در سیستم‌های خنک کننده برای کنترل جریان مایع خنک کننده به کار می‌روند.

آبپاش: در سیستم‌های آبپاشی، فلوسوئیچ‌ها برای تشخیص و کنترل جریان آب استفاده می‌شوند.

آب گرمکن: فلوسوئیچ‌ها در سیستم‌های آب گرمکن برای تشخیص و کنترل جریان آب گرم استفاده می‌شوند.

تهویه مطبوع: در سیستم‌های تهویه مطبوع، فلوسوئیچ‌ها برای کنترل جریان سیالات خنک کننده و گرم کننده به کار می‌روند.

سیستم انتقال مایعات: فلوسوئیچ‌ها به منظور کنترل و مانیتورینگ جریان در سیستم‌های انتقال مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تصفیه آب و کلرزنی: فلوسوئیچ‌ها در سیستم‌های تصفیه آب و کنترل جریان کلر به کار می‌روند.

2. فلوسوئیچ هوا:

تهویه اگزوز: در سیستم‌های تهویه اگزوز خودروها، فلوسوئیچ‌ها برای تشخیص جریان هوای اگزوز استفاده می‌شوند.

تصفیه هوای اتاق و سیستم فیلتر اتاق: فلوسوئیچ‌ها در سیستم‌های تصفیه هوا و کنترل جریان هوای تمیز در محیط‌های داخلی به کار می‌روند.

گرمایش مجرایی: فلوسوئیچ‌ها در سیستم‌های گرمایش مجرایی برای کنترل جریان هوا به کار می‌روند.

سیستم تامین هوا: در سیستم‌های تهویه مطبوع و تهویه هوا، فلوسوئیچ‌ها برای کنترترل جریان هوا و تشخیص حضور آن در سیستم استفاده می‌شوند.

این فقط چند مثال از کاربردهای فلوسوئیچ‌ها در هر دسته است. همچنین، بسته به نوع فلوسوئیچ و نیازهای خاص صنعتی، کاربردهای دیگری نیز وجود دارد. هدف اصلی فلوسوئیچ‌ها در هر دو دسته، تشخیص و کنترل جریان مایعات و هوا در سیستم‌های صنعتی است.

برندهای مطرح فلوسوئیچ

در بازار فلوسوئیچ‌ها، تعداد زیادی برند و تولیدکننده وجود دارد. این برندها همه به عنوان تولیدکنندگان مطرح فلوسوئیچ‌ها شناخته می‌شوند. برخی از برندهای معروف فلوسوئیچ عبارتند از:

1. فلوسوئیچ عیوض تکنیک
2. فلوسوئیچ مدکو (Madeco)
3. فلوسوئیچ E+H (Endress+Hauser)

نکات مهم برای انتخاب فلوسوئیچ و خرید آن

در هنگام خرید و انتخاب فلوسوئیچ، توجه به چند نکته مهم می‌تواند کمک کند تا انتخاب صحیحی انجام شود.

• 1. نوع اتصال
• 2. نوع کانکشن
• 3. رنج جریان
• 4. ویسکوزیته ی
• 5. چگالی سیال
• 6. محل نصب
• 7. ویژگی های خاص
• 8. اعتبار برند
• 9. استانداردها و گواهینامه‌ها

با توجه به این نکات، مهم است که نیازها و مشخصات خاص سیستم را در نظر بگیرید و با تحقیق و مشاوره با تولیدکنندگان و فروشندگان، فلوسوئیچ مناسبی را برای خرید و انتخاب انتخاب کنید.

نتیجه گیری

با توجه به مواردی که در بالا اشاره شد میتوان نتیجه گرفت که فلوسوئیچ، یک دستگاه کنترل جریان سیالات است که در صنایع مختلف به کار می‌رود. با تشخیص تغییرات جریان سیال، سیگنالی تولید می‌کند که می‌تواند برای کنترل سیستم‌های دیگر مورد استفاده قرار گیرد.

لول ترانسمیتر راداری یک دستگاهی است که برای اندازه‌گیری سطح ماده ی موجود در یک مخزن استفاده می‌شود. این دستگاه با استفاده از اصول فیزیکی رادار، فاصله بین دستگاه و ماده ی مخزن را تعیین می‌کند. لول ترانسمیتر راداری از یک فرستنده و یک گیرنده تشکیل شده است. فرستنده امواج راداری را تولید می‌کند و این امواج به سمت ماده ی مخزن ارسال می‌شوند. این امواج راداری از طریق فضا (معمولاً هوا یا گاز) حرکت می‌کنند تا به سطح مخزن برسند.

وقتی امواج راداری به سطح ماده ی مخزن برخورد می‌کنند، بخشی از این امواج توسط ماده ی مخزن جذب می‌شود و بخشی دیگر از امواج از سطح ماده مخزن بازتاب می‌شوند. این امواج بازتابی به سمت گیرنده در لول ترانسمیتر بازتاب می‌شوند. گیرنده امواج راداری را دریافت کرده و بر اساس زمانی که طول می‌کشد تا امواج بازتابی به گیرنده برسند، فاصله بین دستگاه و سطح ماده ی مخزن را محاسبه می‌کند. با توجه به سرعت شناخته شده امواج راداری (که معمولاً نزدیک به سرعت نور است) و زمان بازتاب امواج، لول ترانسمیتر می‌تواند سطح ماده ی موجود در مخزن را با دقت تعیین کند.

انواع لول ترانسمیتر راداری

1. اندازه گیری سطح به روش رادار یا غیر تماسی (Radar Level Measurement):

در این روش از امواج راداری برای اندازه‌گیری سطح ماده ی مخزن استفاده می‌کند. فرستنده سیگنال‌های راداری را تولید کرده و آن‌ها را به طور مستقیم به سطح ماده ی مخزن ارسال می‌کند. امواج راداری با سطح ماده ی مخزن برخورد کرده و بخشی از این امواج بازتاب می‌شود و به سمت گیرنده در لول ترانسمیتر بازتاب می‌شود. با محاسبه زمانی که طول می‌کشد تا امواج بازتابی به گیرنده برسند، فاصله بین دستگاه و سطح ماده ی مخزن تعیین می‌شود. این فاصله سپس به سطح ماده ی مخزن تبدیل می‌شود و می‌تواند به صورت عددی یا در قالب نمایشگر دیجیتال نمایش داده شود.

2. اندازه گیری سطح به روش رادار هدایت شده یا تماسی (Guided Wave Radar/TDR):

در این روش، لول ترانسمیتر راداری از امواج راداری هدایت شده برای اندازه‌گیری سطح ماده ی مخزن استفاده می‌کند. امواج راداری از طریق یک موج بر راهنما (guide wave) انتشار می‌یابند که در نزدیکی سطح ماده ی مخزن قرار دارد. این موجبر راهنما معمولاً یک سیم یا یک لوله فلزی است که امواج را هدایت می‌کند. امواج راداری با سطح ماده ی مخزن برخورد کرده و بخشی از این امواج بازتاب می‌شود و به سمت گیرنده در لول ترانسمیتر بازتاب می‌شود. با تحلیل زمانی که طول می‌کشد تا امواج بازتابی به گیرنده برسند و همچنین شدت امواج بازتابی، می‌توان سطح ماده ی مخزن را تعیین کرد. این اطلاعات سطح ماده ی مخزن نیز می‌تواند به صورت عددی یا در قالب نمایشگر دیجیتال نمایش داده شود. 

هر دو روش اندازه گیری سطح به روش رادار و رادار هدایت شده دقیق و قابل اطمینان هستند و بسته به نیازهای کاربردی و شرایط محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تفاوت بین لول ترانسمیتر راداری با التراسونیک

تفاوت اساسی بین لول ترانسمیتر راداری و التراسونیک در نوع موجی استفاده شده برای اندازه‌گیری سطح است.  لول ترانسمیتر راداری از موج‌های رادیویی استفاده می‌کند که از طبیعت الکترومغناطیسی هستند. این موج‌ها با فرکانس بالا (به طور معمول در حد گیگاهرتز) و با استفاده از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی متناوب تشکیل می‌شوند. سنسور رادار با ارسال این موج‌ها به سطح مورد نظر و دریافت بازتاب آن‌ها، میزان فاصله تا سطح را اندازه‌گیری می‌کند.

در مقابل، سنسور التراسونیک از موج‌های صوتی استفاده می‌کند که ارتعاشات مکانیکی هستند. این موج‌ها با فرکانس پایین‌تر (معمولاً در حد ده‌ها یا صد‌ها کیلوهرتز) و از طریق انتقال ارتعاشات مولکول به مولکول در ماده جامد یا مایع، انتشار می‌یابند. سنسور التراسونیک با ارسال این موج‌ها و دریافت ارتعاشات برگشتی، میزان فاصله تا سطح را اندازه‌گیری می‌کند.

بنابراین، تفاوت اساسی بین لول ترانسمیتر راداری و سنسور التراسونیک در نوع موج استفاده شده برای اندازه‌گیری سطح است. سنسور رادار از موج‌های رادیویی و سنسور التراسونیک از موج‌های صوتی استفاده می‌کند.

عملکرد لول ترانسمیتر راداری

لول ترانسمیتر راداری برای اندازه‌گیری سطح ماده ی مخزن در یک مخزن استفاده می‌شود. عملکرد دقیق این دستگاه به شکل زیر است:

1. تولید امواج راداری: لول ترانسمیتر دارای یک فرستنده است که امواج راداری را تولید می‌کند. این امواج معمولاً در باندهای فرکانسی مایکروویو (مانند فرکانس X یا فرکانس K) قرار دارند. فرستنده سیگنال‌های الکترومغناطیسی را تولید کرده و آن‌ها را به آنتن ارسال می‌کند.

2. ارسال امواج راداری: امواج راداری از طریق آنتن فرستنده به سمت ماده ی مخزن (معمولاً سطح ماده ی مخزن) ارسال می‌شوند. این امواج از طریق فضا (معمولاً هوا یا گاز) حرکت می‌کنند تا به سطح ماده ی مخزن برسند.

3. بازتاب امواج راداری: وقتی امواج راداری به سطح ماده ی مخزن برخورد می‌کنند، بخشی از این امواج توسط ماده ی مخزن جذب می‌شود و بخشی دیگر از امواج از سطح ماده ی مخزن بازتاب می‌شوند. امواج بازتابی به سمت گیرنده در لول ترانسمیتر بازتاب می‌شوند.

4. دریافت امواج راداری: گیرنده لول ترانسمیتر امواج بازتابی را دریافت می‌کند. این امواج با استفاده از آنتن گیرنده به گیرنده منتقل می‌شوند.

5. محاسبه زمان بازتاب: گیرنده زمانی که طول می‌کشد تا امواج بازتابی به آن برسند را محاسبه می‌کند. با توجه به سرعت شناخته شده امواج راداری (که معمولاً نزدیک به سرعت نور است) و زمان بازتاب امواج، فاصله بین دستگاه و سطح ماده ی مخزن قابل تعیین است.

6. نمایش سطح ماده ی مخزن: با توجه به زمان بازتاب امواج راداری و سرعت انتشار آنها، لول ترانسمیتر می‌تواند سطح ماده ی مخزن را با دقت تعیین کند. این اطلاعات سطح ماده ی مخزن معمولاً در قالب یک نمایشگر دیجیتال یا خروجی الکتریکی قابل استفاده برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی است.

برند های مطرح لول ترانسمیتر راداری

چندین برند مطرح در صنعت تولید لول ترانسمیتر راداری وجود دارد. برخی از این برندها عبارتند از:

• 1. Endress+Hauser
• 2. Emerson
• 3. Siemens
• 4. Vega
• 5. ABB

مزایای لول ترانسمیتر راداری

به طور خلاصه، مزایای سنسورهای سطح رادار عبارتند از:

1. اندازه‌گیری دقیق و پیوسته:

سنسورهای سطح رادار قادر به اندازه‌گیری دقیق و پیوسته سطح مواد می‌باشند. آنها قادرند به‌طور دقیق سطح مختلفی از مواد از جمله مایعات، جامدات، پودرها و لجن‌ها را تعیین کنند. این امکان را فراهم می‌کند که فرآیندها به صورت لحظه‌ای نظارت و کنترل شوند.

2. اندازه‌گیری بی‌تماس:

سنسورهای سطح رادار اندازه‌گیری بی‌تماس را فراهم می‌کنند، به این معنی که نیازی به تماس مستقیم با ماده مورد اندازه‌گیری ندارند. این امر منجر به کاهش خطر آلودگی یا آسیب به سنسور در اثر تماس با مواد خورنده یا خطرناک می‌شود.

