هفت دلیل خوب برای استفاده از ترانسمیترهای فشار با سلول اندازه‌گیری سرامیکی

به دلیل دقت و اطمینان‌پذیری بالای آن، تکنولوژی اندازه‌گیری فشار در صنعت فرآیند، یکی از منعطف‌ترین و مقاوم‌ترین اصول اندازه‌گیری به کار رفته برای فشار و سطح است. به خصوص وقتی که کار سخت می‌شود، ظرفیت و توانایی‌های خود را نشان می‌دهد: در سیالات خشن و مهاجم شیمیایی، در نواحی خطرناک یا بهداشتی، در کاربردهایی با تغییرات دمای سریع، میعان سنگین یا فشارها و دماهای به شدت بالا و پایین.

مقاومت در برابر شوک حرارتی یا دما، یک مساله رایج برای بسیاری از ترانسمیترهای فشار با سنسورهای فشار سرامیکی است، اما سلول اندازه‌گیری سرامیکی VEGA CERTEC به این شکل نیست: قابلیت جبران ویژه‌ی آن، درمانی برای این آسیب‌پذیری خاص است.

یک مدار سنسور دمای اضافه در پشت دیافراگم می‌تواند حتی کوچک‌ترین تغییر در دما را تشخیص بدهد و در نتیجه این مشکل را حل کرده است. حتی می‌توان از این مقدار دما به عنوان یک خروجی دوم استفاده کرد.

اما سلول اندازه‌گیری سرامیکی ، تولید شده با سرامیک سفایر ویژه (یاقوت کبود)، توانایی‌های بسیار بیشتری دارد: یکی از مقاوم‌ترین و بادوام‌ترین سلول‌های اندازه‌گیری فشاری است که تاکنون ساخته شده است.

به طور خلاصه: وقتی که بارها به شدت بزرگ هستند و تقاضا برای سلول اندازه‌گیری بالاست، هفت دلیل خوب برای استفاده از ترانسمیترهای فشار با سلول‌های اندازه‌گیری سرامیکی وجود دارد.

مقاومت در برابر ساییدگی

در محیط‌های خشن فرآیند، سلول‌های اندازه‌گیری فلزی ممکن است با روبرو شدن با تنوعی از تنش‌ها، دچار خرابی شوند، همچون ساییدگی، ضربه، اصطکاک، خوردگی و دمای بالا که می‌تواند تاثیری معکوس رو آن‌ها بگذارد. از طرفی، سلول‌های اندازه‌گیری ساخته شده با سرامیک متفاوت هستند، چرا که به شکلی فوق‌العاده سخت و محکم بوده و در برابر ساییدگی هم مقاوم هستند: ۱۰ برابر بیشتر از فولاد ضد زنگ.

در تکنیک‌های تولید پیچیده، همچون لجن دارای ذرات فلزی یا سیال پر از شن: هر کجا که مقاومت ممتاز در برابر مواد شیمیایی و فشار و دماهای به شدت بالا یا پایین از تکنولوژی اندازه‌گیری بکار گرفته شده مورد انتظار باشد، سرامیک تنها انتخاب شماست، چون می‌تواند این شرایط را به راحتی تحمل کند.

حتی مواد تمیزکننده قدرتمند یا تمیزکاری مکانیکی با یک قلم (براش) تاثیری روی سلول اندازه‌گیری ندارد.

حداقل دریفت = پایداری درازمدت بالا

ترانسمیترهای فشار با سلول اندازه‌گیری سرامیکی، می‌توانند نتایج اندازه‌گیری قابل اطمینانی را ارائه کنند چون تقریبا بدون دریفت (کژرفت یا رانش) هستند. اگر موضوع پایداری درازمدت باشد، عملکرد این سلول‌های اندازه‌گیری، بسیار از نوع فلزی بالاتر است.
دریفت پدیده‌ای است که به آرامی وارد سیستم‌های اندازه‌گیری فشار می‌شود. در ترانسمیترهای فشار با سلول‌های اندازه‌گیری فلزی، دریفت به اصطلاح درازمدت، مساله‌ای‌ست که به شکل رایج رخ می‌دهد و دلیل آن عمر کردن متریال است.

دیافراگم فلزی نازک بعد از مدت زمان مشخصی استفاده، دچار خستگی می‌شود و دیگر هرگز دقیقا به نقطه صفر اصلی خود برنمی‌گردد و کم کم با گذر زمان، بیشتر «دریفت» می‌کند. سپس کاربر مجبور است که یک جبران دریفت انجام بدهد که به شکل کالیبراسیون انجام می‌شود.

در طرف دیگر، سلول‌های اندازه‌گیری سرامیکی، عملا بدون دریفت کار می‌کنند. سختی و انعطاف‌پذیری و بازه‌ی حرکتی محدود اما دقیق متریال سرامیک، یعنی این سلول‌ها تقریبا هیچ نوع خستگی متریال یا دریفت از خود نشان نمی‌دهند. به این دلیل، سلول‌های اندازه‌گیری سرامیکی خودنظاره‌گر، چرخه‌های کالیبراسیون مجدد را به شکل قابل توجهی طولانی‌تر می‌سازند.

کار بدون روغن سلول اندازه‌گیری سرامیکی

سلول‌های اندازه‌گیری سرامیکی، سلول‌های اندازه‌گیری خشک هستند که بدون روغن به عنوان سیال ترانسمیتر فشار کار می‌کنند. به این دلیل از سلول‌های اندازه‌گیری فلزی متفاوت هستند، در سلول‌های فلزی، فشار به شکل غیرمستقیم به المان سنسور می‌رسد و از طریق روغن داخلی منتقل می‌شود.

