فرض کنید داخل یک مخزن آب یا یک دیگ بخار، دمای محیط توسط یک سنسور اندازهگیری میشود. حالا شما میخواهید این دما را روی مانیتور اتاق کنترل که ۲۰۰ متر دورتر قرار دارد مشاهده کنید.
به نظر شما آیا خود سنسور میتواند اطلاعات دما را تا این فاصله ارسال کند؟
در بیشتر پروژههای صنعتی، پاسخ خیر است.
اطلاعاتی که سنسور تولید میکند بسیار ضعیف است و اگر مستقیماً در مسیرهای طولانی ارسال شود، ممکن است تحت تأثیر نویزهای الکتریکی قرار بگیرد یا دچار خطا شود.
برای حل این مشکل از قطعهای به نام ترانسمیتر دما (Temperature Transmitter) استفاده میشود.
به زبان ساده، ترانسمیتر دما اطلاعاتی را که سنسور اندازهگیری کرده است به یک زبان استاندارد تبدیل میکند تا بتوان آن را بدون افت کیفیت به PLC، سیستم کنترل یا اتاق مانیتورینگ ارسال کرد.
در واقع ترانسمیتر به نوعی مترجم اطلاعات سنسور در این مثال است.
ترانسمیتر دما دقیقاً چه کاری انجام میدهد؟
سنسور دما فقط دمای محیط را اندازهگیری میکند؛ اما اطلاعاتی که تولید میکند برای بیشتر تجهیزات صنعتی قابل استفاده نیست.
اینجاست که ترانسمیتر وارد عمل میشود.
ترانسمیتر :
- اطلاعات خام سنسور را دریافت میکند
- آن را پردازش و تقویت میکند
- در نهایت به یک سیگنال استاندارد صنعتی تبدیل میکند.
این سیگنال معمولاً به صورت ۴ تا ۲۰ میلیآمپر (4-20mA) یا در مدلهای پیشرفته تر با پروتکل HART ارسال میشود.
پی نوشت : HART یک روش ارتباطی هوشمند است که به ترانسمیتر اجازه میدهد علاوه بر ارسال دما، اطلاعات بیشتری مثل وضعیت دستگاه، خطاها و تنظیمات را هم به سیستم کنترل ارسال کند.
به همین دلیل حتی اگر فاصله سنسور تا اتاق کنترل صدها متر باشد، اطلاعات دما با دقت بسیار خوبی منتقل میشود.
یک مثال ساده برای درک بهتر ترانسمیتر دما
فرض کنید یک نفر فقط فارسی بلد است و نفر مقابل فقط انگلیسی.
اگر مترجمی بین آن ها نباشد، نمیتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.
در سیستمهای اندازهگیری دما نیز دقیقاً همین اتفاق میافتد.
- سنسور فقط اطلاعات خام دما را تولید میکند.
- PLC یا سیستم کنترل فقط سیگنالهای استاندارد را متوجه میشود.
- ترانسمیتر نقش مترجم را دارد و اطلاعات سنسور را به زبانی تبدیل میکند که سیستم کنترل بتواند آن را درک کند.
به همین دلیل سنسور و ترانسمیتر معمولاً در کنار یکدیگر استفاده میشوند.
آیا ترانسمیتر خودش دما را اندازهگیری میکند؟
خیر.
ترانسمیتر به تنهایی قادر به اندازهگیری دما نیست و همیشه به یک سنسور مانند PT100 یا ترموکوپل نیاز دارد.
در واقع:
- سنسور دما را اندازه میگیرد.
- ترانسمیتر اطلاعات اندازهگیریشده را پردازش و منتقل میکند.
بنابراین این دو قطعه مکمل یکدیگر هستند، نه جایگزین هم.
معرفی انواع ترانسمیتر دما
ترانسمیترهای دما چه انواعی دارند؟
ترانسمیترهای دما از نظر محل نصب به چند دسته اصلی تقسیم میشوند که هر کدام برای شرایط خاصی طراحی شدهاند.