3. مقاومت در برابر عوامل محیطی:

سنسورهای سطح رادار مقاوم در برابر عوامل محیطی مانند دما، فشار، رطوبت و گرد و غبار هستند. آنها قادرند به صورت موثر در شرایط سخت و چالشی از جمله دماهای بالا، فشارهای بالا و محیط‌های گرد و غباری عمل کنند.

4. سرکوب بازتاب‌های تداخلی:

سنسورهای سطح رادار دارای قابلیت سرکوب بازتاب‌های تداخلی هستند. آنها قادرند سیگنال‌ها یا بازتاب‌های ناخواسته ناشی از موانع، کف‌های بالا، تفوج‌ها و راه‌اندازها را فیلتر کنند و نتایج اندازه‌گیری را دقیق نگه دارند.

5. دامنه کاربرد گسترده:

سنسورهای سطح رادار قابل استفاده در طیف گسترده‌ای از صنایع و کاربردها هستند از جمله فرآیندهای شیمیایی، نفت و گاز، آب و فاضلاب، صنایع غذایی و نوشیدنی، داروسازی و معدن. آنها چند منظوره هستند و می‌توانند در انواع مخازن، مخازن، سیلوها و لوله‌ها نصب شوند.

6. اندازه‌گیری سطح جامدات پودری:

برخلاف برخی از تکنولوژی‌های اندازه‌گیری سطح دیگر، سنسورهای سطح رادار قادر به اندازه گیری سطح جامدات نیز می باشند.

نتیجه گیری

بطور کلی میتوان گفت لول ترانسمیتر راداری از موج‌های رادیویی برای اندازه‌گیری سطح استفاده می‌کند. این موج‌ها با فرکانس بالا (گیگاهرتز) و با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی تولید می‌شوند. از طریق ارسال و دریافت بازتاب موج‌ها، لول ترانسمیتر راداری میزان فاصله تا سطح را اندازه‌گیری می‌کند.

فلومتر اختلاف فشار (DP)، یا فلومترهای فشار تفاضلی، یک نوع فلومتر است که براساس اندازه‌گیری اختلاف فشار سیال در دو نقطه در خطوط لوله، جریان سیال را تخمین می‌زند. این فلومتر با استفاده از ترانسمیترهای فشار، اندازه‌گیری اختلاف فشار را انجام می‌دهد و سپس با استفاده از روابط مشخصی، دبی سیال را محاسبه می‌کند.

فلومتر DP شامل دو نقطه اصلی است: نقطه اندازه‌گیری (مانند اوریفیس پلیت، لوله ونچوری یا فلو نازل) و ترانسمیتر اختلاف فشار. در این فلومتر، جریان سیال از المان اندازه‌گیری عبور می‌کند و اختلاف فشار بین دو طرف المان توسط ترانسمیتر اختلاف فشار اندازه‌گیری می‌شود. سپس با استفاده از قوانین و روابط مشخصی، دبی سیال محاسبه می‌شود.

استفاده از فلومترهای اختلاف فشار به دلیل سادگی و عملکرد قابل اعتماد آنها، بسیار رایج است. این فلومترها قابلیت اندازه‌گیری دبی سیال در تنوعی از مایعات، گازها و بخارها را دارند. با این حال، در شرایطی که عدد رینولدز کوچک است یا افت فشار ناچیزی وجود دارد، دقت این فلومترها ممکن است کاهش یابد و نیاز به فلومترهای دیگری با دقت بالاتر وجود داشته باشد.

روابط و قوانین در محاسبه ی فلو با استفاده از روش اختلاف فشار:

در فلومتر اختلاف فشار (DP)، برای محاسبه دبی سیال از روابط و قوانینی استفاده می‌شود. دو روابط مهم که در این فلومتر استفاده می‌شوند عبارتند از:

رابطه بین اختلاف فشار و دبی سیال به وسیله قانون پوآزی:

Q = C * A * sqrt(dP)

در این رابطه، Q دبی سیال را نشان می‌دهد، C ضریب جریان (که بستگی به شکل و ابعاد المان اندازه‌گیری دارد)، A مساحت مقطع عرضی المان اندازه‌گیری و dP اختلاف فشار بین دو نقطه در خط لوله است.

رابطه بین عدد رینولدز (Reynolds) و ضریب جریان:

Re = (ρ * V * D) / μ

در این رابطه، Re عدد رینولدز را نشان می‌دهد، ρ چگالی سیال، V سرعت سیال، D قطر مقطع مورد نظر و μ ویسکوزیته سیال است. این رابطه نشان می‌دهد که عدد رینولدز بر تراکم جریان و دقت فلومتر تأثیر می‌گذارد.

مقادیر ضریب جریان و دیگر پارامترهای مورد نیاز در این روابط به صورت استاندارد و با استفاده از جداول و نرم‌افزارهای مربوطه تعیین می‌شوند. همچنین، به دلیل پیچیدگی برخی از روابط و تأثیر عوامل متعدد، استفاده از نرم‌افزارهای مهندسی توصیه می‌شود تا دبی سیال به طور دقیق محاسبه شود.

عملکرد فلومترهای اختلاف فشاری

فلومتر فشار تفاضلی یکی از تجهیزات استفاده شده برای اندازه‌گیری فشار است و بر اساس ایجاد یک مانع در مسیر جریان سیال در لوله عمل می‌کند. این مانع باعث ایجاد یک اختلاف فشار استاتیک بین بالادست و پایین‌دست تجهیز می‌شود. این اختلاف فشار استاتیک (که به عنوان اختلاف فشار DP شناخته می‌شود) اندازه‌گیری می‌شود و به عنوان پایه‌ای برای تعیین دبی یا فلو استفاده می‌شود.

میترها یا اندازه‌گیرهای اختلاف فشار، بسیار محبوب هستند و تقریباً 40 درصد از فلومترها یا دبی‌سنج‌های صنعتی که در حال حاضر استفاده می‌شوند، از نوع فلومتر DP با المان اولیه اریفیس پلیت هستند. فلومتر فشار تفاضلی برای اندازه‌گیری فلو با دامنه گسترده و متنوعی از سیالات استفاده می‌شود، شامل انواع مایعات و گازها و حتی مایعات با ویسکوزیته بالا. فلومتر DP یکی از تجهیزات ابزار دقیق محبوب است و محبوبیت آن به دلیل طراحی ساده و هزینه مناسب آن است.

المان اولیه که در مسیر جریان سیال قرار می‌گیرد، با ایجاد یک مانع در لوله، اختلاف فشار در فلومتر DP ایجاد می‌کند. این اختلاف فشار توسط یک المان ثانویه که یک ترانسمیتر اختلاف فشار است، اندازه‌گیری می‌شود. در سیستم نیاز به یک المان سوم نیز وجود دارد که به اندازه‌گیری کمک می‌کند، از جمله لوله‌های ضربه و کانکتورهایی که مسیر فشار بالادست و پایین‌دست را به سمت ترانسمیتر باز می‌کنند.

با ایجاد یک مانع مهندسی‌ای در مسیر لوله، می‌توان از معادله برنولی برای محاسبه نرخ فلو استفاده کرد. زیرا جذر اختلاف فشار ایجاد شده در مانع قرار گرفته بر روی مسیر لوله، با نرخ فلو متناسب است. در اندازه‌گیری فلو توسط فلومتر اختلاف فشاری، توجه به چند نکته مهم ضروری است که در زیر آمده است.

نکات مهم در اندازه‌گیری فلو توسط فلومتر اختلاف فشاری

1. اطمینان حاصل شود که خطوط ضربه از ذرات ورسوبات مسدود نشده‌اند. خطوط ضربه باید به گونه‌ای طراحی شوند که جلوگیری از انسداد آن‌ها توسط ذرات یا رسوبات در مسیر جریان سیال انجام شود.
2. جهت خطوط ضربه باید صحیح باشد. باید به گونه‌ای باشند که جلوگیری از تداخل بین تراکم گازها در مایعات و تراکم مایعات در گازها صورت گیرد. این امر می‌تواند با طراحی واحدهای جداگانه برای گازها و مایعات یا استفاده از فیلترها و جداسازها در خطوط ضربه دست‌یافته شود.
3. اطمینان حاصل شود که کالیبراسیون دوره‌ای باعث کاهش دقت نشود. در فلومترهای اختلاف فشاری ممکن است نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای باشد. در هنگام انجام کالیبراسیون، باید از این امر اطمینان حاصل شود که عملیات کالیبراسیون به دقت اندازه‌گیری تأثیر منفی نمی‌گذارد و دقت دستگاه حفظ می‌شود.

با رعایت این نکات، فلومترهای اختلاف فشاری قادر به دقیق‌ترین اندازه‌گیری فلو هستند و برای کاربردهای صنعتی گسترده‌ای استفاده می‌شوند.

اصل کار فلومتر اوریفیس  (Orifice Meter)

فلومترها را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد: فلومترهای تخمینی و فلومترهای مبتنی بر جابجایی مثبت. فلومترهای جابجایی مثبت جریان را مستقیماً با جابجایی مکانیکی سیال در حجم‌های مشخص در زمان مشخص اندازه‌گیری می‌کنند. از طرف دیگر، فلومترهای تخمینی بر اساس ایجاد یک افت فشار در یک محدودیت در مسیر جریان عمل می‌کنند و این افت فشار را با نرخ جریان مرتبط می‌کنند.

فلومتر اوریفیس یک نوع فلومتر تخمینی است که از یک صفحه اوریفیس با یک سوراخ مرکزی استفاده می‌کند که به صورت هم‌مرکز در یک لوله قرار می‌گیرد تا محدودیت مورد نیاز در مسیر جریان ایجاد شود. این فلومتر بر اساس ایده‌ای کار می‌کند که کاهش مساحت جریان باعث افزایش سرعت و کاهش فشار می‌شود. الگوی جریان نمونه‌ای در طول صفحه اوریفیس در نمودار زیر نشان داده شده است.
 
وقتی سیال از طریق لوله جریان می‌یابد، با صفحه اوریفیس مواجه می‌شود که باعث محدودیت در مسیر جریان می‌شود. هنگامی که سیال از طریق محدوده کوچکتر اوریفیس عبور می‌کند، سرعت آن افزایش می‌یابد و طبق قانون برنولی، فشار آن کاهش می‌یابد. افت فشار در سراسر صفحه اوریفیس با استفاده از نقاط فشاری که در ابتدا و انتهای اوریفیس قرار دارند، اندازه‌گیری می‌شود. اختلاف فشار بین این دو نقطه به طور مستقیم با نرخ جریان سیال مرتبط است. این افت فشار به طور معمول با استفاده از یک ترانسمیتر فشار تفاضلی اندازه‌گیری می‌شود.

ارتباط بین افت فشار و نرخ جریان با استفاده از قانون برنولی و قانون پیوستگی توصیف می‌شود. با تعیین دقیق فلومتر اوریفیس و داشتن اطلاعات خاص در مورد صفحه اوریفیس، مانند قطر و شکل آن، می‌توان نرخ جریان را بر اساس افت فشار انداری به طور دقیق تعیین کرد. مهم است به این نکته اشاره شود که فلومتر اوریفیس نیاز به کالیبراسیون دقیق و در نظر گرفتن عواملی مانند خواص سیال، عدد رینولدز و نوع صفحه اوریفیس دارد. این عوامل ممکن است بر دقت و عملکرد فلومتر اوریفیس تأثیر بگذارند.

در کل، فلومتر اوریفیس در صنایع مختلف برای اندازه‌گیری نرخ جریان سیالات، مانند گازها و مایعات، در لوله‌ها به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.

اصل کار فلومتر ونچوری (Venturi Meter)

فلومتر اوریفیس یکی از فلومترهای تخمینی پرکاربرد است، اما واقعیت این است که همچنین فلومترهای تخمینی دیگری نیز وجود دارند که بر اساس همان اصل ایجاد محدودیت برای اندازه‌گیری غیرمستقیم نرخ جریان از تفاوت فشار عمل می‌کنند. یکی از دستگاه‌های مشابه فلومتر اوریفیس، فلومتر ونچوری است.

