شرکت ویکا (WIKA)
شرکت ویکا به عنوان یک شرکت معتبر در زمینه تولید تجهیزات ابزار دقیق شناخته می شود. این شرکت تنوع محصول بسیار بالایی دارد و اکثر ابزار های آن ها به شکلی هستند که می‌توانند صنایع مختلف پالایشگاهی و صنعتی را پوشش دهند. بنابراین طبیعی است که در بسیاری از چالش ها از محصولات شرکت ویکا استفاده شود و در حقیقت به اعتبار و سابقه این برند اطمینان شود. شرکت ویکا (Wika) یک شرکت آلمانی قدیمی و معتبر است که فعالیت آنها به بیش از ۶۰ سال بر می گردد و در حال حاضر به عنوان یک شرکت مشهور و متخصص در زمینه تولید تجهیزات ابزار دقیق و در زمینه تکنولوژی های اندازه گیری شناخته می شود. این شرکت بر پایه افزایش بهره‌وری در حال رشد، فناوری نوآورانه در هنگام تولید محصولات جدید و همچنین پیشنهاد راه حل های سیستمی مختلف توانسته به سطح اعتبار بالایی در سطح دنیا برسد. محصولات شرکت ویکا در گروه های مختلفی قرار می گیرند که هم می توانند پارامترهای فیزیکی موثر بر یک سیستم را اندازه‌گیری کنند و هم از روش‌های مختلفی برای گزارش و نشان دادن نتایج خود بهره ببرند. این ویژگی ها باعث شده که شرکت ویکا به عنوان یک شرکت آلمانی در بیش از ۴۰ کشور دنیا فعالیت داشته باشد و تولید محصولات خود را در دو کشور آلمان و لهستان انجام دهد.
تاریخچه شرکت ویکا
فعالیت اولیه شرکت ویکا به سال ۱۹۶۰ میلادی بر می گردد که در آن زمان یک شرکت کوچک با سطح فعالیت محدود محسوب می‌شد. تغییرات شرکت در طول بیش از ۶۰ سال گذشته باعث شده که در حال حاضر ۴۳ شرکت تابعه و نمایندگی ویکا در کشورهای مختلف وجود داشته باشد و به عنوان یکی از بزرگترین شرکت های تولید کننده ابزار دقیق شناخته شود. ارائه امکانات پیشرفته تولید در تمامی بازارهای مرکزی، تعمیر و نگهداری تاسیسات مختلف، نصب و راه اندازی تجهیزات و همچنین وجود گروه‌های آموزش‌دیده برای خدمات اضافی باعث شده که شرکت ویکا در سرتاسر جهان به عنوان یک برند معتبر شناخته شود. در حال حاضر محصولات این شرکت در زمینه فشار، دما، سطح، نیرو، شدت جریان و کالیبراسیون هستند. از طرف دیگر هر کدام از این محصولات به گروه‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شود که به عنوان مثال در مورد گروه فشار شما با محصولاتی مانند گیج فشار ویکا، سنسور فشار ویکا، سوئیچ فشار ویکا، ترانسمیتر ها و سایر تجهیزات جانبی مرتبط با گروه فشار مواجه هستید. همین دسته بندی ها برای سایر فاکتورها مانند دما و سطح و نیرو هم وجود دارد و به همین دلیل می توانیم محصولات شرکت ویکا را به عنوان کاملترین گروه در بازار معرفی کنیم.
میتوان فعالیت شرکت ویکا را از لحاظ صنایع مختلف مورد بررسی قرار دهیم، که صنعت تولید نفت و گاز در پالایشگاه، ساخت تجهیزات ماشین آلات، تولید تجهیزات صنعتی و پزشکی، فعالیت در حوزه نیمه رساناها و همچنین فعالیت در حوزه پتروشیمی و استخراج نفت اشاره کرد.
