خطاهایی که باعث خرابی ترانسمیتر فشار می شود (کاربردی)

وقتی موضوع اندازه‌گیری فشار باشد، اولین اشتباه، آخرین اشتباه است. اگر سنسور فشار اشتباه سفارش داده شده یا نصب شود و یا در کاربردی نامناسب به کار گرفته شود، خطرات و ریسک‌هایی در کمین است. برای اینکه شما از این خطرات دور باشید، پنج خطای رایج که باعث خرابی ترانسمیتر فشار می شود را با هم مرور می‌کنیم:

ناسازگاری شیمیایی قسمت های خیس شونده

ترانسمیترهای فشار الزاما، سنسورهای تماسی هستند. به عبارت دیگر، برای اینکه کار کنند، باید با سیال هدف در تماس باشند. در نتیجه، همیشه باید به سازگاری شیمیایی توجه شود. حتی سیالات و گازهای ظاهرا بی‌اثر نیز می‌توانند مشکل ایجاد کنند. به طور مثال، آب با تمام متریال‌ها سازگار نیست. به دقت به متریالی از سنسور که خیس می‌شود توجه کنید. یک مورد پیشنهادی رایج استیل ۳۱۶L SS است (به دلایلی موجه)، اما با همه‌ سیال ها سازگار نیست. به MSDS و جداول سازگاری خود رجوع کنید تا مطمئن شوید که با یک شکست و خرابی ترانسمیتر فشار روبرو نمی‌شوید.

خرابی ترانسمیتر فشار به علت رنج فشار نادرست

صحت و درستی یک سنسور فشار پیزو مقاومتی استاندارد، به بازه فشار بستگی دارد. باند خطا، درصدی از بازه فول‌اسکیل است. یعنی باید بازه فشار سنسور خود را تا جایی که ممکن است، نزدیک به چیزی انتخاب کنید که می‌خواهید در دنیای واقعی اندازه‌گیری کنید.

به عبارت دیگر، اگر می‌خواهید تا ۱۰۰ psi را اندازه بگیرید، یک سنسور ۱۰۰۰۰ psi خریداری نکنید.

گاهی اوقات سفارش یک بازه فشار بالاتر معقول است. به کالیبره کردن یک سنسور بازه بالا برای اندازه‌گیری بازه پایین‌تر، داون‌رنجنیگ (down ranging) گفته می‌شود. این کار برای زمانی مناسب است که نگران هستید گاه و بی‌گاه، فشار از بازه نرمال خود بالاتر برود (به اصطلاح دچار spike بشود) یا زمانی که می‌خواهید عمر مفید را با استفاده از یک ترانسدیوسر ضخیم‌تر، افزایش دهید.

از طرفی، داون‌رنجینگ سنسورهای فشار، باید بر اساس اصولی معقول انجام شود. به خاطر داشته باشید، صحت و درستی یک سنسور همیشه به بازه فول‌اسکیل اصلی آن سنسور وابسته است، نه بازه‌ی کالیبره شده. بنابراین اگر از سنسوری استفاده کنید که بیش از ۱۵۰ درصد از بازه‌ی مورد انتظار شما بالاتر است، برای اکثر مشتریان شما به کاهش صحت و درستی نتایج منتهی خواهد شد.

از سوی دیگر، برخی توجیه می‌کنند که یک سنسور با نرخ فشار مازاد ۲X، یعنی به طور مثال یک ترانسدیوسر ۱۰۰ psi می‌تواند بازه ۲۰۰ psi را اندازه‌گیری کند. این درست نیست. بله، این سنسور تحت این فشار، از پوشش خود بیرون نخواهد زد، اما به دیافراگم آن فشار بیش از حد وارد شده و کالیبراسیون آن نابود می‌شود. مشخصات ذکر شده در زمینه فشار مازاد (اورپرشر) و انفجار، ویژگی‌هایی ایمنی هستند برای شرایط عملیاتی غیرعادی و غیر نرمال. مشخصات فشار مازاد (اور-پرشر) عمدا محافظه‌کارانه است، اما تکیه‌ی درازمدت بر این کار، نامناسب است. درجه‌بندی‌های فشار مازاد به این شکل تعریف می‌شود که در حالاتی نادر و کمیاب مورد استفاده قرار بگیرد. تحمل فشار مازاد، برای بازه عملیاتی استاندارد طراحی نشده و از عمر سنسور می‌کاهد.