فلومتر ونچوری نیز یک فلومتر تخمینی است که برای اندازه‌گیری نرخ جریان سیال در لوله‌ها استفاده می‌شود. این فلومتر نیز بر اساس اصل برنولی عمل می‌کند و با ایجاد یک محدودیت در مسیر جریان، باعث افزایش سرعت سیال و کاهش فشار آن می‌شود. با نصب یک قسمت مخروطی در لوله، به نام " ونچوری "، جریان سیال از قسمت محدودیتی عبور می‌کند. این قسمت مخروطی باعث افزایش سرعت سیال می‌شود و در قسمت بعدی از ونچوری ، که به عنوان یک قسمت گسترده‌تر شناخته می‌شود، سرعت سیال کاهش می‌یابد و فشار آن افزایش می‌یابد.  

با اندازه‌گیری تفاوت فشار بین قسمت محدودیت و قسمت گسترده‌تر ونچوری ، می‌توان نرخ جریان سیال را تخمین زد. این فلومتر نیز به عنوان یک جایگزین قابل توجه برای فلومتر اوریفیس استفاده می‌شود و در برخی موارد می‌تواند دقت بیشتری ارائه دهد.

هر دو فلومتر اوریفیس و ونچوری مزایا و محدودیت‌های خود را دارند و استفاده از هر یک بستگی به شرایط و نیازهای خاص کاربرد دارد. انتخاب بین این دو فلومتر معمولاً بر اساس عواملی مانند نوع سیال، محدودیت فضایی، دقت مورد نیاز و هزینه صورت می‌گیرد.

اصل کار فلو نازل (Flow Nozzle Meter)

فلو نازل (FLOW NOZZLE) یکی از انواع فلومترهای تخمینی است که برای اندازه‌گیری نرخ جریان سیال در لوله‌ها استفاده می‌شود. اصل کار فلو نازل بر اساس ایجاد محدودیت در مسیر جریان سیال است. 

وقتی سیال وارد نازل می‌شود، آرام و به صورت صاف وارد قسمتی از نازل می‌شود که به آن "حلقه" می‌گویند. در این قسمت، سطح نازل به تدریج همگرا می‌شود و به علت این همگرایی، فشار سیال تا رسیدن به قسمتی به نام "حلقه گلو" به طور مداوم کاهش می‌یابد. در نقطه حلقه گلو، مساحت نازل به حداقل مقدار خود می‌رسد. فشار سیال در این نقطه حداقل مقدار خود را دارد و به طور معمول با نمایش p2 نشان داده می‌شود. بعد از عبور از حلقه گلو، سیال به سمت پایین لوله حرکت می‌کند و فشار حداقل مقدار خود را به طولی کوتاهی حفظ می‌کند. 

برای اندازه‌گیری نرخ جریان سیال به وسیله فلو نازل، یک سنسور فشار تفاضلی بین دو نقطه به نام نقطه 1 و نقطه 2 نصب می‌شود. این سنسور فشار تفاضلی فشار مختلف بین دو نقطه را ثبت می‌کند (p1-p2) که تفاوت فشار بین این دو نقطه نشانگر نرخ جریان سیال از طریق لوله می‌شود. با کالیبره کردن فلو نازل، می‌توان این تفاوت فشار را به نرخ جریان سیال تبدیل کرد.

در کل، فلو نازل با ایجاد محدودیت در مسیر جریان سیال و اندازه‌گیری تفاوت فشار بین دو نقطه، امکان تخمین نرخ جریان سیال را فراهم می‌کند.

کاربرد فلومترهای اختلاف فشاری

فلومتر اختلاف فشاری (DP) در برخی کاربردها به عنوان یک تجهیز اندازه‌گیری محبوب است. در زیر، برخی از کاربردهای اصلی فلومتر اختلاف فشاری را برای کنترل و ایمنی در صنایع مختلف بررسی می‌کنیم:

کنترل فلو (دبی):

فلومترهای اختلاف فشاری به طور گسترده در صنایع مختلف برای اندازه‌گیری و کنترل دقیق دبی سیالات استفاده می‌شوند. با اندازه‌گیری اختلاف فشار در مانع فلومتر، دبی سیال قابل تعیین است. این اطلاعات به سیستم کنترل فرآیند کمک می‌کنند تا دبی سیال را در محدوده مطلوب نگه دارند و به عنوان مثال، در کنترل دبی سیال و تنظیم سرعت جریان در خطوط لوله استفاده می‌شوند.

کنترل مواد ترکیبی:

در صنایعی مانند صنایع شیمیایی و داروسازی، برخی محصولات به صورت ترکیبی از مواد تشکیل می‌شوند. در این موارد، دبی سنج اختلاف فشاری می‌تواند به کنترل دقیق و تنظیم نسبت دقیق مواد تشکیل دهنده محصول در فرآیند تولید کمک کند. با اندازه‌گیری دبی سیالات مختلف، میزان مواد تشکیل دهنده را می‌توان بر اساس نسبت دقیق تنظیم کرد.

بهبود راندمان تولید:

اندازه‌گیری دقیق دبی سیالات و کنترل آن در صنایع تولید، می‌تواند به بهبود راندمان فرآیند کمک کند. با کنترل دبی سیال در ابتدا و انتهای خط تولید، می‌توان مطمئن شد که مواد با دقت و تناسب صحیح در فرآیند تولید استفاده می‌شوند و محصولات با کیفیت بالا تولید می‌شوند.

بهبود ایمنی:

فلومترهای اختلاف فشاری می‌توانند در بهبود ایمنی فرآیندهای صنعتی نقش مهمی ایفا کنند. با اندازه‌گیری فشار تفاضلی در فلومتر، می‌توان خطراتی مانند سرریز شدن مخازن و کنترل راکتور را کاهش داد. این اطلاعات از جمله اطلاعات ایمنی است که به سیستم کنترل فرآیند می‌رسد و در صورت وقوعخطرات، اقدامات ایمنی لازم را انجام می‌دهد.
بنابراین، فلومتر اختلاف فشاری (DP) در کنترل دبی، بهبود راندمان تولید و افزایش ایمنی در صنایع مختلف استفاده می‌شود.

نتیجه گیری

در نتیجه، فلومترهای اختلاف فشاری مانند فلو نازل، فلومتر اوریفیس و فلومتر ونچوری بر اساس ایجاد محدودیت در مسیر جریان سیال عمل می‌کنند و با اندازه‌گیری تفاوت فشار بین دو نقطه، نرخ جریان سیال را تخمین می‌زنند. این فلومترها در برخی موارد دقت بالا و قابلیت استفاده در شرایط مختلف را به ارمغان می‌آورند. با کالیبره کردن این فلومترها، می‌توان نتایج دقیقتری در مورد نرخ جریان سیال به دست آورد.

دیتالاگر یک ابزار الکترونیکی است که با استفاده از حسگرهای مختلف، داده‌های تعریف شده توسط کاربر را درون پردازشگر خود ذخیره می‌کند. این داده‌ها می‌توانند شامل انواع پارامترها مانند دما، جابجایی، جریان، فشار، ولتاژ، مقاومت و بسیاری پارامترهای دیگر باشند. دیتالاگرها معمولاً به صورت یک جعبه کوچک و قابل حمل طراحی شده‌اند و اجزای مختلفی از جمله سنسورها، مدارات بهبود سیگنال و مدارهای مبدل آنالوگ به دیجیتال را شامل می‌شوند.

سخت‌افزار دیتالاگر سیگنال‌های ورودی را به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌کند و سپس این داده‌ها را در ذخیره‌سازی بلندمدت مانند کارت حافظه یا رایانه ذخیره می‌کند. برای استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده، دیتالاگرها معمولاً دارای نمایشگر خود هستند که این داده‌ها را نمایش می‌دهد.
همچنین، داده‌ها می‌توانند از طریق رابط کابل دیتالاگر به کامپیوتر منتقل شوند و با استفاده از نرم‌افزار مخصوص دیتالاگر، می‌توان آنها را مشاهده و تحلیل کرد.

مزیت اصلی دیتالاگرها، قابلیت جمع‌آوری و ثبت داده‌ها برای مدت طولانی است. این به معنای این است که دیتالاگرها می‌توانند به طور خودکار داده‌ها را از حسگرها دریافت و در طول زمان آنها را ثبت کنند، بدون نیاز به مراقبت و نظارت مستمر کاربر. این ویژگی به کاربر امکان می‌دهد تا تصویر جامع و دقیقی از شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و غیره بدست آورد.

کاربرد دیتالاگر

دیتالاگرها در محدوده وسیعی از کاربردها استفاده می‌شوند، از آزمایشگاه‌ها و تست و اندازه‌گیری تا پروژه‌هایی که نیاز به جمع‌آوری و ذخیره داده‌های مختلف مانند صدا و تصویر دارند. همچنین، بعضی دیتالاگرها قابلیت تحلیل آنلاین و آفلاین داده‌ها را نیز دارند، به این معنی که می‌توانند داده‌ها را در زمان واقعی تحلیل کنند یا داده‌ها را بعداً به کامپیوتر منتقل کرده و در آنجا تحلیل کنند. در کاربردهای صنعتی، دیتالاگرها می‌توانند در اندازه‌گیری و ثبت داده‌های فرآیندهای تولیدی، مانیتورینگ و کنترل کیفیت، آزمایشگاه‌های علوم و صنایع، پایش سلامتی و خرابی ماشین‌آلات، تحقیقات علمی و بسیاری موارد دیگر استفاده شوند.

در کل، دیتالاگرها ابزاری قدرتمند برای جمع‌آوری، ثبت و تحلیل داده‌ها هستند. آنها به کاربران امکان می‌دهند تا داده‌های محیطی را به صورت مستقل و بدون نیاز به حضور مستمر در محل جمع‌آوری کنند و در زمان‌های مختلف از آنها بهره‌برداری کنند.

عملکرد دیتالاگرها

عملکرد اصلی دیتالاگرها عبارت است از:

جمع‌آوری داده‌ها

دیتالاگرها با استفاده از سنسورها ورودی‌های فیزیکی را تشخیص می‌دهند و به سیگنال‌های الکترونیکی تبدیل می‌کنند.

تبدیل به داده‌های باینری

سیگنال‌های الکترونیکی به داده‌های باینری تبدیل می‌شوند، که به صورت دنباله‌ای از صفر و یک‌ها باشند.

ذخیره سازی داده‌ها

داده‌های باینری ثبت شده را به رایانه یا حافظه مورد نظر منتقل می‌کنند.

تحلیل داده‌ها

با استفاده از نرم‌افزارهای مخصوص، داده‌های ثبت شده را می‌توان تحلیل و بررسی کرد و نتایج را به صورت گرافیکی یا عددی نمایش داد.

در کل، دیتالاگرها وظیفه ثبت و ذخیره داده‌های فیزیکی را دارند و با استفاده از سنسورها و تبدیل کننده‌های الکترونیکی، این داده‌ها را به داده‌های باینری تبدیل کرده و در رایانه یا حافظه مورد نظر ذخیره می‌کنند. این امکان را به ما می‌دهند که داده‌های فیزیکی را به صورت دقیق ثبت و تحلیل کنیم و از آنها برای پژوهش‌ها، بررسی‌های علمی و کنترل فرآیندها استفاده کنیم. 

انواع دیتالاگر

برخی از انواع رایج دیتالاگرها را بر اساس کاربردها بصورت زیر می باشد:

دیتالاگر دما و رطوبت:

این دیتالاگرها برای اندازه‌گیری و ثبت دما و رطوبت در محیط‌ها استفاده می‌شوند، مانند دیتالاگرهای آمونیاک، دیتالاگرهای دما و رطوبت آزمایشگاهی و غیره.

دیتالاگر فشار:

این دسته از دیتالاگرها برای اندازه‌گیری و ثبت فشار در فرآیندها و سیستم‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند دیتالاگرهای فشار خون، دیتالاگرهای فشار گاز و غیره. 

دیتالاگر ولتاژ و جریان الکتریکی:

این دسته از دیتالاگرها برای اندازه‌گیری و ثبت ولتاژ و جریان الکتریکی در مدارها و تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌شوند، مانند دیتالاگرهای ولتاژ و جریان دیجیتال.

دیتالاگر لرزش، کشش، جابجایی و غیره:

این دیتالاگرها برای اندازه‌گیری و ثبت پارامترهای فیزیکی مانند لرزش، کشش، جابجایی و فشار استفاده می‌شوند، مانند دیتالاگرهای لرزش‌سنج و دیتالاگرهای کشش سنج.

همچنین، هر نوع دیتالاگر می‌تواند تک کاناله (برای اندازه‌گیری یک سنسور) یا چند کاناله (برای اندازه‌گیری همزمان چندین سنسور) باشد. این وابسته به نیازها و مشخصات پروژه و سیستم است که داده‌ها در آن ذخیره می‌شوند.