ترمومتر یا گیج دما چیست؟
ترمومتر که با نام های گیج دما و دماسنج عقربه ای یا آنالوگ نیز نامیده می شود، یکی از ساده ترین ابزارهایی است که همه ما به شکل‌های مختلف کار با آن را تجربه کرده‌ایم و تنها اسم آن ممکن است ما را کمی به اشتباه بیندازد. البته کاربردهای وسیع این ابزار و نقش مهم آن در فرآیندهای مختلف باعث شده است که کمتر کسی با واژه ترمومتر یا همان دماسنج آنالوگ آشنایی نداشته باشد. ترمومتر یکی از ابزارهایی است که ما در ساده‌ترین حالت برای اندازه گیری تب خود یا فرزندمان از آنها استفاده کرده‌ایم و در پیچیده‌ترین حالت هم میتوان از آن برای فرایندهای سیستمی پیچیده استفاده کرد. در هر صورت همه آنها دستگاه‌هایی هستند که می‌توانند دمای یک جسم یا یک محیط را اندازه گیری کنند. ترمومتر یا گیج دما آنالوگ ابزار خیلی پیچیده و ناآشنایی نیست که بخواهیم از تعاریف مهندسی و سخت برای آن استفاده کنیم. به همین دلیل سعی می‌کنیم که از تعاریف عامیانه و قابل فهم برای معرفی آن بهره ببریم.
ترمومتر (Thermometer) یا همان دماسنج آنالوگ یکی دیگر از ابزارهای سنجش مشخصات و ویژگیهای محیطی است که برای اندازه گیری دمای محیط و یا درجه حرارت یک سیستم خاص از آن استفاده می‌شود. این ابزارها قالب‌های متفاوتی دارند و به شکل‌های مختلفی می‌توانند درجه حرارت را اندازه گیری کنند. کاربرد گیج دما با ترانسمیتر دما تفاوت دارد. ساده‌ترین نوع دماسنج ها را میتوان همان دماسنج‌های جیوه‌ای معرفی کرد که معیار اندازه گیری آنها، تغییر حجم جیوه در اثر گرما بود. در واقع دانشمندان برای حالت طبیعی اجسام و مواد مختلف در دمای معمولی حجم خاصی در نظر گرفته‌اند که با توجه به تغییر حجم کم در برابر تغییر دما، می‌توانند دمای محیط یا درجه حرارت هر جسمی را گزارش کند. این به عنوان اصول اولیه استفاده شده در ترمومترهای آنالوگ و دماسنج‌ها به کار گرفته شد که نسل‌های بعدی با شیوه‌های متفاوت‌تری ساخته شدند. از گیج دما آنالوگ که به آن ترمومتر آنالوگ و یا دماسنج عقربه ای نیز می گویند در پتروشیمی ها بیشتر استفاده می شود. دلیل این امر این است که گیج های آنالوگ برعکس گیج دما دیجیتال از جریان الکتریسیته برای اندازه گیری دما استفاده نمی کند. زیرا جریان برق در شرکت های پتروشیمی ممکن است خطر انفجار بوجود بیاورد.
نحوه عملکرد ترمومتر
در مورد نحوه عملکرد گیج دما یا ترمومتر کار ما سخت تر است و باید تنوع در مدل‌های مختلف آنها را در نظر بگیریم. در حقیقت ساز و کاری که دماسنج جیوه‌ای برای تشخیص تغییرات حرارت دارد با ساز و کار آن در ترمومتر های لیزری و ترمومترهای دیجیتالی متفاوت است. ساده‌ترین نوع دماسنج‌ها، دماسنج‌های جیوه‌ای و الکلی هستند که در آنها ساز و کار مشابهی وجود دارد و اساس کار آنها بر مبنای تغییر حجم ماده درون دماسنج است. اما ترمومتر دیجیتالی از یک سیستم مبدل حرارت به جریان الکتریسیته بهره می‌برد. در این دماسنج‌ها یک ماده نیمه رسانا قرار داده شده که در اثر تغییر دما مقاومت آن تغییر می‌کند که این تغییر مقاومت باعث تغییر جریان عبوری می‌شود. با استفاده از قانون اهم و سایر روابط ریاضی مربوط به آنها، اعدادی توسط بخش دیجیتالی آنها گزارش می‌شود که به عنوان دمای محیط است. برای اندازه گیری دما از ابزارهای بسیاری استفاده می شود که از پرکاربردترین آنها می توان به ترانسمیتر دما و سوئیچ دما اشاره کرد. گیج دما تغییرات دما را در بازه مندرج روی صفحه نمایش نشان می دهد. گیج های دما باید دارای بدنه مقاوم، مکانیسم دقیق و با کیفیت بوده و به درستی کالیبره شده باشند، شایان ذکر است، حرکت رفت و برگشتی عقربه گیج می بایست، نرم و بدون پرش باشد.