اگر روغن در کار باشد، همیشه این خطر احتمالی وجود دارد که ممکن است بدون آنکه متوجه شوید، وارد فرآیند شود، به طور مثال به دلیل ترکیدگی در یک پوسته/غشا. که این مساله، عواقبی را برای محصولات نهایی خواهد داشت. از آنجایی که ریسک آلایندگی در فرآیندهای تولید بسته و تحت فشار بیش از همیشه حضور دارد، سنسورهای بدون روغن بیشتر از همیشه محبوب هستند.

همچنین، سیستم‌های اندازه‌گیری پرشده با روغن همراه با دماهای بالا، چندان مناسب کاربردهای خلاء نیستند.
ترانسمیترهای فشار با سلول اندازه‌گیری سرامیکی طراحی شده‌اند تا به شکل کامل از چنین ریسک‌هایی جلوگیری شود. در این ترانسمیترها، فشار مستقیما روی دیافراگم سنسینگ عمل می‌کند، پس نیازی به روغن انتقال وجود ندارد. بنابراین این تکنولوژی پاسخگوی تقاضا برای فرآیندهای بدون روغن است و کاملا این ریسک را از بین می‌برد که تولید شما، دچار آلودگی شود. همچنین در مورد موضوع شیفت نقطه صفر، کاربران هم همیشه ایمن خواهند بود: وقتی که روغنی در کار نباشد، هیچ هوایی نمی‌تواند در سیستم حبس شود، که این می‌تواند به دریفت منجر شود.

سازگاری با بسیاری از سیال‌های فرآیند

دو گزینه برای کاربردهای اندازه‌گیری در فرآیندهای به شدت خورنده وجود دارد: مواد و متریال‌های ویژه، که معمولا بسیار گرانقیمت هستند یا سرامیک. سلول‌های اندازه‌گیری ساخته شده با سرامیک به شکل بسیار قابل اطمینان، از تعامل با سیال فرآیند خودداری می‌کنند.

برخلاف سلول‌های اندازه‌گیری فلزی، مقاومت شیمیایی بسیار بالاتری از خود در برابر مایعات و گازهای خشن و مهاجم نشان می‌دهند. در نتیجه با اکثر سیالات فرآیند سازگار هستند. برخلاف فلز، سرامیک برای گستره‌ی وسیعی از کاربردها ایده‌آل است: از آب نمک گرفته تا مایعات به شدت اسیدی. جایگزین‌های گرانقیمت، همچون سلول‌های اندازه‌گیری دارای پوشش تانتال، تنها برای شرایط به شدت سخت و شدید مورد نیاز هستند.

مقاومت بالا در برابر اورلود (بار مازاد) در سلول اندازه‌گیری سرامیکی

سلول‌های اندازه‌گیری سرامیکی می‌توانند به سادگی تغییرات شدید بار را تحمل کنند و به مقاومت اورلودی برابر با ۲۰۰ برابر سلول‌های فلزی دست پیدا می‌کنند. این اساسا به طراحی ترانسمیتر بستگی دارد. یک سلول اندازه‌گیری رایج، شامل یک دیافراگم و یک بدنه‌ی سرامیکی می‌شود. اگر فشار به شدت بالا اعمال شود، دیافراگم سرامیکی به سادگی در برابر بدنه‌ی پایه‌ی بزرگ‌تر متوقف می‌شود. نتیجه، ظرفیت اورلود به شدت فوق‌العاده است.

شما دوستان علاقه مند به موضوع اورلود و فشار بیش از حد وارده به سنسورهای فشار در مقاله ضربه قوچ (Water hammer) و کاویتاسیون (Cavitation) اطلاعات کسب نمایید.

بازه‌های اندازه‌گیری کوچک

در مورد سلول‌های دیافراگم فلزی، یک روغن ویژه به عنوان سیال انتقال برای سنسور داخلی برای تشخیص تغییرات فشار مورد نیاز است. این اصل کارکردی در بازه‌های اندازه‌گیری بزرگ یا کوچک (تنها چند میلی‌بار) یکسان است. این یعنی، به ویژه با بازه‌های اندازه‌گیری بسیار کوچک، یک دیافراگم نسبتا بزرگ مورد نیاز است تا به شکلی قابل اطمینان تغییر فشار جزئی، تشخیص داده شود.

سلول‌های اندازه‌گیری سرامیکی این مشکل را ندارند: می‌توانند به سادگی بازه‌های اندازه‌گیری کوچک را مدیریت کنند و از انجایی که نیازمند روغن انتقال نیستند، به شدت جمع و جور هستند و می‌توانند با اتصالات کوچک فرآیند نصب شوند.

بدون انتشار هیدروژن

به دلیل اینکه ابعاد اتمی هیدروژن کوچک است، می‌تواند حتی کاملا به فلز نفوذ کند. و هر چقدر دیافراگم نازک‌تر باشد، سریع‌تر این اتفاق رخ می‌دهد. اگر هیدروژن منتشر شده و وارد دیافراگم شود، با روغن انتقال پشت دیافراگم فلزی واکنش نشان می‌دهد. این مساله به ته‌نشین شدن هیدروژن منجر می‌شود که به تغییرات دائمی در عملکرد اندازه‌گیری منتهی می‌شود.

این مساله کاملا در مورد سلول‌های اندازه‌گیری سرامیکی متفاوت است: حتی هیدروژن نمی‌تواند در آن‌ها انتشار پیدا کند و تاثیری منفی بر عمر خدماتی آن‌ها بگذارد. برتری این سلول‌ها از نظر نفوذپذیری هیدروژنی را نیز می‌تواند به مزایای سلول‌های اندازه‌گیری سرامیکی افزود.