اجزاء دیتالاگر

اجزاء یک دیتالاگر عموماً شامل موارد زیر است:

1. سنسورها: سنسورها وظیفه تشخیص و اندازه‌گیری پارامترهای فیزیکی را دارند. برخی از مثال‌های سنسورها عبارتند از سنسورهای دما، فشار، رطوبت، سرعت، شتاب، ژیروسکوپ و غیره. سنسورها می‌توانند به صورت آنالوگ یا دیجیتال عمل کنند و اطلاعات را به دیتالاگر ارسال می‌کنند.

2. مدارهای بهبود سیگنال: برخی از سنسورها ممکن است نیاز به تقویت یا کاهش سیگنال داشته باشند تا به درستی تشخیص داده شوند. مدارهای بهبود سیگنال مثل تقویت کننده‌ها (آمپلی‌فایرها) و کاهنده‌های نویز (آتنوآیزرها) برای افزایش قدرت یا کاهش نویز سیگنال استفاده می‌شوند.

3. مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC): مبدل آنالوگ به دیجیتال مسئول تبدیل سیگنال آنالوگی از سنسورها به داده‌های دیجیتال است. ADC اندازه‌گیری‌های آنالوگ را به فرمت دیجیتال (به صورت دنباله‌ای از صفر و یک‌ها) تبدیل می‌کند تا بتوانند در رایانه یا حافظه ذخیره شوند.

4. مدارهای تقویت و پردازش دیجیتال: بعضی از دیتالاگرها دارای مدارهای تقویت دیجیتال هستند که به تحلیل و پردازش داده‌های دیجیتال کمک می‌کنند. این مدارها می‌توانند عملیات‌های ریاضی مانند جمع و تفریق، فیلترینگ، تحلیل طیفی و غیره را انجام دهند.

5. حافظه: دیتالاگرها معمولاً دارای حافظه داخلی هستند که برای ذخیره سازی داده‌های ثبت شده استفاده می‌شود. حافظه می‌تواند یک حافظه فلش داخلی یا کارت حافظه جانبی مانند کارت حافظه SD باشد.

6. نمایشگر: برخی از دیتالاگرها دارای نمایشگر هستند که به کاربر امکان مشاهده پارامترها، نمودارها یا داده‌های ثبت شده را می‌دهد. این نمایشگرها می‌توانند LCD، OLED یا LED باشند.

7. پورت‌ها و رابط‌ها: دیتالاگرها معمولاً دارای پورت‌ها و رابط‌های مختلفی هستند که به اتصال دیتالاگر به سایر دستگاه‌ها و رایانه‌ها کمک می‌کنند. برخی از این رابط‌ها شامل USB، Ethernet، RS-232، وایرلس (بی‌سیم) و بلوتوث می‌باشند.

8. نرم‌افزار دیتالاگر: دیتالاگرها همچنین نیاز به نرم‌افزار دارند که بر روی رایانه یا دستگاه هدف نصب می‌شود. این نرم‌افزار به کاربر امکان جمع‌آوری، آنالیز و نمایش داده‌های ثبت شده را می‌دهد. نرم‌افزار معمولاً دارای امکاناتی مانند نمایش زمان‌بندی، نمودارها، جدول‌ها، تحلیل داده و ذخیره سازی داده‌ها در فرمت‌های مختلف است.

9. کابل‌ها: کابل‌ها به عنوان رابط بین دیتالاگر و رایانه برای انتقال داده‌های ثبت شده بر روی رایانه استفاده می‌شوند. این کابل‌ها می‌توانند از نوع USB، RS-232، Ethernet و غیره باشند.

این اجزاء معمولاً در دیتالاگرها استفاده می‌شوند، اما با توجه به نوع و کاربرد دیتالاگر، اجزاء دیگری نیز ممکن است در آن وجود داشته باشد.

کاربردهای دیتالاگر

کاربردهای دیتالاگر به شکل زیر مرتب می‌شوند:
1. ذخیره در ایستگاه هواشناسی بدون مراقبت
2. ذخیره در ایستگاه‌های بدون مراقبت هیدروگرافی
3. ذخیره خودکار رطوبت خاک
4. ذخیره خودگار فشار گاز
5. شمارش ترافیک جاده
6. اندازه‌گیری دما و رطوبت مواد فاسدشدنی در حین انتقال محموله
7. مانیتورینگ فرایند برای نگهداری و عیب‌یابی کاربردها
8. تحقیقات حیات وحش
9. اندازه‌گیری لرزش و شرایط حمل در صنعت توزیع
10. مانیتورینگ سطح مخزن
11. مانیتورینگ محیط زیست
12. آزمایش خودرو
13. مانیتورینگ وضعیت رله در سیگنال دهی راه‌آهن
14. ذخیره‌سازی نمودار بارگذاری الکتریکی برای مدیریت مصرف انرژی
15. مانیتورینگ خطوط لوله نفت و گاز

همچنین، اخیراً دیتالاگرها در داروخانه‌ها برای ثبت دما و رطوبت الزامی شده است. همچنین در بردهای الکترونیکی و صنعت اتوماسیون، دیتالاگرهای ولتاژ و جریان کاربرد وسیعی پیدا کرده‌اند. بنابراین دیتالاگرها به عنوان ابزاری کارآمد در این کاربردها استفاده می‌شوند و توانایی جمع‌آوری، ذخیره، آنالیز و مدیریت داده‌ها را فراهم می‌کنند.

نتیجه گیری

دیتالاگرها ابزارهای الکترونیکی هستند که داده‌ها را جمع‌آوری و ثبت می‌کنند. آنها با استفاده از حسگرها سیگنال‌های مختلف را تبدیل به داده‌های دیجیتال می‌کنند و در ذخیره‌سازی بلندمدت نگهداری می‌کنند. دیتالاگرها در زمینه‌های مختلفی مانند تست و اندازه‌گیری، مانیتورینگ صنعتی و تحقیقات علمی استفاده می‌شوند. آنها به کاربران امکان می‌دهند تا داده‌ها را به صورت مستقل و بدون نیاز به حضور مستمر جمع‌آوری کنند و در زمان‌های مختلف از آنها استفاده کنند.
در این مقاله به طور مفصل در رابطه با دیتالاگر و نحوه کارکرد آن صحبت کردیم و دانستیم به کمک آن میشود به اطلاعات گسترده‌ای پیرامون پارامتر مورد نظر دست یافت.

در یک سیستم کنترل سیال، نیاز به کنترل دقیق سیال است و به همین دلیل انواع مختلفی از شیرها برای انتخاب وجود دارد. دو نوع شیر کنترل و شیر روشن و خاموش به منظور تامین نیازهای مختلف به کار می‌روند.  شیرهای کنترل (Control valves) برای کنترل دقیق جریان سیال استفاده می‌شوند. این شیرها با تنظیم مقدار گذرانده شده از سیال با استفاده از یک صفحه کنترل قابل تنظیم، این امکان می‌دهند تا جریان و فشار سیال را به طور دقیق کنترل کنید. شیرهای کنترل معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق و تنظیم جریان سیال دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند صنایع شیمیایی و نفت و گاز.

شیرهای روشن و خاموش (ON/OFF Valve)  به طور کلی برای کنترل ساده‌تر جریان سیال استفاده می‌شوند. این شیرها به شما امکان می‌دهند تا جریان سیال را به صورت کاملاً روشن یا خاموش کنید، بدون امکان تنظیم دقیق جریان و فشار. این شیرها معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شوند که نیاز به کنترل دقیق نیستند و کاربردی مانند روشن و خاموش کردن یک سیستم یا اتصال یا قطع کردن جریان سیال دارند. بنابراین، در کل، تفاوت اصلی بین شیرهای کنترل و شیرهای روشن و خاموش در دقت کنترلی است که هر یک ارائه می‌دهند. شیرهای کنترل برای کنترل دقیق جریان و فشار سیال استفاده می‌شوند، در حالی که شیرهای روشن و خاموش بیشتر برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق ندارند مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه ی این مقاله، ما به بررسی شیر های روشن و خاموش و موارد کاربردی آنها خواهیم پرداخت.

کاربرد شیر قطع و وصل (ON/OFF Valve)

شیرهای قطع و وصل (ON/OFF Valves) شیرهایی هستند که برای قطع و وصل جریان سیالات در سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شوند. این شیرها دو حالت باز و بسته دارند، به این معنی که می‌توانند جریان سیال را به طور کامل متوقف کنند یا به طور کامل جریان را رها کنند. به دلیل این ویژگی، شیرهای قطع و وصل به عنوان شیرهای توقف، بسته شدن یا ایزولاسیون نیز شناخته می‌شوند.

از شیرهای قطع و وصل برای اهداف مختلفی استفاده می‌شود، از جمله:

1. - هدایت سیالات فرآیندی به محل‌های مختلف سیستم
2. - راه‌اندازی و توقف فرآیندها
3. - قطع اضطراری

شیرهای قطع و وصل می‌توانند به عنوان پشتیبان برای شیرهای تنظیمی (Modulating Valves) نیز عمل کنند. با استفاده از شیرهای قطع و وصل، می‌توان جریان سیال را به صورت کاملاً متوقف کرد و یا به طور کامل جریان را ایجاد کرد. این شیرها برای کاربردهای حفاظتی و ایمنی نیز استفاده می‌شوند، به عنوان مثال در مواقع اضطراری و نیاز به قطع سریع جریان.

معمولاً در پروژه‌های ابزار دقیق، شیرهای قطع و وصل با نام‌های مختلفی مانند XV، ESDV و SDV شناخته می‌شوند. این نام‌ها بیشتر برای تأکید بر استفاده این شیرها در وظایف اضطراری و سریع در سایت‌های صنعتی استفاده می‌شوند.
 

انواع شیر های روشن و خاموش (On-off valves)

شیرهای قطع و وصل (ON/OFF Valve)  دستگاه‌هایی هستند که نسبت به شیرهای کنترل دقت کمتری دارند. این شیرها به دو حالت کاملاً باز یا کاملاً بسته برای جریان سیال اجازه می‌دهند. تعدادی نوع مختلف از شیرهای روشن و خاموش وجود دارند، از جمله شیرهای توپی (بال)، پلاگ، پروانه‌ای (باترفلای).

شیر توپی (Ball valve) شامل یک توپ با یک کانال برش دار است که می‌توان آن را به گونه‌ای چرخاند که کانال با بقیه خط موازی شود و جریان فعال شود یا به گونه‌ای چرخاند که کانال باقیمانده بسته شود و جریان متوقف شود. شیرهای پروانه‌ای (Butterfly valves) دارای یک قطعه صاف فلزی هستند که با چرخش به گونه‌ای باز یا بسته می‌شود. شیرهای پلاگ (Plug valves) از قطعات مخروطی استفاده می‌کنند که از طریق کانال سیال سریعاً به پایین سقوط کرده و آن را به طور کامل بسته می‌کند.

استفاده از شیرهای قطع و وصل به دلیل سادگی و عملکرد سریع آنها مناسب است، وقتی که نیاز به کنترل دقیق جریان سیال نباشد. برای مثال، در کاربردهایی که نیاز به قطع یا وصل سریع و یا تعویض جریان سیال با فشار بالا باشد، بهتر است از شیرهای روشن و خاموش استفاده شود.
 

نکات مهم طراحی شیرهای قطع و وصل

ان‌اف ولوها براساس استانداردهای API 6D، API 607 و API 6FA طراحی و تولید می‌شوند. در طراحی این شیرها، بالاترین کلاس نشتی برای ان‌اف ولوها در نظر گرفته می‌شود، زیرا کاربری اصلی آنها قطع و وصل جریان سیال است و باید کمترین میزان نشتی را در هنگام بسته بودن داشته باشند. لازم به ذکر است که از آنجایی که این ولوها در حداقل اختلاف فشار عمل می‌کنند، هیچگونه محاسباتی برای سایزینگ و ضریب شیر (Cv) آنها انجام نمی‌شود. سایز ان‌اف ولوها همیشه متناسب و برابر با سایز خط لوله فرآیندی است. به عنوان مثال، اگر خط لوله "8" باشد، باید ان‌اف ولویی با سایز "8" در نظر گرفته شود.

ریتینگ فشاری شیر ان‌اف برای خطوط لوله کمتر از "6" باید حداقل 300 پوند در نظر گرفته شود. اما برای خطوط بزرگتر از "6"، تحمل فشار کاری متناسب با کلاس خط وجود دارد. به عبارت دیگر، برای خطوط لوله با ریتینگ 150 پوند، ان‌اف ولو با کلاس 150 در نظر گرفته می‌شود و برای کلاس‌های خط بالاتر، ریتینگ فشار نیز بالاتر خواهد بود.

