ऑटो इंस्ट्रूमेंट | प्रेशर ट्रांसमीटर दबाव कैसे मापते हैं: सिद्धांत, संकेत और समस्या निवारण

परिचय

ऑनसाइट रखरखाव के व्यावहारिक अनुभव के आधार पर, ऑटो इंस्ट्रूमेंट की तकनीकी टीम उस संपूर्ण रूपांतरण प्रक्रिया का विस्तार से वर्णन करती है जिसके माध्यम से प्रेशर ट्रांसमीटर दबाव का पता लगाते हैं। इससे रखरखाव इंजीनियरों को उपकरणों की आंतरिक कार्यप्रणाली को समझने और असामान्य दबाव रीडिंग, शून्य विचलन और आउटपुट उतार-चढ़ाव जैसी समस्याओं के समाधान के लिए स्पष्ट उपाय विकसित करने में मदद मिलती है।

प्रेशर ट्रांसमीटरों का उपयोग करने वाले नए तकनीशियन अक्सर सोचते हैं कि उपकरण के अंदर कौन सा घटक पाइपलाइन के भीतर दबाव को मापता है। कंट्रोल रूम में प्रदर्शित दबाव मान भौतिक और सिग्नल रूपांतरण प्रक्रियाओं के एक पूर्ण सेट से गुजरता है। इस संपूर्ण कार्यप्रणाली को समझने से साइट पर खराबी को संभालना अधिक व्यवस्थित हो जाएगा।

1. ट्रांसमीटर के अंदर दबाव कैसे कार्य करता है

औद्योगिक दाब मापन का मूल तत्व माध्यम के दाब को संवेदनशील संवेदक घटकों तक पहुंचाना है। दाब का मूल सूत्र है: दाब = बल ÷ बल का क्षेत्रफल। समान बल लगने पर, बल वहन करने वाले विभिन्न क्षेत्रफलों से दाब के मान भिन्न-भिन्न होते हैं।

औद्योगिक दबाव प्रवर्तक पाइपलाइनों और भंडारण टैंकों से प्रक्रिया कनेक्शनों के माध्यम से यांत्रिक दबाव प्राप्त करते हैं। इसके मुख्य आंतरिक घटक संवेदन तत्व होते हैं, जिनमें आमतौर पर धातु डायाफ्राम, सिरेमिक डायाफ्राम, स्ट्रेन गेज और विभिन्न लोचदार मापन घटक शामिल होते हैं। व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली डायाफ्राम संरचना का उदाहरण लें: माध्यम का दबाव डायाफ्राम की सतह पर कार्य करता है और सूक्ष्म, अदृश्य विरूपण उत्पन्न करता है। दबाव बढ़ने पर विरूपण बढ़ता है, और दबाव कम होने पर डायाफ्राम अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है। उपकरण इस विरूपण को कैप्चर करके दबाव मापन करता है। बॉयलर और थर्मल पाइपलाइनों पर उपयोग किए जाने वाले भाप दबाव प्रवर्तक भी दबाव प्राप्त करने के लिए डायाफ्राम विरूपण पर निर्भर करते हैं। उच्च तापमान वाली कार्य स्थितियों के लिए, उच्च तापमान दबाव प्रवर्तकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए घटकों के ताप प्रतिरोध का सावधानीपूर्वक मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

2. विरूपण का पता लगाने के लिए तीन मुख्य संवेदन सिद्धांत

विभिन्न मॉडलों के ट्रांसमीटर अलग-अलग आंतरिक संवेदन सिद्धांतों को अपनाते हैं। क्षेत्र अनुप्रयोगों में तीन प्रकार व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं: पीज़ोरेसिस्टिव, कैपेसिटिव और रेज़ोनेंट।

पीज़ोरेसिस्टिव प्रेशर ट्रांसमीटर यह संपीड़न के तहत पदार्थ के प्रतिरोध में परिवर्तन के गुण का लाभ उठाता है। माध्यम के दबाव से डायाफ्राम विकृत हो जाता है; आंतरिक पीज़ोरेसिस्टिव तत्व तनावग्रस्त हो जाते हैं और उनका प्रतिरोध तदनुसार बदल जाता है। सर्किट बोर्ड प्रतिरोध संकेतों को कैप्चर करता है, प्रवर्धन और तापमान क्षतिपूर्ति गणना करता है, और संबंधित मापन संकेत आउटपुट करता है। इस संरचना का व्यापक रूप से हाइड्रोलिक प्रणालियों और सामान्य प्रक्रिया पाइपलाइन मापन में उपयोग किया जाता है। सेंसर चिप की क्षति भी साइट पर खराबी का एक सामान्य कारण है।

