رشته ابزار دقیق

ابزار دقیق و کنترل یعنی چه؟

  

معرفی رشته ابزار دقیق

رشته ابزار دقیق ادواتی هستند که بر حسب نوع کمیت مورد نیاز واحد تحت کنترل ، اعم از فشار ، دما ، سطح و … با توجه به شرایط و استانداردهای تعین شده ، انتخاب و مورد استفاده

قرار می گیرند.ابزار دقیق در حقیقت زیر ساخت یک سیستم کنترل و اتوماسیون را تشکیل میدهند و شامل ابزاری نظیر: انواع سنسور، انواع کنترلر، نشاندهنده، ترانسمیتر، رکوردر و…

می باشند که این ابزار وظیفه اندازه گیری، انتقال، نمایش، ثبت و کنترل پارامترهای مهم فیزیکی را در پروسه های صنعتی به شکلی دقیق بر دوش دارند.

ابزار دقیق را میتوان به دو صورت دسته بندی کرد یکی از نظر نوع عملکرد این ابزار؛ برای مثال ابزاری که عمل کنترل دما یا فشار و رطوبت و یا سطح را بر عهده دارند به کنترلر

مشهورند و به همین ترتیب ابزار نمایش این مقادیر که به ایندیکیتور یا نمایشگر معروفند و ابزار انتقال اطلاعات مقادیر به صورت سیگنال های استاندارد که  ترانسمیتر یا منتقل

کننده نامیده میشوند . ابزار دقیق را همچنین میتوان از نظر پارامتری که این ابزار بایستی عملیاتی بر روی آن انجام دهد دسته بندی کرد برای مثال بخشهای ابزار دقیق مربوط به دما

نظیر کنترلر دما، ترانسمیتر دما و ترمومتر یا نمایشگر دما، ابزار اندازه گیری و کنترل دقیق فشار، فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو، ابزار سطح سنجی

یا اندازه گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آنها و ابزار سرعت سنجی، ابزار رطوبت سنجی و ….

ابزار وسیله ای است که متغیرهای فیزیکی فرآیند مانند جریان ، دما ، سطح یا فشار و غیره را اندازه گیری یا دستکاری می کند. ابزارها شامل سازه های متنوعی هستند که می توانند

به سادگی دریچه ها و فرستنده ها و به همان اندازه تحلیل گرها پیچیده باشند. ابزارها اغلب شامل سیستم های کنترل فرآیندهای متنوع هستند. کنترل فرآیندها یکی از شاخه های

اصلی ابزار دقیق است.

ابزار کنترل شامل وسایلی مانند سلونوئید ، شیرآلات ، قطع کننده های مدار و رله ها است. این دستگاه ها قادر به تغییر پارامتر میدانی و فراهم کردن قابلیت کنترل از راه دور یا

خودکار هستند.

فرستنده ها دستگاههایی هستند که سیگنال آنالوگ تولید می کنند ، معمولاً به شکل سیگنال جریان الکتریکی 4-20 مگا بایت است ، اگرچه گزینه های دیگر با استفاده از ولتاژ ،

فرکانس یا فشار امکان پذیر است.

این سیگنال می تواند برای کنترل مستقیم سایر ابزارها استفاده شود ، یا می تواند به یک PLC ، DCS ، سیستم SCADA یا نوع دیگر کنترل کننده رایانه ای ارسال شود ، جایی که می

تواند به مقادیر قابل خواندن تفسیر شود و برای کنترل سایر دستگاه ها و فرایندها در سیستم.

ابزار دقیق در جمع آوری اطلاعات از زمینه و تغییر در پارامترهای زمینه نقش بسزایی دارد و به همین ترتیب قسمت اصلی حلقه های کنترل هستند.

اندازه گیری

از ابزار می توان برای اندازه گیری پارامترهای خاص میدان استفاده کرد (مقادیر فیزیکی):

این مقادیر اندازه گیری شده ممکن است شامل موارد زیر باشد:

فشار ، دیفرانسیل یا استاتیک ، جریان ، دما ، سطح ، چگالی ، ویسکوزیته ، تابش ، ابزار دقیق فرآیند و ... لیست ادامه دارد.