اکچویتور در شیر قطع و وصل (ON/OFF Valve)

در پروژه‌های ابزار دقیق، عملگرهای شیرهای ان‌اف ولو معمولاً از نوع پنوماتیکی استفاده می‌شوند. اکچویتورهای پنوماتیکی عملکرد سریعی دارند. بنابراین، در این شیرها از اکچویتورهای الکتریکی یا برقی برای عملیات قطع و وصل استفاده نمی‌شود. مطابق استاندارد، اکچویتور باید با فشار هوا (پنوماتیکی) تغذیه شود. اکچویتورهای پنوماتیکی رایج در شیرهای ان‌اف ولو معمولاً از نوع پیستونی (Piston) یا دورانی (Rack and Pinion) هستند. برای قطع جریان هوا به شیر ان‌اف ولو (به منظور قرار گرفتن در حالت FAIL)، یک سلنوئید (Solenoid Valve) در مسیر جریان هوا قرار می‌گیرد. سلنوئید همواره در وضعیت فعال (الکتریکی فعال) است و اگر ولتاژ از آن برداشته شود، شیر به حالت FAIL خواهد رفت.

لیمیت سوئیچ (Limit Switch)

در تجهیزات جانبی شیرهای قطع و وصل، سوئیچ‌های حدی یا لیمیت سوئیچ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سوئیچ‌ها بر روی اکچویتور نصب می‌شوند و وضعیت شیر را به صورت یک سیگنال دیجیتالی (0 و 1) به سیستم کنترلی ارسال می‌کنند. علاوه بر اینکه سیستم کنترل از وضعیت شیر آگاه می‌شود، اپراتور نیز با تماشای این لیمیت سوئیچ‌ها به صورت بصری از وضعیت شیر مطلع می‌شود.

مطابق استانداردهای مربوط به شیرهای قطع و وصل، برای هر شیر باید دو لیمیت سوئیچ در نظر گرفته شود. یک سوئیچ برای وضعیت باز (ZSO) و یک سوئیچ برای وضعیت بسته ((ZSC. این دو سوئیچ معمولاً از نوع سوئیچ‌های مغناطیسی هستند و وضعیت خود را از حرکت اکچویتور دریافت می‌کنند.

نتیجه گیری

با توجه به مطالبی که درباره شیرهای قطع و وصل بیان شد، می‌توان به نتیجه‌گیری‌های زیر رسید:

1. شیرهای قطع و وصل معمولاً از اکچویتورهای پنوماتیکی استفاده می‌کنند که با فشار هوا (نیوماتیکی) تغذیه می‌شوند. این اکچویتورها عملکرد سریعی دارند و به دلیل سرعت عملکردشان، برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد سریع دارند بسیار مناسب هستند.

2. برای قطع جریان هوا به شیر قطع و وصل، یک سلنوئید (solenoid valve) در مسیر خط هوا قرار می‌گیرد. این سلنوئید همواره در وضعیت فعال (الکتریکی فعال) است و با قطع وصل ولتاژ از آن، شیر به حالت FAIL (باز یا بسته) می‌رود.

3. برای اطلاع از وضعیت شیر، سوئیچ‌های حدی (لیمیت سوئیچ‌ها) بالای اکچویتور نصب می‌شوند. این سوئیچ‌ها با استفاده از سیگنال دیجیتالی (0 و 1) وضعیت باز و بسته شدن شیر را به سیستم کنترلی و اپراتور اعلام می‌کنند.

بنابراین، استفاده از اکچویتورهای پنوماتیکی، سلنوئید‌های قطع و وصل، و سوئیچ‌های حدی در شیرهای قطع و وصل، به سیستم کنترلی امکان می‌دهد تا وضعیت شیر را کنترل کند و از طریق سیگنال‌های دیجیتالی و اطلاعات بصری به اپراتور اطلاع دهد.

راپچر دیسک (Rupture Disc) یا دیسک انفجاری، یکی از تجهیزات ایمنی و حساس کنترل فشار است که به منظور تخلیه فشار در سیستم‌های تحت فشار یا خلاء اضافی کاربرد دارد. این دیسک دارای یک نقطه شکست مشخص است و با واکنش به یک فشار خاص برای تخلیه فشار استفاده می‌شود. عملکرد راپچر دیسک به این صورت است که در فشار بحرانی از قبل تعریف شده، با دقت بالا در کسری از ثانیه عمل کرده و باعث تخلیه فشار اضافی و جلوگیری از انفجار سیستم می‌شود.

وقتی فشار در سیستم به حدی برسد که قدرت نگه‌داری دیگر قادر به تحمل آن نباشد، دیسک به صورت اتوماتیک و بدون نیاز به انسان یا سیستم کنترل، پاره می‌شود و فشار را تخلیه می‌کند. راپچر دیسک از نظر فنی تکامل یافته است و با توجه به نیازهای صنعتی، ویژگی‌های اضافی برای تطبیق با شرایط مختلف ایجاد شده است. این تجهیز دارای مزایایی نسبت به سیستم‌های ایمنی الکترونیکی، هواکش و فشاری است و با استفاده از فناوری ایمنی، بدون خطا و موثر کار می‌کند.

راپچر دیسک ها به عنوان بخشی جدایی‌ناپذیر از تدابیر ایمنی در بخش‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملکرد کارآمد راپچر دیسک به کیفیت مواد استفاده شده و شرکت سازنده وابسته است. این دیسک‌ها باید با دقت و استانداردهای مشخصی طراحی و ساخته شوند تا بتوانند به طور قابل اعتماد و در شرایط مختلف عمل کنند. انتخاب مواد مناسب و انجام آزمون‌ها و تست‌های کیفیت بر روی راپچر دیسک‌ها بسیار مهم است تا اطمینان حاصل شود که آنها به درستی عمل خواهند کرد.

در نهایت، راپچر دیسک یک تجهیز ایمنی مهم است که در بسیاری از صنایع و سیستم‌های تحت فشار استفاده می‌شود. این تجهیز با کنترل و تخلیه فشار اضافی، جلوگیری از انفجار سیستم و ایجاد خطرات جدی را بهبود می‌بخشد.

موارد استفاده از راپچر دیسک

راپچر دیسک در موارد زیر بسیار ضروری است:

1. زمانی که احتمال افزایش ناگهانی فشار در سیستم وجود دارد، به عنوان مثال در صنایع شیمیایی، نفت و گاز، فرآیندهای صنعتی و غیره.
2. احتمال عمل نکردن سایر تجهیزات در سیستم وجود دارد و راپچر دیسک به عنوان یک لایه ایمنی اضافی به کار می‌رود.
3. سیستم نیاز به تخلیه فشار آنی دارد و استفاده از راپچر دیسک در این مواقع مناسب است.
4. نشتی در سیستم به‌هیچ وجه مجاز نباشد و راپچر دیسک به عنوان یک راه حل فوق العاده برای کنترل نشتی فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
5. در صورتی که سیال اسیدی و خورنده باشد و ممکن است سبب آسیب رسانی به تجهیزات ایمنی دیگر مثل شیر ایمنی (Safety Valve) شود، راپچر دیسک به عنوان یک لایه محافظتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

طراحی راپچر دیسک

راپچر دیسک (Rupture Disc) یک وسیله است که در واحدهای صنعتی برای محافظت از تجهیزات در برابر افزایش ناگهانی فشار استفاده می‌شود. این دیسک‌ها از موادی مانند فولاد کربنی، فولاد ضدزنگ، گرافیت، آلومینیوم و آلیاژ نیکل ساخته می‌شوند. از نظر طراحی، راپچر دیسک شامل یک یا چند لایه مسطح یا گنبدی (مقعر یا محدب) است و می‌تواند شکل گرد یا شکل مربع داشته باشد. اندازه استاندارد این دیسک‌ها در بازه‌ای از 3 میلیمتر تا 1200 میلیمتر قرار دارد و براساس نیازهای مشتری تعیین می‌شود.

در طراحی راپچر دیسک، از لیزر برای ایجاد نقاط شکستی استفاده می‌شود. این نقاط برش‌هایی هستند که عناصر پاره‌شدگی دیسک را تشکیل می‌دهند. برش‌ها می‌توانند ساده یا هندسه‌های ویژه باشند و براساس ست پوینت انجام می‌شوند. ست پوینت شامل تعداد سوراخ‌ها، برش‌ها و سایر جزئیات طراحی است که براساس نیازهای کاربر و شرایط استفاده تعیین می‌شود.

راپچر دیسک یا به عبارتی صفحات دیافراگم انفجاری  براساس نوع عملکردشان طراحی و ساخته می‌شوند. این صفحات براساس میزان فشاری که قرار است تحمل کنند، به شکل محدب یا مقعر طراحی می‌شوند. صفحات محدب عملکرد مستقیم دارند، در حالی که صفحات مقعر عملکرد معکوس دارند. در کاربردهای مختلف، نوع و طراحی دیسک‌های پاره‌شدگی ممکن است تغییر کند. برای مثال، برای دستیابی به فشارهای پاره‌شدگی کمتر، ممکن است از شکل پلاستیکی بین لایه‌های فلزی در دیسک پاره‌شدگی سه بخشی استفاده شود. همچنین، مواد استفاده شده در دیسک‌ها ممکن است شامل پوشش‌ها یا لایه‌های پلاستیکی مانند PTFE یا EF باشند، که براساس نیازهای کاربر طراحی می‌شوند.

اصل کار راپچر دیسک

اصل کار راپچر دیسک  (Rupture Disc) به این صورت است که در بسیاری از واحدهای صنعتی، این دیسک‌ها و دستگاه‌های ایمنی به منظور ایمنی نصب می‌شوند. هنگامی که راپچر دیسک فعال شود، فوراً سیگنال‌ها اطلاعات را دریافت می‌کنند. ساده‌ترین روش برای دستیابی به این هدف استفاده از سیم قطع کننده (tripping wire) است که روی راپچر دیسک قرار داده شده و به سیستم کنترل فرآیند متصل می‌شود. با باز شدن راپچر دیسک ، سیم قطع می‌شود، مدار قطع می‌شود و فعال شدن دیسک پاره‌شدگی به سیستم کنترل فرآیند ارسال می‌شود.

انواع راپچر دیسک

انواع راپچر دیسک‌ها (Rupture Discs) عبارتند از:

1. دیسک پاره‌شدگی با عملکرد معکوس (Reverse-Acting Rupture Disc):

در این نوع راپچر دیسک، طراحی بر اساس تنش فشاری (حداکثر توان فشرده‌سازی) انجام می‌شود. وقتی فشار در سیستم به حداکثر تحمل دیسک برسد، دیسک از میانه به سمت خارج منحنی مقعر خم می‌شود و در نهایت پاره می‌شود و فشار را تخلیه می‌کند. این نوع از راپچر دیسک‌ها اغلب در تجهیزاتی با فشارکاری بالا استفاده می‌شوند.

2. دیسک پاره‌شدگی با عملکرد مستقیم (Forward-Acting Rupture Disc):

در این نوع راپچر دیسک، طراحی بر اساس تنش کششی وارده شده است. وقتی فشار در سیستم به حداکثر تحمل دیسک برسد، دیسک از میانه به سمت خارج منحنی محدب خم می‌شود و در نهایت پاره می‌شود و فشار را تخلیه می‌کند. این نوع از راپچر دیسک‌ها اغلب در تجهیزات مختلف صنعتی استفاده می‌شوند.

مزایای راپچر دیسک ها

به طور کلی، راپچر دیسک‌ها از مزایای زیر برخوردارند:

1. حفاظت از سیستم‌ها در برابر فشارهای ناگهانی و اضافی: راپچر دیسک‌ها به صورت خودکار و در زمانی که فشار در سیستم به حداکثر تحمل دیسک می‌رسد، پاره می‌شوند و فشار را تخلیه می‌کنند. این امر می‌تواند از خطرات مرتبط با فشار بیش از حد در سیستم جلوگیری کند.
2. عملکرد سریع و قطعی: راپچر دیسک‌ها به صورت سریع و قطعی فشار را تخلیه می‌کنند، بدون نیاز به انسداد دستگاه‌ها یا تدخل انسانی.
3. سازگاری با شرایط مختلف: راپچر دیسک‌ها می‌توانند بر اساس نیازهای خاص صنایع و سیستم‌ها، در انواع مواد و اندازه‌ها طراحی و ساخته شوند.
4. عدم نیاز به تعمیر و نگهداری: راپچر دیسک‌ها عموماً به صورت یکبار مصرف استفاده می‌شوند و پس از پاره شدن، نیاز به تعمیر و نگهداری ندارند.
5. در نهایت، انتخاب نوع راپچر دیسک مناسب بستگی به نیازها و شرایط خاص هر سیستم و صنعت دارد و باید با توجه به فشار، دما، محیط کاری و دیگر عوامل مرتبط با سیستم، تعیین شود.

