فرستنده دما چیست؟

مبدل حرارتی وسیله ای است که دما را اندازه گیری می کند و سیگنال های الکتریکی را به دستگاه های دیگر منتقل می کند. این مواد نقش مهمی در بسیاری از کاربردهای صنعتی و فنی دارند. به خصوص در سیستم های کنترل صنعتی، تولید برق، روغن و غیره. در ادامه این مقاله به اصول کار، انواع، اجزا و کاربردهای مبدل های حرارتی می پردازیم.

2. اصول کار انتقال حرارت

یک فرستنده دمای واقعی از یک سنسور دما و یک مدار الکتریکی تشکیل شده است. سنسور دما می تواند یک سنسور دما (RTD) یا یک ترموکوپل باشد. این سنسورها تغییرات دما را به صورت تغییرات ولتاژ (مقاومت یا ولتاژ) نشان می دهند. فرستنده سیگنال ضعیف سنسور را تقویت می کند و آن را به سیگنال پایدار (معمولاً 4 تا 20 میلی آمپر یا 0 تا 10 ولت) مناسب برای انتقال از راه دور تبدیل می کند.

3. قسمت های اصلی ترانسمیتر دما

مبدل حرارتی دارای اجزای زیر است:

- سنسور دما: مهمترین قسمت فرستنده اندازه گیری تغییر دما است. سنسورها معمولا از نوع RTD یا ترموکوپلی هستند.

مدار تقویت کننده: سیگنال ضعیف خروجی سنسور را تقویت می کند.

- ماژول تبدیل سیگنال: سیگنال تقویت شده را به سیگنال استاندارد تبدیل می کند.

- مدار کالیبراسیون: امکان تنظیم دقیق فرستنده را برای افزایش دقت اندازه گیری فراهم می کند.

4. انواع ترانسمیترهای دما

مبدل های حرارتی بر اساس نوع سنسور، نوع سیگنال خروجی و نوع کاربرد به دسته های مختلفی تقسیم می شوند:

الف) بسته به نوع سنسور

1. فرستنده RTD: این نوع فرستنده از سنسور RTD (ترمیستور) استفاده می کند. RTD ها بر اساس تغییر در مقاومت با دما عمل می کنند و به دلیل دقت بالا در کاربردهای حساس محبوب هستند. از این محصول برای ساخت کاسه نمدی عقب میل لنگ 206 استفاده می شود.

2. دماسنج های دیفرانسیل: این نوع دماسنج ها از دماسنج استفاده می کنند که انرژی تولید شده از اختلاف دمای بین دو نقطه را اندازه گیری می کند. ترموکوپل ها طیف وسیعی از دماها را پوشش می دهند و در برابر شرایط سخت عملیاتی بسیار مقاوم هستند.
https://ensafnews.com/562553/%d8%a7%d8%a8%d8%b2%d8%a7%d8%b1-%d8%af%d9%82%db%8c%d9%82-%d9%88-%d8%a7%d9%87%d9%85%db%8c%d8%aa-%d8%a2%d9%86-%d8%af%d8%b1-%d8%b5%d9%86%d8%a7%db%8c%d8%b9-%d9%85%d8%ae%d8%aa%d9%84%d9%81/
ب) بسته به نوع سیگنال خروجی

1. فرستنده جریان (4-20 میلی آمپر): این نوع فرستنده سیگنال خروجی جریان را ارائه می دهد که در برابر نویز و افت ولتاژ مقاوم است و برای مسافت های طولانی ایده آل است.

2. مبدل ولتاژ (0-10 ولت): این نوع مبدل سیگنال ولتاژ خروجی را ارائه می دهد. این نوع سیگنال برای استفاده در فواصل کوتاه و برای استفاده در برنامه های کوچکتر مناسب است

5. کاربردهای سنسور دما

مبدل های دما در بسیاری از صنایع از جمله:

- صنایع نفت و گاز: نظارت و کنترل دمای فرآیندهای پالایش و پتروشیمی.

- نیروگاه ها: برای کنترل دمای توربین ها و ژنراتورها.

- صنایع غذایی: برای حفظ کیفیت و ایمنی فرآیندهای پخت و پز و پاستوریزاسیون.

- سیستم hvac مدیا برای کنترل و مدیریت دمای محیط در ساختمان ها و تاسیسات.
https://ensafnews.com/562492/%d8%aa%d8%b1%d8%a7%d9%86%d8%b3%d9%85%db%8c%d8%aa%d8%b1-%d8%af%d9%85%d8%a7-%da%86%db%8c%d8%b3%d8%aa%d8%9f/
6. مزایا و معایب استفاده از ترانسمیترهای حرارتی

استفاده از فرستنده دما دارای مزایای مهمی است:

مزایا

- دقت بالا: فرستنده های دما به دقت بالا در اندازه گیری و انتقال داده ها معروف هستند.

