فلومتر اولتراسونیک یک ویژگی دارد که بقیه ندارند: میتواند بدون هیچ تماسی با سیال و حتی بدون باز کردن لوله دبی را اندازه بگیرد. همین باعث شده هم در اندازهگیری دائمی و هم در بازرسی و عیبیابی موقت، جایگاه ویژهای پیدا کند.
دو سنسور بهصورت مورب روی مسیر نصب میشوند و هر کدام بهنوبت برای دیگری پالس صوتی میفرستد. پالسی که همجهت با جریان حرکت میکند زودتر میرسد و پالسی که خلاف جریان میرود دیرتر. این اختلاف زمان — که در حد نانوثانیه است — مستقیماً با سرعت سیال متناسب است. به این روش Transit Time میگویند.
زیبایی این روش اینجاست که اختلاف دو زمان محاسبه میشود، پس سرعت خود صوت در سیال از معادله حذف میشود — برخلاف سطحسنج اولتراسونیک که کاملاً به آن وابسته است. یعنی تغییر دما یا ترکیب سیال، اثر کمی روی دقت دارد.
کلمپآن سنسورها را از بیرون به لوله میبندد: بدون قطع خط، بدون سوراخ، بدون افت فشار و قابل جابهجایی بین چند نقطه. عالی برای ممیزی انرژی، بررسی عملکرد پمپ و اندازهگیری موقت. اما دقتش به عوامل بیرونی حساس است: جنس و ضخامت دیواره، پوشش و رنگ، کیفیت تماس و ژل کوپلینگ — و در لولههای بتنی یا با پوشش داخلی ضخیم اصلاً جواب نمیدهد.
اینلاین بخشی از خط لوله میشود و سنسورها در فاصلهٔ ثابت کارخانهای قرار دارند. نتیجه: دقت بالاتر، پایداری بلندمدت و بینیازی از تنظیم مجدد. نمونهٔ موجود در فن کنترل: فلومتر التراسونیک کوبولد DUC برای مایعات، و برای کاربردهای فشرده فلومتر مدولار KME.
اگر سیال شما رساناست و بودجه اجازه میدهد، فلومتر مغناطیسی معمولاً دقیقتر و کمدردسرتر است؛ برای بخار و گاز سراغ ورتکس بروید. مرور کل گزینهها در راهنمای انتخاب فلومتر کوبولد.
برای انتخاب، جنس و قطر لوله، نوع سیال و رنج دبی را بفرستید: 021-88850346 و 021-88658508.
وقتی بودجه اجازه بدهد، رادار تقریباً همیشه بهترین انتخاب برای اندازهگیری سطح است: با موج الکترومغناطیسی کار میکند، پس دما، فشار، چگالی، بخار و ترکیب گاز بالای مخزن روی عددش اثر نمیگذارند — دقیقاً همان چیزهایی که اولتراسونیک را ناکار میکنند. اما رادار خودش چند نوع دارد و انتخاب بینشان تعیینکننده است.
هرچه فرکانس بالاتر باشد، زاویهٔ پرتو باریکتر میشود. رادارهای قدیمیتر با فرکانس حدود ۶ گیگاهرتز پرتوی نسبتاً پهن دارند؛ در مخزن بزرگ و خالی مشکلی نیست، اما در مخزن باریک یا شلوغ (نردبان، همزن، لولهٔ داخلی)، پرتو به این اجسام میخورد و اکوی کاذب میسازد.
نسل ۸۰ گیگاهرتز این مشکل را حل کرد: پرتو بسیار باریک، تمرکز انرژی بیشتر و در نتیجه دقت میلیمتری حتی در مخازن پیچیده. آنتن هم کوچکتر شده و روی نازلهای کوچک نصب میشود. نمونهها: رادار ۸۰ گیگاهرتز کرونه OPTIWAVE 1520 و 1540 که قبلاً معرفی کردهایم.
در رادار بدون تماس، موج از آنتن در فضای مخزن پخش میشود. ساده، بدون قطعهٔ داخل مخزن و مناسب اکثر کاربردها: وگا VEGAPULS 61 و اندرس هاوزر Micropilot S FMR530 با آنتن بوقی برای بردهای بلند، و Micropilot FMR57.
در رادار هدایتی (TDR) یک کابل یا میله از بالا تا کف مخزن آویزان است و موج در امتداد آن حرکت میکند. چون انرژی پخش نمیشود، این نوع در سختترین شرایط جواب میدهد: کف سنگین، مخازن بسیار باریک، سیالات با ثابت دیالکتریک پایین (مثل هیدروکربنهای سبک) و حتی اندازهگیری مرز دو مایع (Interface). هزینهاش این است که قطعهای داخل مخزن دارد که در سیال چسبنده رسوب میگیرد.