نتیجه گیری

راپچر دیسک‌ها (Rupture Discs) قطعاتی هستند که در سیستم‌ها برای حفاظت در برابر افزایش ناگهانی فشار استفاده می‌شوند. وظیفه اصلی راپچر دیسک، تخلیه فشار اضافی است که در سیستم به وجود می‌آید و می‌تواند به خطر برساند. دیسک پاره‌شدگی با عملکرد معکوس (Reverse-Acting Rupture Disc) و دیسک پاره‌شدگی با عملکرد مستقیم (Forward-Acting Rupture Disc) از انواع راپچر دیسک‌ها هستند. هر کدام از این نوع‌ها ویژگی‌ها و مزایای خود را دارند و بر اساس نیازها و شرایط مختلف در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.

لیمیت سوئیچ باکس (Limit Switch) یک تجهیز الکترومکانیکی است که برای تشخیص و نظارت بر موقعیت باز و بسته بودن شیرها و تجهیزات مکانیکی در سیستم‌ها و دستگاه‌ها استفاده می‌شود. عملکرد این سوئیچ‌ها بر اساس تغییر موقعیت فیزیکی شیر یا تجهیز مکانیکی است و سیگنال‌های دیجیتال را بر اساس وضعیت موقعیت ارسال می‌کنند.

سوئیچ باکس‌ها معمولاً دارای دو حالت باز و بسته هستند. وقتی شیر یا تجهیز مکانیکی به موقعیت مورد نظر می‌رسد، سوئیچ فعال می‌شود و یک سیگنال دیجیتال (مثلاً 1) را به سیستم کنترل یا اتاق کنترل ارسال می‌کند. در صورتی که شیر یا تجهیز مکانیکی از موقعیت مورد نظر خارج شود، سوئیچ غیرفعال می‌شود و سیگنال دیجیتال دیگری (مثلاً 0) را ارسال می‌کند. از لیمیت سوئیچ باکس‌ها در صنایع مختلف استفاده می‌شود، مانند صنایع خودروسازی، رباتیک، ماشین‌آلات صنعتی، سیستم‌های اتوماسیون و غیره. آنها می‌توانند به عنوان اعلام‌کننده موقعیت یا محدودکننده‌های حرکت استفاده شوند و به سیستم کنترل اطلاعات لازم را برای اتخاذ تصمیمات مناسب ارائه می‌دهند.

عملکرد لیمیت سوئیچ باکس:

لیمیت سوئیچ باکس دارای دو قسمت مکانیکی و الکتریکی است که هر کدام وظایف خاص خود را انجام می‌دهند. قسمت مکانیکی این سوئیچ باکس، حرکت یا عدم حرکت یک شیر را تشخیص می‌دهد. قسمت الکتریکی آن، وظیفه سوئیچ و تغییر وضعیت در کنتاکت الکتریکی را دارد. این تجهیز عمدتاً برای استفاده در شیرهای روتاری که با عملگرهای رک و پینیون عمل می‌کنند، استفاده می‌شود.

به عنوان مثال، وقتی یک شیر توپی در حالت باز قرار دارد، لیمیت سوئیچ نیز وضعیت باز یا "OPEN" را نمایش می‌دهد. اما وقتی شیر توپی بسته می‌شود، لیمیت سوئیچ توسط شافتی که به محور اصلی اکچویتور شیر متصل است، از "OPEN" به "CLOSE" تغییر وضعیت می‌دهد و یک کنتاکت الکتریکی را قطع یا وصل می‌کند. این تغییر وضعیت به صورت محلی روی لیمیت سوئیچ قابل مشاهده است.

بطور کلی، لیمیت سوئیچ ها پس از رسیدن به وضعیت مشخصی که از قبل تنظیم شده است، یک سوئیچ را تغییر وضعیت می‌دهند و آن را در قالب یک سیگنال دیجیتالی به سیستم کنترلی ارسال می‌کنند. همچنین، این سیگنال سوئیچ و کنتاکت‌های الکتریکی می‌توانند برای کنترل تجهیزات دیگر مانند پمپ و موتورها استفاده شوند.

انواع لیمیت سوئیچ باکس:

دو نوع اصلی لیمیت سوئیچ باکس هستند: مکانیکی و پراکسیمیتی (الکترونیکی).

1. لیمیت سوئیچ باکس مکانیکی:

این نوع لیمیت سوئیچ از تماس مکانیکی مستقیم با پلاگ شیر استفاده می‌کند تا سیگنال سوئیچ را تولید کند. وقتی پلاگ شیر حرکت یا تغییر موقعیت می‌کند، این سوئیچ ها به طور فیزیکی سیگنال را تولید می‌کنند. آنها معمولاً برای کنترل حرکت دقیق و مکانیکی در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در دستگاه‌های CNC یا روباتیک، این سوئیچ ها برای تشخیص موقعیت محورها و اجزای مکانیکی استفاده می‌شوند.

2. لیمیت سوئیچ باکس پراکسیمیتی:

این سوئیچ ها از سنسورهای الکترونیکی مجاورتی یا نوری برای تشخیص حرکت اشیاء استفاده می‌کنند. آنها بدون نیاز به تماس فیزیکی و مکانیکی با اشیاء، تغییرات میدان الکترومغناطیسی یا نور را تشخیص می‌دهند. این نوع سوئیچ ها بیشتر در محیط‌های صنعتی با شرایط کاری سخت و نیاز به حساسیت بالا استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در خطوط تولید، سیستم‌های راهبردی، یا در ماشین‌آلاتی که نیاز به تشخیص موقعیت، حرکت یا حضور اشیاء دارند، از این سوئیچ ها استفاده می‌شود.

هر نوع لیمیت سوئیچ باکس (مکانیکی یا پراکسیمیتی) بر اساس نیازها و کاربردهای خاص خود در صنعت و سیستم‌های کنترلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اجزا داخلی سوئیچ باکس:

شکل زیر یک لیمیت سوئیچ دوار است این نوع سوئیچ که برای نمایش موقعیت شیر و ارسال سیگنال الکتریکی موقعیت در شیرهای قطع و وصل به کار می‌رود، به‌طور خاص در شیرهای توپی و پروانه‌ای.

لیمیت سوئیچ دوار شامل اجزای زیر است:

1. نمایشگر یا ایندیکیتور: این بخش برای نشان دادن موقعیت شیر استفاده می‌شود. معمولاً یک نشانگر بصری مانند یک شاخص یا فلش به کار می‌رود که به صورت مکانیکی با حرکت شیر همراه است.

2. پیچ و مهره محفظه: این بخش برای نگهداری و ثبت سوئیچ و بقیه اجزا در محفظه سوئیچ استفاده می‌شود. پیچ و مهره به صورتی طراحی شده‌اند که اجزا را در محل خود قرار دهند و از جابجایی غیرمطلوب جلوگیری کنند.

3. قاب سوئیچ: این بخش برای حفاظت و محافظت از اجزا داخلی سوئیچ استفاده می‌شود. قاب سوئیچ معمولاً از مواد مقاوم و محکمی مانند پلاستیک یا فلز ساخته می‌شود.

4. مشخصات سوئیچ: این بخش شامل ویژگی‌ها و مشخصات فنی سوئیچ است که شامل جریان و ولتاژ مجاز، نوع سیگنال خروجی و سایر ویژگی‌های فنی می‌شود.

5. شفت: شفت سوئیچ است که با حرکت شیر وصل شده و موقعیت شیر را تشخیص می‌دهد. هنگامی که شیر حرکت می‌کند، شفت نیز حرکت کرده و اطلاعات موقعیت را به سیستم ارسال می‌کند.

6. بدنه: بدنه سوئیچ باکس که نقش پوشش و محافظت از الکترونیک داخلی را دارد، ممکن است از مواد مختلفی ساخته شود، به ویژه موادی که در مقابل آب، گرد و غبار و محیط‌های خطر نیز مقاوم باشند.

7. ترمینال استریپ: این بخش برای اتصال سیم‌ها و کابل‌ها به سوئیچ استفاده می‌شود. ترمینال‌های استریپ معمولاً دارای سوراخ‌هایی هستند که می‌توان سیم‌ها را از طریق آنها عبور داد .

8. بادامک: بادامک یا کلید سوئیچ، یک عنصر مهم در لیمیت سوئیچ دوار است. هنگامی که شفت سوئیچ حرکت می‌کند و موقعیت شیر تغییر می‌کند، بادامک نیز حرکت می‌کند و یک سیگنال الکتریکی را تولید می‌کند. این سیگنال می‌تواند به‌عنوان ورودی برای سیستم کنترلی یا دستگاه الکترونیکی دیگری استفاده شود.

9. سوئیچ: سوئیچ درون لیمیت سوئیچ دوار قرار دارد و وظیفه‌ای کلیدی دارد. وقتی شفت سوئیچ حرکت می‌کند، سوئیچ به صورت مکانیکی فعال می‌شود و سیگنال الکتریکی را تولید می‌کند. این سیگنال به صورت دیجیتالی می‌تواند نشان‌دهنده موقعیت شیر باشد.

10. پیچ ارت (اتصال به زمین): این پیچ برای اتصال سوئیچ به زمین استفاده می‌شود. اتصال به زمین معمولاً برای حفاظت در برابر برق‌گرفتگی و کاهش نویز الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

لیمیت سوئیچ دوار

لیمیت سوئیچ دوار یک نوع سوئیچ است که در شیرهای توپی، بال ولو و شیر پروانه‌ای استفاده می‌شود. وظیفه اصلی این سوئیچ‌ها، ارائه یک نشانه بصری از موقعیت شیر و همچنین ارسال یک سیگنال دیجیتالی موقعیت است. این سیگنال می‌تواند به عنوان یک سوئیچ پراکسیمیتی عمل کند.

لیمیت سوئیچ دوار، در یک هوزینگ یا بدنه قرار دارد که می‌تواند از مواد مختلف ساخته شود. انتخاب متریال و کلاس حفاظتی آن بستگی به نیازهای صنعتی دارد. برای مثال، برخی از لیمیت سوئیچ‌ها می‌توانند از مواد ضد آب ساخته شوند تا در محیط‌های مرطوب قابل استفاده باشند. همچنین، برخی از لیمیت سوئیچ‌ها می‌توانند از مواد ضدانفجار ساخته شوند تا در محیط‌های خطرناک با احتمال وقوع انفجار قابل استفاده باشند.

در نتیجه، لیمیت سوئیچ دوار با استفاده از بدنه‌ای با متریال و کلاس حفاظتی مناسب، قابلیت ارائه یک نشانه بصری از موقعیت شیر و همچنین ارسال یک سیگنال دیجیتالی موقعیت را دارا می‌باشد.

مزایای استفاده از لیمیت سوئیچ باکس

مزایای استفاده از لیمیت سوئیچ باکس (سوئیچ دوار) در شیرهای On/Off عبارتند از:

1. قابلیت اعتماد بالا
2. دقت بالا
3. مقاومت در برابر شرایط سخت
4. دمای کاری گسترده
5. قابلیت کار در محیط‌های صنعتی و خشن
6. قیمت مقرون به صرفه

با استفاده از لیمیت سوئیچ باکس (سوئیچ دوار) در شیرهای On/Off، می‌توان به طور موثری از خطاهای انسانی جلوگیری کرده و سرعت خط تولید را به طور قابل توجهی افزایش داد.

معایب لیمیت سوئیچ باکس

برخی از معایب استفاده از لیمیت سوئیچ باکس (سوئیچ دوار) در شیرهای On/Off عبارتند از:

1. عمر محدود: به دلیل وجود قطعات مکانیکی و متحرک در سوئیچ، این تجهیزات عمر محدودی دارند و نیازمند سرویس و نگهداری دوره‌ای هستند. استفاده مداوم و در شرایط سخت می‌تواند منجر به سایش و خرابی قطعات شود.

2. عدم دقت کافی: در سیستم‌هایی با سرعت حرکت بالا، لیمیت سوئیچ باکس‌ها ممکن است دقت کافی را در تشخیص وضعیت موقعیت نداشته باشند. این ممکن است منجر به ناهماهنگی و خطاهایی در سیستم شود.