- استحکام و دوام: این دستگاه ها در برابر شرایط مختلف محیطی (رطوبت، دمای بالا) مقاوم هستند.

- کاهش نویز: جریان استاندارد (معمولاً 4-20 میلی آمپر) به کاهش نویز کمک می کند.

ضعیف

- نیاز به کالیبراسیون دوره ای. کالیبراسیون های دوره ای برای حفظ دقت ضروری است.

- هزینه بالاتر نسبت به سنسورهای معمولی: فرستنده ها اغلب گرانتر از سنسورهای معمولی هستند.

7. انتخاب و نصب ترانسمیتر دما

برای انتخاب فرستنده مناسب باید نکات زیر را در نظر بگیرید:

- نوع سنسور دما: سنسور (RTD یا ترموکوپل) را با توجه به محدوده دما و دقت مورد نیاز انتخاب کنید.

- نوع خروجی: بسته به فاصله انتقال و نوع دستگاه های گیرنده، سیگنال جریان یا ولتاژ انتخاب می شود.

- کالیبراسیون و دقت: برای کاربردهای حساس، کالیبراسیون دقیق تری مورد نیاز است.

تفاوت یخچال و دماسنج

فرستنده های دما و دماسنج ها هر دو دستگاه های اندازه گیری دما هستند، اما تفاوت های مهمی در عملکرد و کاربرد آنها وجود دارد. در زیر به مقایسه این دو خواهیم پرداخت:

1. اصول عملیات

- فرستنده دما: سیگنال دما را از سنسور دما دریافت می کند و آن را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد (معمولا 4-20 میلی آمپر یا 0-10 ولت) تبدیل می کند. این سیگنال سپس به تجهیزات نظارت و کنترل منتقل می شود و می تواند برای کنترل خودکار در سیستم های صنعتی استفاده شود.

- دماسنج: دماسنج (که دماسنج یا دماسنج مکانیکی نیز نامیده می شود) معمولاً وسیله ای مکانیکی است که مستقیماً دما را نمایش می دهد. دماسنج ها از جیوه، دو فلز یا مواد دیگر برای نمایش دما در نمایشگر آنالوگ یا دیجیتال استفاده می کنند و فقط برای نشان دادن دما بدون ارسال سیگنال به دستگاه های دیگر استفاده می شوند.

2. صدا

- دماسنج: خروجی فرستنده یک سیگنال الکتریکی معمولی است. این سیگنال ها را می توان به سیستم های فرماندهی و کنترل فرستاد و به راحتی برای کنترل فرآیندهای خودکار و مخابرات مناسب است.

- دماسنج: دماسنج خروجی الکتریکی ندارد و فقط نمایش فیزیکی دما را ارائه می دهد. دماسنج ها معمولا برای قرائت های محلی استفاده می شوند و نمی توانند داده ها را به دستگاه های دیگر منتقل کنند.

3. دقت و حساسیت

- فرستنده دما: دارای دقت و حساسیت بالایی است. به دلیل کالیبراسیون دقیق و سیگنال خروجی استاندارد، فرستنده ها معمولا اطلاعات دقیق تری را ارائه می دهند.

- دماسنج: دقت سنج دما بستگی به نوع سنسور و طراحی آن دارد. نشانگرها ممکن است به تغییرات دمایی کوچک حساس نباشند و ممکن است دقت کمتری نسبت به فرستنده ها داشته باشند.

4. برنامه های کاربردی

- فرستنده دما: در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه ها و سیستم های اتوماتیک مورد استفاده قرار می گیرد، جایی که داده های دما باید به دستگاه های کنترلی ارسال شود و به یک آرایش کنترلی کارآمد نیاز است.

- دماسنج: اغلب در کاربردهای ساده که نیازی به انتقال اطلاعات در مورد سیستم های کنترل دما نیست، مانند سیستم های گرمایش و سرمایش ساده (hvac)، کوره های کوچک و آزمایشگاه ها استفاده می شود.

5. قیمت:

- ترمیستور: معمولاً به دلیل تجهیزات الکترونیکی درگیر و نیاز به کالیبراسیون، گرانتر از دماسنج است.

- سنسور دما: هزینه کمتری نسبت به فرستنده دارد و برای کاربردهای ساده گزینه ارزان تری است.

خلاصه

به طور خلاصه، در حالی که فرستنده دما برای کاربردهایی که نیاز به کنترل و انتقال داده دارند، مناسب است، دماسنج برای خواندن دمای خانه و برای کاربردهای ساده طراحی شده است. انتخاب بین این دو بستگی به نوع نیاز، دقت مورد نیاز و بودجه دارد. فرستنده دما یک ابزار ضروری برای نظارت و کنترل دمای یک فرآیند صنعتی است. این دستگاه ها با ارائه اطلاعات دقیق دما برای کنترل سیستم، کنترل و مدیریت موثر دما را ارائه می دهند.