کنترل

علاوه بر اندازه گیری پارامترهای میدانی ، ابزار دقیق همچنین وظیفه تأمین توانایی اصلاح برخی از پارامترهای زمینه را دارد.

مهندسی ابزار دقیق

مهندسی ابزار دقیق تخصص مهندسی متمرکز بر اصل و عملکرد ابزار اندازه گیری است که در طراحی و پیکربندی سیستم های خودکار در حوزه های الکتریکی ، پنوماتیک و غیره

استفاده می شود.آنها معمولاً برای صنایعی با فرآیندهای خودکار ، مانند کارخانه های شیمیایی یا کارخانه های تولیدی ، با هدف بهبود بهره وری ، قابلیت اطمینان ، ایمنی ، بهینه

سازی و پایداریسیستم کار می کنند.

برای کنترل پارامترها در یک فرآیند یا در یک سیستم خاص ، از دستگاههایی مانند ریزپردازنده ها ، میکروکنترلرها یا PLC استفاده می شود ، اما هدف نهایی آنها کنترل پارامترهای یک

سیستم است.

ارزش مهندس ابزار دقیق:

هدف مهندس ابزار دقیق مفهوم سازی ، طراحی ، جزئیات ، نگهداری و کنترل سیستم کنترل شلیک برای مشتری / صنعت خود است. تغییر ذهنیت و انطباق دولت تلاش می کند تا

ایمنی را در اولویت اول سود و تولید قرار دهد.

وقتی کلمه ایمنی می آید ، من معمولاً آن را با وسیله نقلیه ای که در حال رانندگی آن هستم مقایسه می کنم و ناگهان باید ترمز بکشم. یک وسیله نقلیه خوب بدون لغزش و بدون

آسیب رساندن به هیچ مسافری بلافاصله متوقف می شود.

مهندس ابزار دقیق یعنی چه

"خودت را بشناس" یک مهندس ابزار دقیق-

این باعث می شود چشم و گوش اتفاقات صنعت بیفتد. این یک هنر و دانش اندازه گیری و کنترل است.

برای ذکر چند وظیفه ، انتخاب و اجرای سنسورها ، عیب یابی تمام ابزارهای عملکردی آن و تنظیم مغز آن (سیستم کنترل) برای بهترین عملکرد و پاسخ.
 
ارزش مهندس طراحی که طراحی می کند

"پاداش فقط نشانه است ، سخت کوشی است که اهمیت دارد"

اتوماسیون در صنعت فرآیند حرف اول را می زند و اتوماسیون کار اصلی مهندسان ابزار دقیق است. از این رو ، تقاضای ابزار دقیق همیشه وجود خواهد داشت.

اما ، چقدر می توانید از شغل خود پول بگیرید ، این کاملاً بستگی به جایی دارد که در میان جمعیت این رشته قرار دارید. بیشتر در کشور ، شرکت و تخصص. به عنوان مثال،

ممکن است فروشنده ای کمتر از مهندس راه اندازی مشاور مهندسی و ساخت به مهندس اتوماسیون هزینه کمتری بپردازد ، هر چند هر دو کار یکسانی را انجام می دهند.

در میان مردان پشت سر سود موفق صنعت

مهندسان ابزار دقیق سیستم ایمنی را طراحی می کنند ، سیستم های کنترل را کنترل می کنند و در صنعت تیراندازی با مشکل روبرو هستند و مسئولیت عملکرد روان کارخانه را بر

عهده دارند.

در صورت خرابی هر یک از سیستم ها ، صنعت مجبور است با از دست دادن تولید ، خسارت سیستم ، خاموش شدن نیروگاه ، مجازات و خسارات ناشی از عدم انطباق و از بین رفتن

جان افراد و همچنین چهره صنعت در جامعه روبرو شود.