3. نیاز به تماس مستقیم: برای عملکرد صحیح، لیمیت سوئیچ باکس‌ها نیاز به تماس مستقیم با جسم متحرک (مانند استم شیر) دارند. این می‌تواند به محدودیتی در طراحی و استفاده از سیستم منجر شود، به خصوص در شرایطی که تماس مستقیم با جسم مورد نظر مقدور نیست.

به طور کلی، عمر محدود، عدم دقت کافی در سیستم‌های با سرعت حرکت بالا و نیاز به تماس مستقیم با جسم متحرک، بعضی از معایب استفاده از لیمیت سوئیچ باکس (سوئیچ دوار) در شیرهای On/Off هستند. این مشکلات بسته به نیازها و شرایط کاربرد، ممکن است در برخی از موارد بیشتر از دیگر موارد تأثیرگذار باشند. در انتخاب سیستم مناسب، باید این معایب را با مزایای استفاده از لیمیت سوئیچ باکس در نظر بگیرید.

نتیجه گیری

لیمیت سوئیچ باکس (سوئیچ دوار) یک تجهیزات مکانیکی است که در برخی کاربردها می‌تواند به عنوان یک راهکار مناسب برای کنترل شیرهای On/Off استفاده شود. این سوئیچ‌ها به دلیل ساختار ساده، قابلیت اعتماد بالا و دقت مناسب، قابلیت کار در شرایط صنعتی و خشن، قیمت مقرون به صرفه و امکان کارکرد در دماهای گسترده را دارند.

با این حال، لازم به ذکر است که لیمیت سوئیچ باکس‌ها عمر محدودی دارند و نیاز به سرویس و نگهداری دوره‌ای دارند. همچنین، در سیستم‌های با سرعت حرکت بالا ممکن است دقت کافی را در تشخیص وضعیت موقعیت نداشته باشند. علاوه بر این، برای عملکرد بهینه، نیاز به تماس مستقیم با جسم متحرک (مانند استم شیر) دارند.

بنابراین، در انتخاب استفاده از لیمیت سوئیچ باکس باید مزایا و معایب آن را با نیازها و شرایط خاص خط تولید یا سیستم مورد نظر مقایسه کرد و تصمیم گیری صحیح را انجام داد. در برخی موارد، لیمیت سوئیچ باکس می‌تواند یک گزینه مناسب باشد، اما در موارد دیگر، سایر راهکارها و تجهیزات نیز باید در نظر گرفته شوند تا بهترین کنترل و کارایی را در سیستم فراهم کنند.

شیر صافی یا strainer، یکی از انواع پرکاربرد شیرآلات است که برای جداسازی ناخالصی‌های معلق در سیال یا جداسازی مایعات از جامدات استفاده می‌شود. این شیرها عموماً در ابتدای خطوط لوله و سیستم‌های پایپینگ نصب می‌شوند تا از ورود ذرات جامد و ناخالصی‌ها به سایر تجهیزات و قطعات در سیستم جلوگیری کنند.

یک شیر صافی از سه قسمت اصلی تشکیل می‌شود: بدنه، توری و درپوش. بدنه شیر صافی، قسمتی است که سیال از طریق آن عبور می‌کند و در آن نصب می‌شود. توری، بخشی است که جهت جداسازی ذرات جامد از سیال به کار می‌رود. صفحه توری می‌تواند به دو صورت سوراخ‌دار یا مش باشد. در صفحه سوراخ‌دار، با استفاده از پانچ‌ها، سوراخ‌هایی در صفحه صاف ایجاد می‌شود. در صفحه مش، سیم‌های نازک به صورت شبکه‌ای بافته می‌شوند و مش تشکیل می‌دهند. درپوش نیز بخشی است که بر روی توری قرار می‌گیرد و در صورت نیاز، امکان باز و بسته کردن جریان سیال را فراهم می‌کند.

مزیت استفاده از شیر صافی در مقایسه با فیلترها، قابلیت استفاده مجدد آن است. صافی‌ها معمولاً به‌صورت قابل تمیز کردن و بازیابی هستند، در حالی که بسیاری از فیلترها قابلیت استفاده مجدد ندارند و باید با پر شدن، تعویض شوند. از مزایای دیگر شیر صافی می‌توان به مقاومت کمتری در برابر ایجاد افت فشار اشاره کرد. در عبور سیال از شیر صافی، افت فشار کمتری نسبت به برخی از فیلترها ایجاد می‌شود. هدف استفاده از شیر صافی، محافظت از تجهیزات و قطعات سیستم در برابر رسوب و ناخالصی است. با توجه به این توضیحات، شیر صافی یا strainer یک وسیله است که برای جداسازی ذرات جامد معلق در سیال یا جداسازی مایعات از جامدات در سیستم‌های لوله‌کشی و پایپینگ استفاده می‌شود.

انواع مدل‌های استرینر:

شیرهای صافی بر اساس شکل ظاهری توری به انواع مختلفی تقسیم بندی میشوند که در ادامه به آنها اشاره میکنیم:

Y شکل:

این نوع استرینر دارای یک بدنه شکل Y است که دارای یک توری درونی است. سیال از ورودی وارد بخش بالایی شیر می‌شود و از طریق توری تمیز شده و از خروجی خارج می‌شود. استرینر Y شکل برای جداسازی ذرات جامد بزرگتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

U شکل (سبدی):

این استرینر دارای یک بدنه شکل U و یک سبد داخلی است که به شکل سیم‌های بافته شده ساخته شده است. سیال از ورودی وارد بخش بالایی شیر می‌شود و از طریق سبد تمیز شده و از خروجی خارج می‌شود. استرینر U شکل برای جداسازی ذرات جامد کوچکتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2 سبدی:

این نوع استرینر دارای دو سبد جداگانه است که به ترتیب از سطح بیرونی و داخلی جریان سیال را تمیز می‌کنند. این استرینر برای جداسازی ذرات جامد با سایز‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساده (صافی موقتی):

این نوع استرینر به عنوان یک صافی موقتی برای جداسازی ناخالصی‌ها در سیال مورد استفاده قرار می‌گیرد. این استرینر برای کاربردهای موقتی و در مدت‌های کوتاه معمولاً استفاده می‌شود.

 بک‌فلاش:

این نوع استرینر دارای یک مکانیزم برای شستشوی توری است. با اعمال فشار بر سیال در جهت معکوس، توری تمیز می‌شود و ذرات جامد جمع‌آوری می‌شوند. استرینر بک‌فلاش برای کاربردهایی که نیاز به شستشو مکرر توری دارند، مناسب است.

خود تمیز شونده:

این نوع استرینر دارای یک مکانیزم خودتمیزکننده است که به طور خودکار توری را تمیز می‌کند. این استرینر برای کاربرد‌هایی که نیاز به عملکرد بی‌نقص و بدون وقفه دارند، مناسب است.

انواع جنس بدنه شیر صافی:

شیرهای صافی در با توجه به نوع سیال فرآیندی و شرایط خط لوله در انواع جنس ها و متریال های مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند که در ادامه به آنها اشاره میکنیم:

شیر صافی چدنی:

بدنه شیر صافی از جنس چدن ساخته می‌شود. شیر صافی چدنی به دلیل مقاومت و سختی خود، برای کاربردهای صنعتی و صنایع سنگین مناسب است.

شیر صافی برنجی:

بدنه شیر صافی از جنس برنج ساخته می‌شود. این نوع شیر صافی به دلیل خواص ضدزنگ و خواص حرارتی خوب، عموماً در کاربردهای آب و گاز استفاده می‌شود.

شیر صافی فولادی:

بدنه شیر صافی از جنس فولاد ساخته می‌شود. شیر صافی فولادی به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و دما، در کاربرد‌های صنعتی و صنایع سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شیر صافی استیل:

بدنه شیر صافی از جنس استیل (فولاد ضدزنگ) ساخته می‌شود. استیل به دلیل خواص ضدزنگ و مقاومت در برابر خوردگی، در کاربردهایی که با سیالات خورنده و شیمیایی سر و کار دارند، استفاده می‌شود.

کاربردهای شیر صافی

شیرهای صافی برای تصفیه سیالات و جداسازی ذرات جامد در خطوط جریان مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربردهای شیرهای صافی عبارتند از:

1. محافظت از تجهیزات: شیرهای صافی می‌توانند تجهیزات صنعتی مختلفی از جمله پمپ‌ها، مبدل‌های حرارتی، تله‌های بخار و سایر تجهیزات را در برابر ذرات جامد و رسوبات محافظت کنند. با جداسازی ذرات جامد از سیال، احتمال خرابی و خسارت به تجهیزات به شدت کاهش می‌یابد و طول عمر آنها افزایش می‌یابد.

2. حفظ کیفیت سیال: شیرهای صافی به عنوان قسمتی از سامانه تصفیه، به حفظ کیفیت سیال کمک می‌کنند. ذرات جامد و آلودگی‌های دیگر در سیال را جدا کرده و سیال تمیز و عاری از ذرات جامد را ارائه می‌دهند. این موضوع بهبود عملکرد سیستم‌های صنعتی و ایجاد شرایط بهتر برای فرآیندهای دیگر مانند تبادل حرارتی را فراهم می‌کند.

3. جمع‌آوری ذرات معلق: شیرهای صافی، به خصوص استرینرهای Y شکل و استرینرهای U شکل، در خطوط جریان برای جمع‌آوری ذرات معلق و رسوبات خط استفاده می‌شوند. این استرینرها با قرار دادن قسمت جمع‌آوری در پایین خط جریان، امکان جمع‌آوری و تخلیه ذرات جامد را فراهم می‌کنند. همچنین، برخی استرینرها می‌توانند خود پاک‌کن باشند، به این معنی که با تغییر مش استرینر یا استفاده از شیر بلودان، می‌توان آنها را تخلیه و پاک کرد.

4. کاهش افت فشار: استفاده از شیرهای صافی ممکن است منجر به افت فشار در خطوط جریان شود. استرینرهای U شکل معمولاً افت فشار کمتری نسبت به استرینرهای Y شکل ایجاد می‌کنند. با انسداد صافی استرینر، افت فشار افزایش می‌یابد. برای رفع این مشکل، می‌توان مش صافی یا نوع استرینر را تغییر داد.

به طور کلی، شیرهای صافی در صنایع مختلفی مانند نفت و گاز، صنعت شیمیایی، آب و فاضلاب، برقایی از کاربردهای شیرهای صافی استفاده می‌شوند. این شیرها بهبود عملکرد سیستم‌ها، حفظ تجهیزات و افزایش کیفیت سیال را ممکن می‌سازند.

مزایا و معایب استفاده از شیر صافی

شیر صافی در صنایع مختلف مزایا و معایب خاصی دارد:

1.  حفاظت از خطوط انتقال سیالات: شیر صافی قادر است ذرات خارجی و ذرات حاصل از اکسیداسیون را جدا کند و از ورود آن‌ها به خطوط لوله جلوگیری کند. این امر به طول عمر سیال و تجهیزات کمک می‌کند.
2. کاهش هزینه‌های نگهداری و تمیز کردن: با استفاده از شیر صافی، نیاز به پاکسازی مکرر خطوط و قطعات از رسوبات و ناخالصی‌ها کاهش می‌یابد. این موضوع باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های نگهداری و تمیز کردن می‌شود.
3. مقاومت و عمر طولانی: بسیاری از شیرهای صافی دارای عمر طولانی و مقاومت در برابر پوسیدگی و خوردگی هستند. توری آن‌ها از جنس فولاد زنگ‌نزن ساخته شده است و می‌توانند تعویض شوند.
4.  نصب آسان: شیرهای صافی قابلیت نصب آسان را دارند و هزینه تعمیر و نگه‌داری آن‌ها پایین است.
5.  نیاز به بازدید و پاکسازی دوره‌ای: شیرهای صافی نیاز به بازدید و پاکسازی دوره‌ای دارند، در غیر این صورت مواد زائد به مرور زمان انباشته شده و می‌تواند جریان آزاد سیال را مسدود کند و عملکرد سیستم را کاهش دهد.
6.  افت فشار: در صورتی که سیستم پایپینگ شامل تغییر جهت باشد، استفاده از شیر صافی ممکن است باعث افت فشار در جریان عبوری سیال شود.
7. مشکلات در اتصالات و نشتی: اتصالات فلنجی ممکن است با مشکلاتی روبرو شوند و احتمال نشتی در قسمت درزگیر نیز وجود دارد.