ترانسمیتر Head Mount
این مدل داخل هد سنسور نصب میشود و یکی از رایجترین انواع ترانسمیتر در پروژههای صنعتی است. ابعاد کوچک و نصب آسان باعث شده در بسیاری از خطوط تولید مورد استفاده قرار بگیرد.
ترانسمیتر Rail Mount
ترانسمیترهای ریل مونت داخل تابلو برق و روی ریل DIN نصب میشوند. این مدل برای سیستمهای اتوماسیون صنعتی و تابلوهای کنترل انتخاب بسیار مناسبی است.
ترانسمیتر Field Mount
فیلد مونتها مستقیماً در محیط صنعتی و کنار تجهیزات نصب میشوند. این مدل معمولاً دارای بدنه مقاوم، درجه حفاظت بالا و در برخی مدلها گواهی ضدانفجار (ATEX) است؛ به همین دلیل در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد زیادی دارد.
اگر قصد دارید با تفاوت این مدلها، مزایا و کاربرد هرکدام بیشتر آشنا شوید، پیشنهاد میکنیم مقاله «انواع ترانسمیتر دما بر اساس نوع نصب» را مطالعه کنید.
انواع ترانسمیتر دما
معرفی کوتاه انواع سنسورهای دما
سنسور دما چه انواعی دارد؟
ترانسمیتر دما به تنهایی قادر به اندازهگیری دما نیست و همیشه باید به یک سنسور متصل شود. سنسور، تغییرات دما را اندازهگیری میکند و اطلاعات اولیه را در اختیار ترانسمیتر قرار میدهد.
رایج ترین سنسور های مورد استفاده عبارتاند از:
PT100
PT100 یکی از پرکاربردترین سنسورهای دما در صنعت است. این سنسور بر اساس تغییر مقاومت الکتریکی کار میکند و به دلیل دقت بالا، پایداری مناسب و قابلیت اطمینان، در صنایع غذایی، دارویی، نیروگاهی و بسیاری از خطوط تولید استفاده میشود.
ترموکوپل (Thermocouple)
ترموکوپل از دو فلز غیرهمجنس تشکیل شده و میتواند دماهای بسیار بالا را اندازهگیری کند. به همین دلیل در کورهها، صنایع فولاد، ریختهگری و پتروشیمی کاربرد فراوانی دارد.
چرا نمیتوان سنسور را مستقیماً به PLC وصل کرد؟
شاید این سؤال برای شما هم پیش آمده باشد که اگر سنسور دما را اندازه میگیرد، چرا آن را مستقیماً به PLC وصل نکنیم؟
دلیل اصلی این است که خروجی سنسور بسیار ضعیف است.
برای درک بهتر، تصور کنید بخواهید از فاصله ۲۰۰ متری با صدای بسیار آرام با کسی صحبت کنید. احتمالاً صدای شما بهدرستی به او نمیرسد و صداهای اطراف هم باعث میشوند پیام شما ناقص منتقل شود.
اطلاعات سنسور نیز شرایط مشابهی دارد. هرچه طول کابل بیشتر باشد، احتمال ایجاد خطا و نویز بیشتر میشود.
ترانسمیتر این مشکل را برطرف میکند. این قطعه اطلاعات سنسور را همان نزدیکی سنسور به یک سیگنال استاندارد تبدیل میکند تا در طول مسیر بدون افت کیفیت منتقل شود.
تفاوت سنسور دما و ترانسمیتر دما
اگر هنوز تفاوت این دو قطعه برایتان کاملاً روشن نشده است، جدول زیر میتواند کمککننده باشد.
| ویژگی | سنسور دما | ترانسمیتر دما |
|---|---|---|
| وظیفه اصلی | اندازهگیری دما | تبدیل و ارسال اطلاعات دما |
| به تنهایی قابل استفاده است؟ | در برخی کاربردهای ساده | خیر، همراه سنسور استفاده میشود |
| خروجی | سیگنال خام | سیگنال استاندارد صنعتی |
| مناسب برای فاصلههای طولانی | خیر | بله |
| نمونهها | PT100، ترموکوپل | Rosemount 3144P، ABB TTF300 |
اگر بخواهیم در یک جمله تفاوت این دو را بیان کنیم:
داخل یک ترانسمیتر دما چه اتفاقی میافتد؟
مسیر انتقال اطلاعات دما را میتوان به شکل زیر تصور کرد:
دمای محیط
↓
سنسور دما (PT100 یا ترموکوپل)
↓
ترانسمیتر دما
↓
کابل انتقال
↓
PLC یا DCS
↓
نمایشگر یا اتاق کنترلدر این مسیر:
- سنسور دمای محیط را اندازهگیری میکند.