قدرت اکوی برگشتی به ثابت دیالکتریک سیال بستگی دارد. آب با مقدار حدود ۸۰ بازتاب عالی دارد، اما هیدروکربنهای سبک با مقدار حدود ۲ اکوی بسیار ضعیفی برمیگردانند. برای این سیالات یا باید سراغ ۸۰ گیگاهرتز با حساسیت بالا رفت یا مستقیم TDR انتخاب کرد. قبل از سفارش، حتماً این عدد را برای سیالتان چک کنید.
برای مقایسهٔ رادار با اولتراسونیک و هیدرواستاتیک، راهنمای اندازهگیری سطح مخزن را ببینید. برای انتخاب مدل، ارتفاع مخزن، نوع سیال و شرایط داخلی مخزن را بفرستید: 021-88850346 و 021-88658508.
سطحسنج اولتراسونیک محبوب است چون منطقی ساده و قیمتی معقول دارد: یک پالس صوتی به سمت سطح فرستاده میشود، از سطح بازمیگردد و از روی زمان رفت و برگشت، فاصله و در نتیجه سطح محاسبه میشود. هیچ قطعهای وارد سیال نمیشود — مزیتی بزرگ برای فاضلاب و مواد خورنده.
محاسبه بر پایهٔ سرعت صوت در گاز بالای مخزن انجام میشود و این سرعت به دما وابسته است (در هوا حدود ۳۴۰ متر بر ثانیه در دمای معمولی، اما با گرم شدن هوا افزایش مییابد). به همین دلیل هر سطحسنج اولتراسونیکی یک سنسور دما دارد و جبران خودکار انجام میدهد. اما اگر ترکیب گاز بالای مخزن تغییر کند — مثلاً بخار سنگین حلال جای هوا را بگیرد — جبران دما کافی نیست و خطا باقی میماند.
سنسور بعد از ارسال پالس، مدت کوتاهی «گوش میدهد» و در همان لحظات اولیه هنوز خودش در حال ارتعاش است. نتیجه یک ناحیهٔ کور (Blocking Distance) بلافاصله زیر سنسور است — معمولاً چند ده سانتیمتر. اگر سطح مایع وارد این ناحیه شود، دستگاه عدد بیمعنی یا آخرین مقدار را نگه میدارد. پس همیشه سنسور را با فاصلهٔ کافی بالای بیشترین سطح ممکن نصب کنید.
زیمنس SITRANS Probe LU برای مخازن آب و فاضلاب و شیمیایی با بدنهٔ یکپارچه، اندرس هاوزر Prosonic FDU92 برای بردهای بلندتر در مخازن بزرگ، و کرونه OPTISOUND 3010. اگر شرایط مخزنتان جزو موارد سخت بالاست، بودجه را صرف رادار کنید — مقایسهٔ کامل روشها در این مقاله آمده است.
برای انتخاب، ارتفاع مخزن، نوع سیال و شرایط بالای سطح (کف، بخار، خلأ) را بفرستید: 021-88850346 و 021-88658508.
هر تکنسین ابزار دقیقی میداند بیشتر وقت کار، صرف عیبیابی میشود نه نصب. و در عیبیابی، داشتن ابزار درست فرق بین ده دقیقه و نصف روز است. سه ابزار پایهای که در کیف هر تکنسین باید باشد، هر کدام یک بخش از لوپ 4-20mA را پوشش میدهند.
قبل از هر فرضیهای، باید بدانید برق هست یا نه، کابل قطع است یا نه، و ولتاژ لوپ در چه حدی است. مولتیمتر دیجیتال فلوک 77 IV سالهاست استاندارد صنعت است: دقت خوب، ایمنی بالا (رده CAT) و دوامی که در محیط صنعتی خودش را ثابت کرده.
سه اندازهگیری که ۸۰ درصد مشکلات را پیدا میکند: ولتاژ تغذیهٔ لوپ (باید حدود ۲۴ ولت باشد؛ افت زیاد یعنی مشکل تغذیه)، جریان لوپ (باید بین ۴ تا ۲۰ میلیآمپر باشد؛ صفر یعنی مدار باز و ۲۲ به بالا یعنی آلارم خرابی سنسور) و پیوستگی کابل با دستگاه خاموش.
سؤال همیشگی: «عدد اتاق کنترل غلط است — تقصیر ترانسمیتر است یا کارت PLC؟» کالیبراتور لوپ فلوک 715 این را در دو دقیقه جواب میدهد، چون هم میتواند جریان بخواند و هم جریان بسازد.