انواع گیج دما
گیج دما براساس نوع عملکرد در انواع متفاوتی ساخته می شود که به شرح زیر می باشد:
گیج دما عقربه ای بی متال: دماسنج بی متال که جزو گیج دمای عقربه ای یا آنالوگ نیز محسوب می شود از دو فلز متمایز تشکیل شده است که به یکدیگر چسبیده شده اند. جنس این دو فلز اغلب استیل و مس یا استیل و برنج می باشد. هنگامی که به نوار بی متال حرارت داده شود، نوار بی متال از طرف فلزی که دارای ضریب انبساط پایین تری است خمیده می شود. میزان این تغییر شکل، با مجذور طول نوار بی متال و تغییرات دمایی متناسب است و با ضخامت فلز ها رابطه عکس دارد. به طور کلی گیج های بی متال بر اساس دو اصل اساسی زیر ساخته می شوند:
حجم فلزات با تغیییر دما تغییر می کند.
ضریب این تغییر برای همه فلزات یکسان نیست.
میزان جابجایی به وجود آمده توسط نوار بی متال، کوچک است، برای تقویت آن، نوار بی متال به شکل فنری یا حلزونی ساخته می شود. لبه خارجی نوار بی متال به قاب و یک عقربه به وسط آن متصل می شود. با افزایش دما، نوار فنری چرخیده و باعث حرکت عقربه به صورت ساعتگرد می شود. میزان حرکت عقربه با توجه به موارد زیر قابل محاسبه است:
داشتن ضرایب انبساط دو فلز، ضخامت و طول محدوده مورد نظر، طول کلی نوار فنری
محدوده عملکرد دماسنج های بی متال از 50- تا 600+ درجه سانتی گراد می باشد و این محدوده عملکرد برای کاربرد های متفاوت متغییر است.
نقاط ضعف دماسنج بی متال
دقت محدود
قابل استفاده برای نمایش یا سوئیچینگ ساده
قابلیت اندازه گیری فقط به صورت محلی
خارج شدن از وضعیت کالیبره در اثر شوک
هیسترزیس
مزایای دماسنج بی متال
قیمت مقرون به صرفه
ساخت آسان و ساده
کاهش احتمال شکست نسبت به دماسنج های ساقه شیشه ای
گیج دمای دیجیتال
گیج دما دیجیتال، دمای اندازه گیری شده را به صورت دیجیتال بر روی صفحه نمایش خود، نشان می دهند. گیج های دیجیتال هم برای اندازه گیری نرمال در فیلد و هم در سیستم های کالیبراسیون استفاده می شوند. گیج های دمای دیجیتال قابلیت نمایش دما در مقیاس های مختلف اندازه گیری دما را دارند. نحوه اتصال پراب دما به گیج دمای دیجیتال به صورت اتصال از پشت، زیر و تلسکوپی می باشد، که ر زیر تصویر هر یک درج شده است.