- ترانسمیتر اطلاعات سنسور را دریافت میکند.
- اطلاعات پردازش و به سیگنال استاندارد تبدیل میشود.
- سیگنال از طریق کابل به سیستم کنترل ارسال میشود.
- اپراتور مقدار دما را روی مانیتور مشاهده میکند.
در ترانسمیترهای هوشمند، امکانات دیگری مانند تشخیص قطع شدن سنسور، اعلام خطا و ارسال اطلاعات تشخیصی نیز وجود دارد.
ترانسمیتر دما در چه صنایعی استفاده میشود؟
هر جا لازم باشد دما از فاصله دور و با دقت بالا کنترل شود، معمولاً از ترانسمیتر دما استفاده میشود.
از جمله:
- پالایشگاههای نفت و گاز
- پتروشیمی
- نیروگاهها
- صنایع غذایی
- صنایع دارویی
- کارخانههای سیمان
- صنایع فولاد
- سیستمهای HVAC و تأسیسات صنعتی
در تمام این صنایع، دقت اندازهگیری دما نقش مهمی در کیفیت محصول، ایمنی تجهیزات و جلوگیری از توقف تولید دارد.
چه زمانی به ترانسمیتر دما نیاز داریم؟
در پروژههای کوچک و ساده، ممکن است بتوان سنسور را مستقیماً به سیستم کنترل متصل کرد؛ اما در بسیاری از کاربردهای صنعتی، استفاده از ترانسمیتر یک ضرورت است.
اگر یکی از شرایط زیر را دارید، احتمالاً به ترانسمیتر دما نیاز خواهید داشت:
- فاصله سنسور تا تابلو برق یا PLC زیاد است.
- محیط دارای نویز الکتریکی ناشی از موتور، اینورتر یا تجهیزات قدرت است.
- دقت اندازهگیری اهمیت زیادی دارد.
- از سیستمهای PLC یا DCS استفاده میکنید.
- پروژه در محیطهای صنعتی یا انفجاری اجرا میشود.
اگر از ترانسمیتر استفاده نکنیم چه میشود؟
حذف ترانسمیتر در پروژههایی که به آن نیاز دارند، میتواند مشکلات مختلفی ایجاد کند، از جمله:
- کاهش دقت اندازهگیری
- ایجاد خطا بر اثر نویز الکتریکی
- ناپایداری اطلاعات دما
- نمایش مقادیر اشتباه در سیستم کنترل
- افزایش احتمال توقف خط تولید یا آسیب به تجهیزات
به همین دلیل در بسیاری از صنایع، ترانسمیتر بخش جداییناپذیر سیستم اندازهگیری دما محسوب میشود.
جمعبندی
ترانسمیتر دما قطعهای است که اطلاعات خام تولیدشده توسط سنسور را به یک سیگنال استاندارد صنعتی تبدیل میکند تا بتوان آن را بدون افت کیفیت به سیستم کنترل ارسال کرد.
به بیان ساده:
- سنسور دما را اندازهگیری میکند.
- ترانسمیتر این اطلاعات را قابل انتقال و قابل فهم برای PLC یا DCS میکند.
اگر قصد خرید ترانسمیتر دما را دارید یا میخواهید بدانید کدام مدل برای پروژه شما مناسبتر است، پیشنهاد میکنیم راهنمای انواع ترانسمیتر دما بر اساس نوع نصب و همچنین صفحه خرید ترانسمیتر دما را نیز مطالعه کنید تا انتخاب دقیقتر و مطمئنتری داشته باشید.