روش استاندارد: ترانسمیتر را جدا کنید و بهجای آن ۱۲ میلیآمپر تزریق کنید. اگر اتاق کنترل دقیقاً وسط رنج را نشان داد، مشکل از سمت ترانسمیتر است؛ اگر نشان نداد، مشکل در کابل، کارت ورودی یا تنظیمات نرمافزار است. همین یک تست، ساعتها حدس زدن را حذف میکند. کالیبراتور لوپ برای راهاندازی و تست عملکرد (Loop Check) قبل از تحویل پروژه هم ابزار اصلی است — بدون آنکه لازم باشد فرایند واقعی برقرار باشد.
وقتی مطمئن شدید مشکل از ترانسمیتر است، باید فشار مرجع معلومی به آن بدهید و خروجیاش را بسنجید. فلوک 718 مدل 30G برای رنجهای متداول، مدل 1G برای فشارهای خیلی کم و مدل 300G برای رنجهای بالا ساخته شدهاند. روش کامل کالیبراسیون پنجنقطهای را در راهنمای کالیبراسیون ترانسمیتر فشار نوشتهایم.
برای استعلام موجودی ابزار فلوک: 021-88850346 و 021-88658508.
سری S7-300 زیمنس سالهاست ستون فقرات اتوماسیون در کارخانههای ایران است. با اینکه نسل جدیدتر معرفی شده، حجم عظیم دستگاههای نصبشده باعث شده تأمین CPU و کارتهای این سری همچنان یکی از پرتکرارترین درخواستهای صنعت باشد — چه برای توسعهٔ خط و چه برای تعویض قطعهٔ سوخته.
یک سیستم S7-300 از چند ماژول تشکیل میشود که روی ریل پروفیل کنار هم سوار میشوند و از طریق باس پشتی (Backplane Bus) با هم حرف میزنند. ترتیب استاندارد از چپ: منبع تغذیه، سپس CPU و بعد کارتهای ورودی و خروجی. اتصال هر کارت به فیلد هم با یک کانکتور جداشدنی (Front Connector) انجام میشود — یعنی موقع تعویض کارت، لازم نیست سیمها را باز کنید.
تفاوت اصلی CPUها در حجم حافظهٔ کاری، سرعت پردازش و پورتهای ارتباطی است:
نکته: برنامهٔ کاربر روی Micro Memory Card ذخیره میشود؛ CPU بدون این کارت راه نمیافتد. موقع خرید CPU، فراموشش نکنید.
وضعیت کنتاکتهای میدانی — شستی، لیمیت سوئیچ، سنسور القایی و رلهٔ حرارتی — را میخوانند. انتخاب بر اساس تعداد کانال و ولتاژ کاری است:
این مهمترین تصمیم موقع انتخاب کارت خروجی است. خروجی رلهای میتواند بار AC و DC را مستقیم قطع و وصل کند و جدایش گالوانیک دارد، اما عمر مکانیکی محدود و سرعت پایینی دارد. خروجی ترانزیستوری فقط ۲۴ ولت DC میدهد ولی سرعت بالا و عمر عملاً نامحدود دارد — انتخاب درست برای شیر برقی و سوئیچینگ پرتکرار. نمونهها: 6ES7322-1BF01-0AA0 (۸ کانال)، 6ES7322-1BH01-0AA0 (۱۶ کانال)، 6ES7322-1BL00-0AA0 (۳۲ کانال) و 6ES7322-1FF01-0AA0.
برای سیگنالهای آنالوگ (ترانسمیتر فشار، دما و دبی) به کارت AI نیاز دارید؛ استاندارد سیگنال و نحوهٔ کالیبراسیونش را در راهنمای کالیبراسیون لوپ 4-20mA توضیح دادهایم. آشنایی مقدماتی با PLC هم در PLC چیست و زیمنس چه میسازد؟ آمده است.
برای استعلام موجودی و قیمت، کد کامل قطعه (6ES7...) را برای ما بفرستید: 021-88850346 و 021-88658508.
قدیمیترین و هنوز پرکاربردترین روش اندازهگیری دبی در صنعت، سادهترین اصل فیزیک را به کار میگیرد: سیال را از یک تنگنا عبور بده و افت فشار را بخوان. چیزی حدود نیمی از اندازهگیریهای دبی در پالایشگاهها و نیروگاههای دنیا هنوز با همین روش انجام میشود — چون ارزان، مقاوم و کاملاً استاندارد است.
وقتی سیال از یک مقطع باریک عبور میکند، سرعتش زیاد و فشارش کم میشود (اصل برنولی). با اندازهگیری اختلاف فشار قبل و بعد از تنگنا، دبی محاسبه میشود. نکتهٔ مهمی که همه باید بدانند: این رابطه خطی نیست، ریشهٔ دوم است. یعنی اگر دبی نصف شود، اختلاف فشار به یکچهارم میرسد — و به همین دلیل دقت این روش در دبیهای پایین بهشدت افت میکند و معمولاً زیر ۳۰ درصد رنج، قابل اتکا نیست.