به طور خلاصه، شیر صافی با ایجاد حفاظت در برابر ذرات خارجی و رسوبات، کاهش هزینه‌های نگهداری و تمیز کردن، و داشتن عمر طولانی و قابلیت نصب آسان، مزایا ویژه‌ای در صنایع دارد. با این حال، نیاز به بازدید و پاکسازی دوره‌ای، افت فشار و مشکلات ممکن در اتصالات و نشتی، بعضی از معایب استفاده از شیرهای صافی هستند.

نتیجه گیری

با توجه به مزایا و معایب استفاده از شیرهای صافی، می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از آن‌ها در بسیاری از صنایع و سیستم‌ها ضروری است. انتخاب نوع شیر صافی باید بر اساس فشار کاری سیستم، حساسیت پروژه نسبت به رسوب و ذرات جامد، و شرایط محیط کاری صورت گیرد. با رعایت این نکات، می‌توان شیر صافی مناسبی را انتخاب کرده و طول عمر و کارایی سیستم را بهبود بخشید.

تکنولوژی ترانسمیتر سطح دیسپلیسری (Displacer level transmitter) برای اندازه‌گیری سطح مایعات استفاده می‌شود و بر اساس قانون ارشیمیدس عمل می‌کند. در این تکنولوژی، نیروی شناوری که به جسم غوطه‌ور در مایع وارد می‌شود، با وزن مایعی که جابجا می‌شود، برابر است. اگر جابجایی دیسپلیسر (Displacer) و چگالی مایع ثابت باشد، تغییر سطح باعث تغییر متناظر در وزن دیسپلیسر می‌شود.

ترانسمیترهای دیسپلیسری به عنوان یک روش قابل اعتماد، دقیق و ساده برای اندازه‌گیری سطح هیدروکربن‌ها در صنایع پردازش از سال‌ها قبل استفاده می‌شوند. این نوع ترانسمیتر سطح برای رنج‌های مختلف، فشارها و دماهای بالا و پایین مناسب است. در مقابل، ترانسمیترهای دیگر در فشارها و دماهای بالا ممکن است با خطر خرابی مواجه شوند. به همین دلیل برای اندازه‌گیری هیدروکربن‌ها از این نوع ترانسمیتر سطح استفاده می‌شود. همیچنین استفاده از این روش در سیالات های ویسکوز توصیه نمیشود چون سیال های ویسکوز باعث سنگین شدن دیسپلیسر یا ماسیده شدن سیال روی دیسپلیسر خواهد شد و نیروی شناوری مناسب اعمال نمی شود. اما لازم است ذکر کنیم در صورتی که بخواهیم از این روش در این نوع سیالات استفاده کنیم باید از هیترینگ استفاده شود.

مکانیزم لول ترانسمیتر دیسپلیسر

لول ترانسمیتر دیسپلیسر یکی از روش‌های پرکاربرد در صنایع مختلف است. در این روش اندازه‌گیری، از یک عنصر به نام "دیسپلیسر" استفاده می‌شود که یک استوانه با شکل هولو (بالا و پایین آن محکم می‌شود) است. این دیسپلیسر معمولاً درون یک حجم (chamber) قرار دارد که با دو اتصال فلنجی به مخزن متصل می‌شود. در این روش، گشتاور حاصل از نیرو به یک سیگنال قابل ارسال تبدیل می‌شود. برای اندازه‌گیری، دیسپلیسر از انتهای یک بازوی گشتاور (Torque arm) آویزان می‌شود. این بازوی گشتاور با یک "knife edge" به "Torque tube" متصل می‌شود.

علاوه بر این، با استفاده از یک جابه‌جایی کوچک در "knife edge" ، می‌توان دستگاه را کالیبره کرد. هرگاه وزن دیسپلیسر به دلیل تغییر سطح سیال تغییر کند، بازوی گشتاور نیز به سمت بالا یا پایین حرکت خواهد کرد. این تغییر توسط "knife edge" به یک حرکت چرخشی تبدیل می‌شود و در نتیجه به "Torque tube" اعمال می‌شود. در نهایت، این حرکت چرخشی به سیگنال قابل ارسال تبدیل می‌شود. برای نمایش سیگنال به صورت در سطح می‌توان از یک "نمایشگر محلی (Local Indicator)" نیز استفاده کرد.

تکنولوژی لول ترانسیمتر دیسپلیسر

در تکنولوژی ترانسمیتر دیسپلیسر، دو نوع روش استفاده می‌شود: روش تورک تیوب (torque tube) و روش فنری (spring type).

در روش تورک تیوب، برندهایی مانند Masoneilan، Fisher، Foxboro و Spriano از این تکنولوژی استفاده می‌کنند. در این روش، یک شناور استوانه‌ای وجود دارد که طراحی آن براساس سطح اندازه‌گیری و ویژگی‌های سیال است. این شناور درون سیال قرار می‌گیرد و تحرک آن توسط یک لوله تورک انتقال می‌یابد. در روش فنری، برندهایی مانند Magnetrol، Mobrey و Pelt از این تکنولوژی استفاده می‌کنند. نیز در این روش، یک شناور استوانه‌ای وجود دارد که طراحی آن نیز براساس سطح اندازه‌گیری و ویژگی‌های سیال صورت می‌گیرد. در این حالت، تحرک شناور توسط یک فنر ایجاد می‌شود.

1-تورک تیوب (torque tube)

در تکنولوژی تورک تیوب (torque tube)، برندهای معروفی مانند Fisher با مدل DLC3010 و سنسور دیسپلیسری Fisher مدل 249، Masoneilan با مدل 12400 و 12300، و Tokio Keiso با مدل FST3000 و FST4000 استفاده می‌شوند. در بسیاری از پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها در کشور، برند Spriano به دلیل عملکرد ضعیف خود نسبت به برندهای قبلی، به ویژه Fisher با مدل DLC3010، جایگزین شده است.

در طراحی تورک تیوب، یک رابطه بین دیسپلیسر و تورک تیوب وجود دارد که به آن "arm" یا بازویی می‌گویند. یک سر بازویی به شناور (دیسپلیسر) و سمت دیگر آن به یک طرف تورک تیوب متصل است. با حرکت بالا و پایین شناور، قسمت انتهایی تورک تیوب نیز حرکت می‌کند، اما این حرکت به صورت چرخشی اتفاق می‌افتد. با این چرخش، قسمت انتهایی تورک تیوب سمت دیگر تورک تیوب که به ترانسمیتر متصل است، حرکت می‌کند. ترانسمیتر این چرخش زاویه‌ای تورک تیوب را اندازه‌گیری کرده و آن را به عدد قابل فهمی برای تغییر سطح سیال تبدیل می‌کند.

در صنایع هیدروکربنی و صنایع دیگر، تکنولوژی تورک تیوب دارای پایگاه نصب بزرگی است و فناوری آن به خوبی درک شده است. با این حال، این طراحی بزرگ و قابلیت نصب آن ممکن است مشکلاتی را به همراه داشته باشد. به عنوان یک دستگاه مکانیکی با قابلیت نصب حساس ، نیاز به نگهداری مداوم و دقیق برای اطمینان از دقت پایدار دارد. در نهایت، از آنجا که طراحی بر اساس اتصال جوشی در سر پلیت ابزار تورک تیوب تکیه می‌کند، بررسی مداوم برای شناسایی علائم خستگی یا خوردگی ضروری است.

2- فنری (spring type)

نوع فنری در طراحی ترانسمیتر دیسپلیسر، ظریف‌تر از روش تورک تیوب است و مشکلات آن را رفع کرده است. این روش همانند تورک تیوب قابل اعتماد است، اما از نظر اندازه، وزن، قوت و سبکی بهتر عمل می‌کند. در عملکرد فنری، تغییر وزن دیسپلیسر به صورت مستقیم و توسط یک فنر به ترانسمیتر منتقل می‌شود. برخی از مدل‌های فنری عبارتند از MLT100 از برند Mobrey و E3 Modulevel از برند Magnetrol.

این مدل‌ها از دیسپلیسر لول ترانسمیتر (Displacer level transmitter) استفاده می‌کنند و نسبت به روش تورک تیوب، دارای مزایای زیر هستند:

1. کوچکتر، سبک‌تر و قوی‌تر
2. فضای نصب کوچکتر
3. نصب آسان‌تر و سبک‌تر
4. عدم وجود جوش‌های حساس به استرس
5. هزینه نگهداری کمتر

مشخصات و کالیبراسیون

در هر نوع ترانسمیتری که برای یک کاربرد خاص انتخاب می‌شود، اندازه و وزن دیسپلیسر بسیار مهم است، زیرا این اندازه‌گیری تغییر وزن ظاهری و رابطه آن با سطح مایع را تعیین می‌کند. قطر بهینه دیسپلیسر برای هر کاربرد وابستگی به چگالی مایعات فرآیند، شرایط عملیاتی فرآیند و دامنه اندازه‌گیری سطح دارد. در مرحله سفارش، ارائه دادن داده‌های صحیح به سازنده بسیار مهم است تا دستگاه به درستی اندازه‌گیری کند و خواندن درست سطح در شرایط عملیاتی فرآیند به دست آید.

همچنین، وجود الکترونیک قدرتمند میکروپروسسوری و ارتباطات دیجیتال در ترانسمیترهای دیسپلیسر امروزی، به کاربر این امکان را می‌دهد که به راحتی دستگاه را در محل تنظیم، کالیبره یا تغییر دهد. مانند دستگاه‌های مکانیکی، ترانسمیترهای دیسپلیسر به صورت سنتی نیاز به نگهداری منظم، تمیز کردن و بررسی کالیبراسیون دارند. در هنگام در نظر گرفتن هزینه در این نوع سازوکارها، ارزیابی دقیق این جنبه بسیار مفید است، زیرا برخی از دستگاه‌ها نیاز به کار بیشتری نسبت به سایر دارند. بهترین ترانسمیترهای دیسپلیسر نوع فنری عملکرد بسیار پایداری با فواصل نگهداری طولانی ارائه می‌دهند، در حالی که هزینه ی نگهداری مورد نیاز در برخی از دستگاه‌های تورک تیوب ممکن است به طور قابل توجهی بیشتر باشد.

استفاده از لول ترانسمیتر دیسپلیسر برای سیالات دو فاز و برخی موارد قابل توجه

ترانسمیتر دیسپلیسر فاکسبورو یک روش اندازه‌گیری است که برای سیالات دو فازی مانند مخلوط آب و بنزین نیز قابل استفاده است. در این روش، تغییرات وزنی که روی دیسپلیسر ایجاد می‌شود، نشان‌دهنده حجم هر فاز است به عنوان مثال، به دلیل چگالی بالاتر آب نسبت به بنزین، وزن دیسپلیسر در حضور آب بیشتر کاهش می‌یابد. برای نصب ترانسمیتر دیسپلیسر، از یک فلنج با سایز حداقل 2 اینچ و فشار 300 پوند استفاده می‌شود. همچنین، زیر دیسپلیسر از یک ولو درین (Drain) با سایز ½ یا ¾ اینچ استفاده می‌شود. نصب معمولاً به صورت Side-side انجام می‌شود، اما روش دیگری به نام Top mounted نیز وجود دارد که نیازی به استفاده از Chamber ندارد.

در صورتی که سیالات مورد استفاده خصوصیات ویسکوزیته بالایی داشته باشند، استفاده از این روش ممکن است به دلیل خطر مسدود شدن دیسپلیسر و کاهش دقت اندازه‌گیری توصیه نشود. در این موارد، می‌توان از سیستم‌های Purge و Heat tracing برای حل این مشکلات استفاده کرد. طول دیسپلیسر نیز باید براساس سطحی که می‌خواهیم اندازه‌گیری کنیم، تعیین شود. همچنین، متریال دیسپلیسر باید با سیال مورد استفاده سازگاری داشته باشد و به طور کلی از موادی مانند SS316، فولاد کربنی و آلومینیوم ریخته‌گری شده استفاده می‌شود. در شرایط خاص ممکن است از متریال‌های دیگری مانند K-Monel و Inconel استفاده شود، به ویژه در دماهای بالا.

نتیجه گیری

به طور خلاصه، تکنولوژی ترانسمیتر دیسپلیسر یک روش مطمئن و قابل اعتماد برای اندازه‌گیری سطح در شرایط دما و فشار بالا است. با تحول از دستگاه‌های تورک تیوب به دستگاه‌های فنری، اضافه کردن سنسورهای LVDT با دقت بالا، الکترونیک پیشرفته و امکانات ارتباطی دیجیتال، بهبود‌های قابل توجهی در عملکرد و کاربری در زمینه‌های مختلف به دست آمده است.