كيفية اختيار جهاز إرسال الضغط المناسب لتطبيق معين؟

جهاز إرسال الضغط هو جهاز استشعار صناعي يستخدم على نطاق واسع مصمم لقياس ضغط الغازات أو السوائل أو البخار وتحويله إلى إشارة كهربائية قياسية (على سبيل المثال ، 4-20MA ، 0-10V).
ومع ذلك ، تفرض بيئات العمل المختلفة متطلبات مميزة على أجهزة إرسال الضغط. تعمل أجهزة الإرسال والضغط العامة للانفجار والانفجار ككسلتين رئيسيتين ، كل منها مصمم خصيصًا لتلبية احتياجات التطبيق المحددة. يحلل هذا التقرير بشكل شامل اختلافاتهم في فلسفة التصميم ، والخصائص الهيكلية ، ومبادئ العمل ، وسيناريوهات التطبيق ، ومعايير الشهادات ، والتكلفة ، والصيانة ، وتزويد القراء بمرجع تقني متعمق.

أجهزة إرسال الضغط المضاد للانفجار مقابل أجهزة إرسال الضغط العامة
عنصر المقارنة جهاز إرسال الضغط المضاد للانفجار جهاز إرسال الضغط العام
فلسفة التصميم تم تصميمه للبيئات المتفجرة لمنع الإشعال من الشرر الكهربائي أو درجات الحرارة المرتفعة ، مما يعطي الأولوية للسلامة. يركز على دقة قياس الضغط وفعالية التكلفة دون النظر في مخاطر الانفجار.
بنية المواد السكن عالي القوة (على سبيل المثال ، 316L من الفولاذ المقاوم للصدأ ، سبيكة الألومنيوم) ، أداء ختم عالي (IP66-IP68) ، ومقاومة لضغط الانفجار الداخلي. المواد الشائعة مثل البلاستيك أو المعادن القياسية ، مع أداء ختم معتدل (IP54-IP65).

مبدأ العمل		 قياس الضغط + تقنية الانفجار المقاومة للانفجار (على سبيل المثال ، FlameProof Ex D ، السلامة الداخلية Ex I) ، الحد من الطاقة أو الشرر. يقيس الضغط ويخرج إشارة كهربائية قياسية (على سبيل المثال ، 4-20MA) دون تصميم مقاوم للانفجار.

معايير الشهادات		 يجب أن تمتثل لمعايير الانفجار الدولية (على سبيل المثال ، ATEX ، IECEX) ، مع تصنيفات تقسيم المناطق (المنطقة 0/1/2) وفئات مجموعة الغاز (IIB/IIC). يفي بالمعايير الصناعية الأساسية (على سبيل المثال ، CE ، UL) دون متطلبات الشهادة المقاومة للانفجار.

سيناريو التطبيق		 البيئات عالية الخطورة: خطوط أنابيب النفط والغاز ، المفاعلات الكيميائية ، مناجم الفحم (مراقبة الغاز) ، الأدوية (المذيبات القابلة للاشتعال). البيئات العامة: معالجة المياه ، التكييف ، معالجة الأغذية ، التصنيع الميكانيكي (الأنظمة الهيدروليكية).

1. فلسفة التصميم واعتبارات السلامة

1.1 الغرض من أجهزة إرسال الضغط المقاومة للانفجار

يتم تطوير أجهزة إرسال الضغط المقاومة للانفجار على وجه التحديد للبيئات الخطرة حيث توجد الغازات القابلة للاشتعال (مثل الميثان أو الهيدروجين) أو الأبخرة أو الغبار القابل للاحتراق. هدفهم الأساسي هو العمل بأمان دون تشغيل الانفجارات.
على سبيل المثال ، في مصافي البترول أو أنظمة تهوية منجم الفحم ، يمكن أن تؤدي حتى شرارة كهربائية بسيطة أو درجة حرارة مفرطة إلى عواقب وخيمة. وبالتالي ، يجب أن لا تلبي أجهزة إرسال الضغط المقاومة للانفجار متطلبات قياس الضغط فحسب ، بل تمنع أيضًا انتشار الانفجار.
عادة ما تتبع التصميمات المقاومة للانفجار مبدأين:
مقاوم للآلام (مقاوم للانفجار ، على سبيل المثال D)-يحيط بمصادر الإشعال المحتملة داخل سكن قوي ، مما يمنع الانفجارات من التأثير على البيئة الخارجية.
السلامة الجوهرية (مثال I) - يحد التيار الكهربائي والجهد لمنع مستويات الطاقة من الوصول إلى عتبات الإشعال ، حتى في ظل ظروف الصدع.

1.2 الغرض من أجهزة إرسال الضغط العامة

في المقابل ، تركز أجهزة إرسال الضغط العامة على كفاءة التكلفة وتستخدم في البيئات غير المستقرة مثل محطات معالجة المياه أو أنظمة تكييف الهواء أو ورش العمل الميكانيكية. تم تصميم هذه الأجهزة للتطبيقات الصناعية القياسية دون اعتبارات مقاومة للانفجار.