واحدهای اندازه گیری دما
گیج های دما در انواع گوناگون ساخته می شوند و قابلیت نمایش دما در واحد های مختلف اندازه گیری را دارا می باشند. در گیج دما، واحد اندازه گیری نرمال به صورت سانتی گراد بیان می شود و عمدتا دارای یک واحد مدرج است اما گیج دما با دو واحد اندازه گیری فارنهایت و سانتی گراد نیز موجود می باشد. چنانچه مشتری انواع دیگری از واحد های اندازه گیری را نیاز داشته باشد، به صورت سفارشی به فروشنده اعلام می کند و گیج دما مطابق با خواسته مشتری درجه بندی و کالیبره می شود. دو تصویر زیر نمایانگر دو عدد گیج فشار با واحد سانتیگراد و سانتیگراد، فارنهایت می باشد.
اندازه گیج دما
اندازه گیج ها با قطر صفحه گیج مشخص می شود. اندازه استاندارد گیج های دما به واحد میلیمتر بیان می شود و مطابق استاندارد EN 837 با قطر های 40، 50، 63، 80، 100، 160 و 250 میلیمتر بیان می شود.
کلاس دقت گیج های دما
کلاس دقت، ماکزیمم حد خطای قابل قبول هر گیج است که بر حسب درصد ماکزیمم مقدار خوانده شده بیان می شود. گیج دما طبق استاندارد EN 13190 دارای کلاس 1 و یا 2 می باشد.
جنس سیال و متریال گیج دما
از آنجاییکه گیج های دما در فرآیند های مختلف و برای اندازه گیری دمای سیالات متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند، لذا متریالی که گیج از آن ساخته شده است باید با شرایط محیطی و سیالی که با آن در تماس است، از نظر شیمیایی مطابقت داشته باشد. محل اتصال گیج و بدنه صفحه مدرج گیج می تواند دارای متریال های متفاوت باشد به طور مثال اگر سیال در تماس با گیج، خورنده باشد لازم است اتصال گیج نیز استیل باشد ولی اگر در همان پروسه محیط دارای خورندگی نباشد، نیازی به بدنه استیل گیج نیست. توجه به فرآیند و شرایط شیمیایی فرآیند در انتخاب گیج مناسب بسیار مهم است و می تواند از آسیب به گیج و در بعضی موارد تحمیل هزینه های اضافی به سیستم جلوگیری کند. جنس بدنه گیج دما ممکن است شامل هر یک از موارد زیر می باشد:
بدنه گیج ها از جنس فولاد کششی
چدن
آلومینیوم
برنج
پلی پروپیلن
مواد رزینی فنولیک
ترموول در دما سنج
در دماسنج های بی متال می توان از ترموول استفاده کرد. استفاده از ترموول این مزیت را دارد که بدون باز کردن تجهیزات لوله کشی یا تانک، می توان تجهیز را بیرون آورده یا تعویض کرد. معمولا دماسنج هایی که همراه با ترموول استفاده می شوند، شکل حلزونی هستند.
نوع نصب و اتصال گیج
انواع اتصالات گیج به شرح زیر می باشد:
اتصال رزوه ایی استاندارد: دارای یک کانکشن نرگی پیچی است.
اتصال رزوه ایی مادگی: محل اتصال به صورت مادگی پیچی است.
گیج دما فلنجی: محل اتصال دارای یک فلنج می باشد.
هر کدام از انواع اتصالات فوق ممکن است به صورت اتصال عمودی و یا اتصال افقی در سیستم نصب شوند. اتصالات افقی فلنجی معمولا در تابلو های کنترلی مورد استفاده قرار می گیرند.
گیج ها معمولا با توجه به زاویه قرارگیری صفحه مندرج (به منظور دید بهتر کاربر) به صورت های زیر قرار می گیرند:
اتصال از پایین (زیر یا عمودی)
اتصال از پشت (افقی)
اتصال تلسکوپی (صفحه مندرج آنها قابلیت چرخش در هر زاویه ای نسبت به محور ساقه را دارد).
