مبدل I به P (از امرسون) همچنین به عنوان مبدل جریان به فشار یا مبدل I/P یا مبدل الکتروپنوماتیکی نامیده می شود که سیگنال الکترونیکی (خروجی آنالوگ) را معمولاً از یک سیستم کنترل مانند PLC یا DCS به تبدیل می کند. یک سیگنال پنوماتیکی که برای کنترل شیر استفاده می شود. این سیگنال از سیستم کنترل معمولاً سیگنال های آنالوگ در محدوده حلقه 4 میلی آمپر تا 20 میلی آمپر است. این سیگنال ها با دریچه های کنترل مجهز به اکچویتور های پنوماتیک سازگار نیستند. از آنجایی که برای راه اندازی یک شیر کنترل، یک منبع هوای کنترل شده از طریق “مبدل” به اکچویتور ارائه می شود که خروجی استاندارد آنالوگ (4 تا 20) میلی آمپر را از کنترل کننده دریافت می کند و به طور متناسب به فشار استاندارد معمولا بین (3 تا 15) PSIG تبدیل می شود. به نوبه خود به طور متناسب باز یا بسته شدن یک شیر را کنترل می کند.
اصل عملیات مبدل I به P
عملکرد مبدل I/P بر اساس “اصل تعادل نیرو” است. برای درک اصل کار آن، یک بلوک دیاگرام مبدل I/P به صورت زیر نشان داده شده است:
واحدهای اصلی با عملکرد آنها در زیر آورده شده است:
- مدار الکترونیکی با سنسور فشار
- اکچویتور های مغناطیسی
- پیلوت استیج
- بوستر استیج
شکلی که مبدل های I/P معمولی را نشان می دهد در زیر آورده شده است:
سیگنال جریان ورودی توسط مدار الکترونیکی مبدل دریافت می شود و با سیگنال فشار خروجی از بوستر استیج مقایسه می شود. سنسور فشار بخشی از مدار الکترونیکی برای نظارت بر فشار خروجی بوستر استیج است. مدار الکترونیکی سطح جریان عبوری از سیم پیچ اکچویتور را که در مجموعه پیلوت/اکچویتور قرار دارد، کنترل می کند. تغییر در سطح جریان سیم پیچ توسط مدار الکترونیکی زمانی ایجاد می شود که اختلاف بین فشار اندازه گیری شده توسط سنسور و فشار مورد نیاز سیگنال ورودی را احساس کند. اکچویتور وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی (جریان) به حرکت را انجام می دهد. سپس پیلوت استیج شامل یک یا دو نازل ثابت مخالف است – نازل تامین و نازل گیرنده. همچنین حاوی دفلکتور است که عنصر متحرک است. نازل تغذیه به هوای تغذیه متصل است و جریان هوا با سرعت بالا را فراهم می کند. نازل گیرنده جریان هوا را گرفته و آن را دوباره به فشار تبدیل می کند. فشار نازل گیرنده فشار خروجی مرحله پایلوت است. فشار نازل گیرنده بوستر استیج کنترل می کند که دارای طراحی دریچه پاپت است. با افزایش فشار نازل گیرنده، شیر را در مرحله تقویت کننده قرار می دهد تا سیگنال خروجی مبدل افزایش یابد. و کاهش فشار نازل، سوپاپ را طوری قرار می دهد که هوا را تخلیه کند، یعنی سیگنال خروجی را کاهش می دهد. بنابراین ما در نهایت خروجی (3-15) PSI را دریافت می کنیم.
ترتیبی که نحوه تولید خروجی نهایی را نشان می دهد در زیر نشان داده شده است:
در مبدل الکترو پنوماتیک، خروجی آنالوگ از کنترلر به صورت (4-20) میلی آمپر به ترمینال آن وصل می شود و یک منبع پنوماتیک متصل می شود که باید به طور متناسب کنترل شود. همانطور که در شکل نشان داده شده است، جریان خروجی برای مغناطیس کردن سیم پیچ ارائه می شود که پیستون آن را به طور متناسب حرکت می دهد، یعنی جریان بیشتر جابجایی بیشتر پیستون ایجاد می کند که یک سیستم نازل فلپر به آن متصل شده است. با افزایش جابجایی، فشار برگشتی به نازل نیز افزایش می یابد که به رله تقویت کننده تغذیه می شود و در نتیجه خروجی پنوماتیک نهایی (3 تا 15) PSI متناسب با سیگنال الکتریکی اعمال شده (4 تا 20) میلی آمپر دریافت می کنیم.