از بدترین اتفاقات زودتر بیاموزید

"برنامه ریزی برای آینده امن تر"

مفیدترین چیز در هنگام طراحی می تواند درس های گذشته باشد ، و تکنیک هایی که م workثر نیستند و اشتباهات ساخته دست بشر است ، یا پاسخ هایی که برای آنها طراحی

نشده است جواب نمی دهد.

این دروس می تواند به طراحی یک سیستم کنترل قوی کمک کند که بی عیب و نقص عمل کند و برای اقدامات کنترلی اضافی که کارگران از فعالیتهای روزمره خود می آموزند ،

انعطاف پذیر باشد.

به روز رسانی و به روز

"تغییر - موجود را برای بهتر جایگزین کنید ، وگرنه با بهتر جایگزین شوید 

این یکی از متنوع ترین شاخه های مهندسی است و تغییرات در آن با سرعت بسیار سریع و رقابت جهانی اتفاق می افتد

فناوری ای که ما حدود ده سال پیش استفاده می کردیم اکنون با پروتکل های ارتباط داده ای قابل اعتماد و با سرعت بالا جایگزین شده اند.

به همین ترتیب ، فناوری مورد استفاده صنعت در فواصل منظم به روز می شود و فرد مسئول باید خود را برای تغییر در درک و اجرا به روز کند.

تکنسین ها و مکانیک های ابزار دقیق

تکنسین ها ، تکنسین ها و مکانیک های ابزار دقیق متخصص در عیب یابی و تعمیر و نگهداری ابزار و سیستم های ابزار دقیق هستند.

این تجارت چنان با برق ، لوله کشی ، مهندس برق و شرکت های مهندسی در هم آمیخته است که می توان او را در موقعیت های کاری بسیار متنوع یافت.

اصطلاح بیش ازحد آرشیو ، "Instrument Fitter" اغلب برای توصیف افراد در این زمینه ، صرف نظر از هر گونه تخصص ، استفاده می شود.

دنیای اتوماسیون مدرن:

در دنیای مدرن امروز ، هدف اصلی هر مدیریت کارخانه یا مالکیت کارخانه دستیابی به ایمن ترین و حداکثر تولید از تجهیزات ، ماشین آلات و دستگاه های آنها است. برای رسیدن به

آن هدف ، یکی از مهمترین مراحل دنبال کردن ، نصب ابزار دقیق در گیاه است.

هنگامی که ما از طریق گیاه امروزی عبور می کنیم ، بسیاری از فرستنده ها ، سنجها ، ترول ها ، شیرهای کنترل ، موتورها ، شیرهای برقی و غیره را می یابیم. این همه چیزی نیست

جز ابزار دقیق. اما واقعیت این است که این ابزار دقیق نمی تواند کاری انجام دهد.

به برخی از مغزها نیاز دارد که بتواند به طور مداوم خوانش های ارائه شده توسط آن را کنترل کند و بر این اساس برای کار با عناصر کنترل نهایی مانند دریچه ها ، موتورها و غیره

اقدامات لازم را انجام دهد.

در عین حال ، این اقدامات باید عملکرد این دستگاه ها را با پارامترهای بهینه تضمین کنند تا سلامت و طول عمر آنها را تضمین کنند. اینجاست که دنیای کنترل وارد می شود.

سیستم کنترل این ابزار را قادر می سازد تا به گونه ای کار کند که تولید ایمن و بهینه را به شما ارائه دهد. امروزه کاملاً خودکار است. پس از پیکربندی ، کل کارخانه شما را از صفحه

های اتاق کنترل خارج می کند.