یک صفحهٔ فلزی با سوراخ دقیق در وسط، بین دو فلنج نصب میشود. مزیتهایش: ارزان، بدون قطعهٔ متحرک، قابل ساخت برای هر سایز لوله و — مهمتر از همه — محاسباتش کاملاً استاندارد شده است (ISO 5167)، پس بدون کالیبراسیون عملی هم میتوان به عددش اعتماد کرد. نمونهٔ موجود: صفحه اوریفیس کوبولد KPL.
عیبش هم روشن است: بخش زیادی از افت فشار ایجادشده هرگز بازیابی نمیشود و این یعنی هزینهٔ دائمی پمپاژ. لبهٔ تیز صفحه هم اگر ساییده یا رسوبگرفته شود، خطا ایجاد میکند.
بهجای بستن مسیر، یک لولهٔ باریک با چند سوراخ در عرض جریان قرار میگیرد و فشار کل و فشار استاتیک را میسنجد. چون مسیر تقریباً باز میماند، افت فشار دائمی بسیار کم است — مزیتی که در کانالهای هوا، دودکشها و لولههای قطر بزرگ (که اوریفیس برایشان گران و پرافت است) تعیینکننده میشود. نصبش هم اغلب Hot-Tap است، یعنی بدون قطع خط. نمونه: لوله پیتوت کوبولد ANU.
اوریفیس و پیتوت فقط «اختلاف فشار» میسازند؛ تبدیل آن به دبی کار ترانسمیتر اختلاف فشار است. مدلهایی مثل اندرس هاوزر Deltabar S PMD75 و روزمونت 3051CD علاوه بر خواندن ΔP، جذر را هم داخل خودشان میگیرند و مستقیم دبی میدهند.
اگر افت فشار برایتان مهم است و بودجه اجازه میدهد، ورتکس یا مغناطیسی جایگزینهای بهتری هستند. برای انتخاب و محاسبهٔ سایز اوریفیس، مشخصات سیال و لوله را بفرستید: 021-88850346 و 021-88658508.
در هر مخزنی دو سؤال جدا وجود دارد: «چقدر پر است؟» و «آیا به حد خطر رسید؟». برای اولی ترانسمیتر پیوسته لازم است، اما برای دومی — که در عمل بیشتر با ایمنی سروکار دارد — یک لول سوئیچ ساده کافی است. محافظت پمپ در برابر خشککاری و جلوگیری از سرریز مخزن، دو کاری است که هر روز در همهٔ صنایع به عهدهٔ همین قطعهٔ کوچک است.
یک چنگال دوشاخه با فرکانس طبیعی خودش مرتعش میشود؛ لحظهای که داخل مایع فرو میرود، فرکانس بهخاطر میرایی افت میکند و مدار الکترونیکی این تغییر را به یک خروجی سوئیچی تبدیل میکند. مزیت بزرگش این است که تقریباً به هیچ خاصیتی از سیال وابسته نیست — رسانایی، چگالی، ثابت دیالکتریک و کف، هیچکدام مهم نیستند و نیازی به کالیبراسیون هم ندارد.
یک شناور روی سطح مایع بالا و پایین میرود و در ارتفاع معین، کنتاکت مغناطیسی (رید سوئیچ) را میبندد. هیچ برقی برای خود اندازهگیری لازم نیست، قیمت پایین است و برای مایعات تمیز کاملاً قابل اتکاست. محدودیتش: قطعهٔ متحرک دارد و در سیال چسبنده یا پرذره ممکن است گیر کند. نمونهها: لول سوئیچ شناور کوبولد NAB، نسخهٔ سبک پلاستیکی NKP و مبدل شناور زنجیرهای MM که با زنجیرهٔ رید، سطح را پلهپله گزارش میکند.
در ستون بایپس کنار مخزن، شناور داخل لوله بالا و پایین میرود و با کوپل مغناطیسی، هم نشانگر رنگی بیرونی را میچرخاند و هم میتواند چند سوئیچ حد را فعال کند — بدون هیچ نفوذی به بدنهٔ مخزن. نمونهها: لول سوئیچ مغناطیسی کوبولد سری M و نشانگر سطح بایپس NBK با گواهی ATEX.
یک موتور کوچک پرهای را میچرخاند؛ وقتی مواد به پره میرسند، چرخش متوقف و سوئیچ فعال میشود. ساده، قوی و بسیار رایج در سیلوها: مانیتور سطح پره دوار کوبولد NIR.
اگر بهجای هشدار حد، عدد پیوستهٔ سطح میخواهید، راهنمای اندازهگیری سطح مخزن را ببینید. برای انتخاب مدل، نوع سیال (مایع یا جامد)، دما، فشار و نوع اتصال را بفرستید: 021-88850346 و 021-88658508.