संधारित्र दाब ट्रांसमीटर यह कैपेसिटेंस को बदलने के लिए इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी में परिवर्तन पर निर्भर करता है। इसके अंदर इलेक्ट्रोड के दो सेट लगे होते हैं। दबाव से मापने वाला डायफ्राम विस्थापित होता है, जिससे इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी और कैपेसिटेंस एक साथ बदलते हैं। सर्किट मॉड्यूल कैपेसिटेंस में हुए बदलाव को पढ़ता है और उसे दबाव मानों में परिवर्तित करता है। इस प्रकार के कैपेसिटिव प्रेशर ट्रांसमीटरों को अक्सर पेट्रोकेमिकल और बिजली उद्योगों में उच्च परिशुद्धता माप के लिए चुना जाता है।

अनुनादी दबाव ट्रांसमीटर दबाव के कारण उत्पन्न यांत्रिक तनाव अनुनादी तत्वों की प्राकृतिक कंपन आवृत्ति को बदल देता है। यह परिपथ आवृत्ति में होने वाले परिवर्तनों को मापता है और उन्हें दबाव माप में परिवर्तित करता है। इसका उपयोग मुख्यतः उन कार्य परिस्थितियों में किया जाता है जिनमें कठोर दीर्घकालिक स्थिरता की आवश्यकता होती है।

3. 4 20mA सामान्य आउटपुट क्यों है, और स्मार्ट संस्करण HART का समर्थन क्यों करते हैं?

अधिकांश फील्ड ट्रांसमीटर DCS, PLC या डिजिटल डिस्प्ले उपकरणों से कनेक्ट होते हैं। 0 MPa 4 mA के बराबर होता है, और फुल स्केल 20 mA के बराबर होता है। 0-20 mA का उपयोग न करने का मुख्य कारण फॉल्ट की पहचान है। यदि ज़ीरो पॉइंट 0 mA है, तो टूटा हुआ तार भी 0 mA आउटपुट देता है, और कंट्रोल सिस्टम यह अंतर नहीं कर पाता कि प्रोसेस प्रेशर शून्य हो गया है या लाइन में कोई खराबी है। 4 mA के ज़ीरो पॉइंट के साथ, जब कोई प्रेशर नहीं लगाया जाता है तब भी लूप 4 mA बनाए रखता है। यदि केबल डिस्कनेक्ट हो जाती है, तो करंट लगभग 0 हो जाता है, इसलिए कंट्रोल सिस्टम सीधे लूप की असामान्यताओं की पहचान कर सकता है। साथ ही, करंट सिग्नल वायर रेजिस्टेंस इंटरफेरेंस से कम प्रभावित होते हैं, जिससे लंबी दूरी के औद्योगिक ट्रांसमिशन में मदद मिलती है। फिर भी, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस से बचने के लिए शील्डिंग, ग्राउंडिंग और वायरिंग लेआउट को ठीक से मैनेज करना आवश्यक है। कई स्मार्ट प्रेशर ट्रांसमीटर सुपरइम्पोज़्ड डिजिटल कम्युनिकेशन को सपोर्ट करते हैं। ऑपरेटर हैंड कम्युनिकेटर के माध्यम से रेंज को मॉडिफाई कर सकते हैं और उपकरण की डायग्नोस्टिक स्थिति पढ़ सकते हैं।

4. गेज, निरपेक्ष और विभेदक दाब — विभिन्न संदर्भ बिंदु

दाब मापन को गेज दाब, निरपेक्ष दाब ​​और विभेदक दाब में विभाजित किया जाता है, जिन्हें मुख्य रूप से उनके संदर्भ दाब बिंदु द्वारा अलग किया जाता है।

· अनुमान दबाब: स्थानीय वायुमंडलीय दबाव के संदर्भ में। इसका उपयोग अधिकांश पाइपलाइन और उपकरण माप के लिए किया जाता है।

· निरपेक्ष दबाव: पूर्ण निर्वात के संदर्भ में। निरपेक्ष दाब ​​= गेज दाब + स्थानीय वायुमंडलीय दाब। निरपेक्ष दाब ​​ट्रांसमीटरों का उपयोग निर्वात, आसवन प्रक्रियाओं, निर्वात प्रणालियों और गैस प्रक्रियाओं की गणना के लिए किया जाता है।

· अंतर दबाव: $\boldsymbol{\Delta P=P1-P2}$. यह दो बिंदुओं के बीच दाब अंतर को मापता है। इसका उपयोग फ़िल्टर अवरोध का पता लगाने और छिद्र प्लेट प्रवाह मापन के लिए किया जाता है।

5. दबाव की गलत रीडिंग के लिए प्राथमिकता के आधार पर समस्या निवारण के चरण

असामान्य माप का मतलब हमेशा यह नहीं होता कि ट्रांसमीटर स्वयं क्षतिग्रस्त है। समस्या का निवारण बाहर से अंदर की ओर निम्न क्रम में करें:

1. प्रेशर टैप और इम्पल्स पाइपिंगतरल पदार्थों के लिए इंपल्स ट्यूबों में गैस का जमाव, अशुद्धता युक्त माध्यमों के लिए नलों का अवरोध और प्राथमिक वाल्वों का गलत तरीके से खुलना/बंद होना, ये सभी सिग्नल विकृति का कारण बनते हैं। नलों, इंपल्स लाइनों में फंसी गैस और वाल्व की स्थिति की जाँच करें।

2. तापमान हस्तक्षेपउच्च तापमान वाले माध्यम से उपकरण में स्थानांतरित होने वाली ऊष्मा संवेदन तत्वों के गुणों को बदल देती है और शून्य विचलन का कारण बनती है। उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए साइफन लूप, कंडेनसेट पॉट और ऊष्मा इन्सुलेशन उपायों की आवश्यकता होती है ताकि उपकरण के लिए स्वीकार्य माध्यम तापमान के अनुरूप हो सके।

3. वास्तविक प्रक्रिया दबाव में उतार-चढ़ावपंप आउटलेट, कंप्रेसर आउटलेट और वाल्व के अनुप्रवाह में स्वाभाविक रूप से दबाव स्पंदन होता है, जिससे ट्रांसमीटर आउटपुट में उतार-चढ़ाव होता है। वास्तविक प्रक्रिया दोलन और उपकरण को होने वाली क्षति के बीच अंतर करना आवश्यक है।

4. रेंज मिलानउदाहरण के लिए, अत्यधिक रेंज मार्जिन, जैसे कि 0.3 एमपीए के वास्तविक परिचालन दबाव के लिए 0.10 एमपीए ट्रांसमीटर का उपयोग, निम्न-दबाव वाले अनुभाग में मापन प्रदर्शन को सीमित कर देगा। चयनित रेंज वास्तविक प्रक्रिया अंतराल से मेल खानी चाहिए।

6. दबाव ट्रांसमीटरों के लिए प्रमुख चयन बिंदु

मापन सीमा के अलावा, निम्नलिखित स्थितियों का व्यापक मूल्यांकन करें:

1. मापन सीमा: सामान्य संचालन, स्टार्टअप और अचानक बढ़े हुए दबाव को कवर करती है;

2. शुद्धता वर्ग: निर्माता के डेटाशीट से शुद्धता परिभाषाओं की पुष्टि करें;

3. अतिदबाव प्रतिरोध: तात्कालिक दबाव वृद्धि को सहन करने की क्षमता;

4. गीली सामग्री: संक्षारक माध्यमों के अनुकूल डायाफ्राम सामग्री;

5. सेवा की शर्तें: विस्फोट से सुरक्षा, उच्च तापमान, आर्द्रता और अन्य पर्यावरणीय आवश्यकताएं।

7. सारांश

स्मार्ट प्रेशर ट्रांसमीटर की संपूर्ण सिग्नल श्रृंखला: माध्यम का दबाव डायाफ्राम को विकृत करता है → सेंसर सूक्ष्म बदलावों को पकड़ता है → सर्किट बोर्ड गणना और रूपांतरण करता है → 4 20mA सिग्नल नियंत्रण प्रणाली में अपलोड किया जाता है → दबाव रीडिंग नियंत्रण कक्ष में प्रदर्शित होती है।

साइट पर समस्या निवारण केवल ट्रांसमीटर बॉडी पर केंद्रित नहीं होना चाहिए। प्रेशर टैप, इंपल्स पाइपिंग, इंस्टॉलेशन, पैरामीटर सेटिंग्स और सिग्नल केबल सभी संपूर्ण प्रेशर मापन प्रणाली का हिस्सा हैं। प्रेशर इंस्ट्रूमेंट निर्माता के रूप में, ऑटो इंस्ट्रूमेंट विभिन्न प्रकार की प्रक्रिया स्थितियों के लिए एब्सोल्यूट प्रेशर ट्रांसमीटर, स्टीम प्रेशर ट्रांसमीटर, उच्च-तापमान प्रेशर ट्रांसमीटर और कैपेसिटिव प्रेशर ट्रांसमीटर की आपूर्ति करता है। चयन के दौरान माध्यम, तापमान और विस्फोट-रोधी आवश्यकताओं का उचित मूल्यांकन बाद के संचालन में रखरखाव संबंधी विफलताओं को काफी हद तक कम कर देता है। कार्य सिद्धांत को समझने से ट्रांसमीटर का चयन, इंस्टॉलेशन और दोष निवारण आसान हो जाता है।