انتخاب فلومتر (کنتور آب) مناسب

فلومتر های مناسب برای سیالات ذکر شده به شرح زیر می باشد

ویسکوز چسبناک

Variable area, Differential pressure, vane meter, Magnetic flow meter Positive displacement, Coriolis meter

آب تمیز 

Thermal meter, Variable area, Turbine, Vortex Shedder, Differential pressure, Target meter, vane meter, Paddlewheel, Magnetic

flow meter,Positive displacement, Sonic

هوای فشرده

Thermal meter, Variable area

روغن روانساز

Vane flow meter

روغن تمیز

Vane meter, Variable area , Positive displacement, Coriolis meter

سیال برودتی

Differential pressure, Target meter, Coriolis meter

مواد ساینده

Coriolis meter , Magnetic flow meter, Sonic

فیبر Magnetic flow meter

آب سرد

 Vortex Shedder, Vane meter

گازصنعتی
 

 Laminar flow element

بخار فوق گرم
 Vortex Shedder, Differential pressure

سیال خورنده
Vortex Shedder, Vane meter, Variable area, Paddlewheel, Magnetic flow meter, Sonic

آب کثیف
Coriolis meter Magnetic flow meter, Sonic

گاز تمیز 

Laminar flow element, Thermal meter, Variable area, Turbine, Vortex Shedder, Differential pressure, Target meter, Coriolis meter

گاز کثیف

Vortex Shedder, Differential pressure, Target meter, Coriolis meter

اساس کار لول سوئیچ دیاپازونی

مقدمه ای بر دیاپازون                                                                         

همانطور که می دانیم نوسانات دیاپازون و آونگ نسبت به دیگر نوسانات از اهمیت خاصی برخوردار هستند.در این میان چنگال های مرتعش یا دیاپازون از پرکاربردترین و مناسب ترین لول سوئیچ های مورد استفاده در انواع مخازن جامد و مایع در صنایع غذایی،نفت،گاز،پتروشیمی و ... می باشد که در این مقاله به آن می پردازیم.

همانطور که در تصویر مقابل مشاهده می کنید،دیاپازون مشابه میله‌ای است که از وسط خم شده و یک طرف آن آزاد و طرف دیگر از وسط به یک پایه مشترک کوپل شده است. البته پایه مشترک در اینجا همان دسته دیاپازون است.

مشخصات فیزیکی دیاپازون

• جنس دیاپازون: دیاپازون ها از فلزات سخت (چِگال) شکل گرفته‌اند که در اثر ضربه مکانیکی به یکی از شاخه‌های آن از خود ارتعاش صوتی ایجاد می کند.                                                                                                                             

• گستره طول موجی دیاپازون: چون بیشتر فیزیک امواج گسیلی دیاپازون ها در ناحیه صوتی انجام می‌گیرد،بنابراین گستره طول موجی دیاپازون ها به ناحیه صوتی و شنوایی انسان محدود شده و در زمان ارتعاش توسط انسان قابل شنیدن است.

• شدت صوت دیاپازون: دیاپازون ها بر حسب جنس،قدرت ضربه‌ای که به آنها وارد می‌شود و فرکانس صوتی که تولید می‌کند دارای شدت های متفاوتی هستند که عمدتا درمحدوده شنوایی انسان قرار می‌گیرند.
   

مکانیزم دیاپازون

اگر ضربه‌ای به یکی از شاخه‌های دیاپازون وارد شود بدلیل کوپل بودن انتهای شاخک ها، دیاپازون بصورت یک لوله صوتی بسته عمل می‌کند و فیزیک امواج در رفت و برگشت به صورت امواج ساکن ظاهر شده که در حالت تشدید نوسانات،صدای صوت آنـرا می شنویم.

اهمیت دیاپازون

اهمیت دیاپازون در دو مورد مشهود است.

1-ارتعاشات آن مشابه یک موجی سینوسی است و اصطلاحا به آن صدای خالص گفته می شود. 

2- فرکانس آن همیشه ثابت می‌ماند.

از این دو اصل برای ساخت لول سوئیچ های دیاپازونی استفاده شده است.اگر ارتعاشات دیاپازون بوسیله قطعات الکترونیک پایا شود می توان در کنترل مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار داد. 