گشتاور بیش از حد در هنگام نصب

المان سنسور یک ترانسمیتر فشار، یک دیافراگم بسیار نازک است که قطعات الکترونیکی پشت آن نصب شده‌اند. دیافراگم در برابر بی‌دقتی در حمل و نقل یا فشرده‌سازی (compression) در زمان نصب، آسیب‌پذیر است. فشرده‌سازی، نتیجه‌ی اعمال گشتاور بیش از حد و خرابی ترانسمیتر فشار در هنگام نصب سنسور است.

قطعات الکترونیکی پشت دیافراگم، با بالا رفتن و افت فشار، به شکلی پیوسته و مشخص به حرکات دیافراگم واکنش نشان می‌دهند. از طرفی، اگر به خاطر بیش از حد محکم بستن سنسور، دیافراگم فشرده شود، شکل آن تغییر کرده و دیگر طبق انتظار، به فشار واکنش نشان نخواهد داد.

بدیهی است که این حالت به شکلی قابل توجه روی اندازه‌گیری فشار تاثیرگذار خواهد بود. اگر سنسور خود را بیش از حد محکم بسته باشید – تا حدی که روی دیافراگم تاثیر بگذارد – زمان آن رسیده که سنسوری جدید سفارش بدهید.

حمل نادرست دیافراگم

دیافراگم، المان سنسور در یک ترانسمیتر فشار است و باید از آسیب حفاظت شود. حمل نامناسب سنسور معمولا به سنسورهایی ناسازگار منتهی می‌شود. در سنسورهای فلاش‌مانت این مساله بیشتر رخ می‌دهد چون دیافراگم این نوع سنسورها، باز و بیشتر در معرض آسیب است.

استفاده به عنوان یک ابزار

مهم است که به خاطر داشته باشید که سنسورها آلاتی تخصصی هستند، نه ابزار. نباید از آن‌ها به عنوان نقاط نگهدارنده، بکسل یا تراز استفاده کرد و شما باید با در زمان نصب و میزان محکم بستن آن‌ها دقت کنید.

کاربرد و استفاده نادرست از سنسورهای سیلد

سنسور سیلد (مهر و موم شده)، از یک محفظه‌ی بسته به عنوان نقطه صفر (مرجع) خود استفاده می‌کند، در حالتی که سنسور ونتد از فشار اتمسفریک بهره می‌گیرد. یعنی با تغییرات آب و هوا و تغییر فشار اتمسفریک، این محفظه‌ی بسته منقبض و منبسط می‌شود – مشابه حالتی که گوشتان می‌گیرد.

این باعث می‌شود که نقطه صفر جابجا شود و در نتیجه روی اندازه‌گیری فشار شما تاثیر منفی بگذارد. در بازه‌های بالای فشار، این تاثیر، داخل باند خطای ذکر شده روی سنسور خواهد بود و در نتیجه قابل چشم‌پوشی است.

اما در کاربردهای کم‌فشار – به خصوص زیر ۱۰۰ psi – استفاده از سنسور سیلد می‌توان مشکل‌ساز باشد. فشار اتمسفریک تغییر می‌کند و روی محفظه‌ی سیلد داخل سنسور تاثیر گذاشته و به اندازه‌گیری‌هایی غیرقابل اطمینان منتهی می‌شود.

سنسورهای سیلد مزایایی نیز دارند، همچون دور نگه داشتن ذرات ریز (همچون گرد و غبار و رطوبت یا اسپری‌های شیمیایی همچون رنگ و چسب و غیره) از قطعات الکترونیکی سنسور. اگر در کاربردی کم‌فشار، نیاز به چنین محافظتی دارید، باید اقداماتی لازم برای نرمال‌سازی فشار اتمسفریک انجام دهید.