انواع قرارگیری صفحه مندرج دماسنج عقربه ای نیز همانند دیجیتالی اتصال از پشت، زیر و تلسکوپی می باشد.
کپیلاری گیج دما
در مکان هایی که درجه حرارت بسیار بالا است و یا امکان تماس مستقیم با سیال وجود ندارد، از ترمومتر های پر شده استفاده می شود. در ترمومتر های پر شده پراب دما به وسیله کاپیلاری یا دنباله به فاصله دور تر از گیج منتقل می شود. به این مدل دماسنج ها یا گیج دما کاپیلاری دار یا دنباله دار می گویند. دماسنج های پر شده با توجه به نوع ماده ای که درون آن را پر کرده است به چند دسته تقسیم می شوند:
دماسنج پر شده با جیوه: در دماسنج های پر شده با جیوه با تغییر دمای محیط کاری، فشار جیوه تغییر می کند. در این دماسنج ها دما توسط یک فشار سنج عقربه ای، که بر اساس دما کالیبره شده است، نمایش داده می شود.
دماسنج پر شده با مایع: مایع پرکننده دماسنج می تواند الکل، نفت و یا هر مایع دیگری باشد. به طور کلی این دماسنج ها با تغییر فشار مایع ناشی از تغییر دما کار می کنند.در دماسنج های پر شده با مایع با تغییر دمای حسگر، فشار مایع پر شده نیز تغییر می کند و دما نمایش داده می شود.
دماسنج پر شده با فشار بخار: درون حسگر گرمایی دماسنج پر شده با فشار بخار، مایع فرار می باشد و با تغییر دمای حسگر گرمایی، فشار بخار اشباع شده مایع پر شده نیز تغییر می یابد و به این صورت دما نمایش داده می شود.
دماسنج پر شده با فشار گاز: در دماسنج پر شده با فشار گاز، تغییر دمای حسگر دماسنج، باعث تغییر فشار گاز پر شده می شود، و با این تغییر فشار دما نشان داده می شود. گاز پر شده باید گازی بی اثر مانند نیتروژن یا هلیوم باشد.
کاربرد ترمومترها
بطور کلی ترمومتر دستگاهی برای اندازه گیری دما است و به همین دلیل تنها برای این هدف استفاده می‌شود. البته تغییر در مدل‌ها و شیوه‌های اندازه گیری حرارت باعث می‌شود که ما با مدل‌های مختلفی از این دستگاه‌ها همچنین تغییر در کاربرد آنها مواجه باشیم. با این تفاسیر، کاربردهای ترمومتر شامل موارد زیر می‌شود:
استفاده در پروژه‌های پزشکی برای اندازه گیری دمای بدن و تب
استفاده در پروژه‌های آزمایشگاهی برای اندازه گیری دمای محیط و دمای محل انجام واکنش
استفاده در پروژه‌های صنعتی با دمای بسیار زیاد به کمک ترموکوپل‌ها
اندازه گیری دما از مسافت‌های دور با کمک دماسنج‌های لیزری
استفاده در لوازم و تجهیزات خانگی مانند مایکروفر و تجهیزات آشپزی
استفاده در کارخانه ها و پتروشیمی ها (گیج دما آنالوگ در پتروشیمی ها بیشتر استفاده می گردد)
ترمومتر ها و دماسنج های آنالوگ و عقربه ای به همان اندازه‌ای که ساده و معمولی به نظر می‌رسند، می‌توانند ابزارهایی مهم و تعیین کننده در صنعت و فرآیندهای سربسته باشند. بالا رفتن بدون محدودیت دما در کارخانه‌ها و به طور ویژه در پالایشگاه‌ها می‌تواند فاجعه بیافریند. بنابراین انتخاب و خرید ترمومتر آنالوگ مناسب برای هر پروژه از حساسیت بالایی برخوردار است و به مانند انتخاب یک دماسنج معمولی نیست.