برای اینکه ارتعاشات دیاپازون پایدار بماند آن را به وسایل الکتریکی به ارتعاش دائم وادار می‌کنند. اساس این کار مانند اساس کار زنگ اخبار الکتریکی است.منشا حرکت رفت وبرگشتی شاخه‌های دیاپازون از تحریک شدن یک عنصر پیزوالکتریک مانند کوارتز یا نمک راشل ( Rochelle salt)  قرار گرفته در بین دو شاخه دیاپازون می باشد که باعث شده شاخه‌ها بطور متناوب جذب یا رها شوند. 

اساس کار لول سوئیچ های رایج در صنعت   

می دانیم که کریستال های پیزو الکتریک در اثر ضربه مکانیکی تولید ولتاژ می کند.این قضیه نیز در حالت عکس هم صادق

است.یعنی در اثر اعمال ولتاژ،کریستال شروع به نوسان می کند.

همانطور که در بخش های قبلی بیان گردید تعدادی عنصر پیزوالکتریک در میان شاخک های دیاپازون قرار گرفته است.برای ایجاد نوسان پایا به تعدادی

از آن ها ولتاژ اعمال شده که با فرکانس مشخصی در حدود 50 تا 100 هرتز شروع به ارتعاش می کنند و تعدادی دیگر از پیزوالکتریک ها،از ولتاژ ایجاد

شده درآن ها در اثر ضربات مکانیکی،به عنوان فیدبک مورد استفاده قرار می گیرند.

هر زمان تغذیه ترانسمیتر اعمال شود،شاخک ها شروع به نوسان می کنند.حال هر زمان که سطح سیال با چنگال ها در تماس کامل قرار گیرد باعث می

شود که فرکانس آنها دمپ شده و لرزش متوقف شود.توقف شدن لرزش باعث ایجاد یک اختلاف فرکانس میان پیزوالکتریک های لرزاننده و پیزوالکتریک

های فیدبک می شود.با استفاده از این اختلاف فرکانس می توان در طبقات بعدی مدار به یک رله فرمان قطع یا وصل ارسال کرد.

                         

اندازه گیری سطح مخازن به روش آلتراسونیک

تکنولوژی TOF یا زمان پرواز 

تکنولوژی TOF یا Time-Of-Flight بر اساس محاسبه اختلاف زمان بین یک پالس اولتراسونیک ارسال شده و یک پالس اولتراسونیک برگشته داده شده از سطح،کار می کند.از این تکنولوژی با عنوان Transit Time نیز یاد می شود.

کاربرد روش TOF

♦ در فلومترهای آلتراسونیک برای اندازه گیری دبی سیالات تمیز و بدون حباب

♦ در اندازه گیری سطح مخازن روباز،بدون توربلانسی،کف و  گرد و غبار 

از روش TOF و همچنین 

اساس کار ترانسمیترهای سطح آلتراسونیک

سیگنال های پالس آلتراسونیک از سمت فرستنده که عمدتا یک کریستال پیزو الکتریک می باشد ارسال می شوند و پس از برخورد با سطح

سیال،منعکس یا اصطلاحا اکو شده و به سمت فرستنده باز می گردند.ترانسمیتر یا همان فرستنده با محاسبه اختلاف زمان بین امواج ارسالی و امواج

دریافتی و همچنین با داشتن سرعت صوت در هوا و ارتفاع مخزن،فاصله تا سطح سیال را محاسبه می کند.با اندازه گیری اختلاف زمان متغیرهایی

مانند سطح سیال،حجم سیال موجود در مخزن و دبی حجمی عبوری در کانال های باز را می توان بدست آورد.

بدلیل حذف اثرات دما و برای افزایش دقت در بعضی از مدل ها از جبران ساز خودکار دما نیز استفاده می شود.این جبران ساز به صورت پیوسته دمای

اطراف ترانسمیتر را اندازه گیری کرده و سرعت صوت در هوا را با توجه به جدول Look Up تخمین می زند.

به عنوان مثال در سری 3100 روزمونت،مدل های 3102 و 3105 مجهز به ترمینال اتصال سنسور دما می باشند.