ولتاژ ورودی بیش از حد باعث خرابی ترانسمیتر فشار

گاهی اوقات ما با شخصی روبرو می‌شویم که سعی کرده سنسور خود را با ولتاژی بیش از حد بالا برق‌دهی کند. احتمالا دلیل این مساله به دانش و تجارب فرد برق‌کار/تکنسین نصب برمی‌گردد. به طور مثال:

• شاهد این بوده‌ایم که ۱۱۰V با سیم به سنسور وصل شده، در حالتی که سنسور برای ۲۴V طراحی شده،
• همچنین شاهد این بوده‌ایم که به یک سنسوری که جریان DC می‌خواهد، جریان AC اعمال شده،
• در نهایت، برخی از افراد ولتاژ ورودی را به سیم خروجی متصل کرده‌اند!

در هر سه حالت ذکر شده، سنسور می‌سوزد و شامل گارانتی هم نمی‌شود.

نکته‌: محدودیت‌های ولتاژ و جریان سنسور خود را بدانید و با سیم‌های سنسور خود آشنا باشید. همیشه مواظب باشید که قبل از اتصال برق، سیم بندی سنسور به شکل صحیح، بر اساس مشخصات اعلام شده، انجام شده باشد. ۲۴VDC مشابه ۱۲۰VAC نیست! زمان بگذارید و سنسور مذکور را بهتر بشناسید، به این شکل احتمالا بدون هیچ مشکل و احتمال خرابی ترانسمیتر فشار، سنسور را با موفقیت نصب خواهید کرد.

با مراجعه به مقاله نکات مهم درباره منبع تغذیه و خروجی سنسور فشار بیشتر با سیستم الکتریکی سنسور فشار آشنا شوید.

خرابی ترانسمیتر فشار زمین نامناسب

باید از داشتن چند ارت خودداری کرد. چون ممکن است حلقه‌های زمین ایجاد شود که روی عملکرد سنسور تاثیر می‌گذارد و حتی ممکن است روی شیلد سیم‌ها و محافظت در برابر افزایش ناگهانی ولتاژ نیز تاثیرگذار باشد. آسیب به خاطر الکترولیز، یک نتیجه‌ی رایج است، به خصوص در مورد سنسورهای غوطه‌ور.

کالیبراسیون بدون مرجع

اگر می‌خواهید خودتان یک سنسور را کالیبره کنید، اطمینان حاصل کنید که یک مرجع دقیق و صحیح دارید که بر اساس آن کالیبره کنید. در غیر اینصورت، عملکرد سنسور شما دقیق و صحیح نخواهد بود.

نادیده گرفتن درجه‌بندی حفاظت

اگر در کاربرد رطوبت بالایی وجود دارد، از سنسوری استفاده کنید که مناسب چنین محیطی است. استفاده از سنسوری که مناسب محیط داخلی است در محیط خارجی، انتخابی نامناسب است و احتمالا به خاطر رطوبت آسیب خواهد دید.

اتصال اشتباه فرآیند

رزوه های سنسور یا کانکشن فرآیند، باید با هم منطبق باشند و درجه‌بندی مناسبی برای فشار وارده داشته باشند. اگر به این مسئله توجه نکنید، باعث آسیب به کانکشن فرآیند می‌شود یا موقعیتی ناایمن به وجود می‌آید. این مساله به خصوص در موقعیت‌های فشار بالا صدق می‌کند.

نتیجه‌گیری

در آخر، با کمی فکر کردن و توجه به مشخصات فنی اعلام شده توسط تولیدکننده، می‌توان از بسیاری از این اشتباهات پرهیز کرد. به خصوص وقتی با بازه بالای فشار یا متریال‌های خطرناک روبرو هستید، انتخاب و استفاده‌ی مناسب از سنسورها بسیار حیاتی است.