1.3 تأثير اختلافات السلامة

بسبب فلسفات التصميم المميزة الخاصة بهم ، تتطلب أجهزة إرسال الضغط المقاومة للانفجار تدابير أمان أكثر صرامة من النماذج العامة. على سبيل المثال ، يخضع كل مكون دائرة في نموذج مقاوم للانفجار (على سبيل المثال D) للاختبار صارم للتأكد من أنه لا يمكن أن يعمل كمصدر للإشعال. في المقابل ، تعطي أجهزة إرسال الضغط العامة أولوية المتانة الميكانيكية (على سبيل المثال ، مقاومة الضغط والتآكل) بدلاً من حماية الانفجار.

2. الاختلافات الهيكلية والمادية

2.1 الميزات الهيكلية لإرسالات الضغط المقاومة للانفجار

تم تصميم أجهزة إرسال الضغط المضاد للانفجار مع هياكل عالية القوة ومختومة للغاية. عادةً ما تكون علبها مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال ، 316L) أو سبيكة الألومنيوم ، مصممة خصيصًا لتحمل الانفجارات الداخلية. تتميز بعض النماذج (على سبيل المثال ، SJ MS Series ، Emerson 3051 Series) بتعليقات مقاومة للبطء تحتوي على أي اشتعال محتمل.


يصل مستوى الختم لهذه الأجهزة عمومًا إلى IP65 إلى IP68 ، مما يمنع الغازات الخارجية أو الغبار بشكل فعال. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم النماذج المقاومة للانفجار مكونات اتصال متخصصة مثل الغدد الكابل المقاومة للانفجار للحفاظ على محكمة الإغلاق.
داخليًا ، تتضمن هذه أجهزة الإرسال ميزات مثل العزل الحاجز والطلاء المضاد للثبات ووحدات الحد من الطاقة لمنع الشرر الخطيرة أو الحرارة في الظروف ذات الضغط العالي أو الصدع.
(يتعلم أكثر: سلسلة المرسل المتقدمة)

2.2 السمات الهيكلية لجهاز إرسال الضغط العام

تحتوي أجهزة إرسال الضغط العامة على اختيارات مواد أكثر مرونة ، بما في ذلك البلاستيك (مثل ، البولي كربونات) أو أغلفة معدنية قياسية ، مع متطلبات أقل قوة وختم. على سبيل المثال ، تكفي العلب البلاستيكية لتطبيقات الضغط المنخفض ، في حين يتم استخدام العلب الفولاذ المقاوم للصدأ القياسية لبيئات الضغط المعتدلة. عادةً ما تلبي هذه الأجهزة معايير IP54 إلى IP65 لمقاومة الغبار والماء ولكنها تفتقر إلى إمكانيات الانفجار.

2.3 تأثير المواد والبنية على الأداء

توفر أجهزة إرسال الضغط المقاومة للانفجار متانة معززة في البيئات القاسية (على سبيل المثال ، درجات الحرارة المرتفعة أو الرطوبة أو الغازات المسببة للتآكل) ولكنها تأتي بتكلفة أعلى. في المقابل ، تتميز أجهزة إرسال الضغط العامة بتصميمات خفيفة الوزن أسهل في التثبيت والاستبدال ولكن قد يكون لها متانة أقل في الظروف القاسية.
(يتعلم أكثر: مخطط مقاومة التآكل لقياس الضغط مع الموصلات المعدنية)

3. الاختلافات الفنية في مبدأ العمل

3.1 مبدأ عمل أجهزة إرسال الضغط المضاد للانفجار

تعمل أجهزة إرسال الانفجار المقاومة للانفجار بشكل مشابه للنماذج العامة من خلال تحويل الضغط إلى إشارات كهربائية. ومع ذلك ، يكمن اختلافهم الرئيسي في دمج تقنيات الانفجار المقاومة للانفجار:
Flameproof (على سبيل المثال D) - يقاوم السكن ضغط الانفجار الداخلي وتبديد الحرارة من خلال قنوات خاصة (على سبيل المثال ، مملوكات اللهب).
السلامة الجوهرية (EX I)-تتضمن الدوائر الكهربائية مكونات مثل ثنائيات Zener أو مقاومات الحد التيار لتقييد مستويات الطاقة التي تقل عن 1W ، مما يضمن عدم الإشارة.

3.2 مبدأ العمل لجهاز إرسال الضغط العام

أجهزة إرسال الضغط العامة ببساطة تقيس الضغط وتحويله إلى إشارة كهربائية. على سبيل المثال ، تستخدم أجهزة الإرسال piezoresistive التأثير piezoresive لبلورات السيليكون للكشف عن تغييرات الضغط ، وتحويل اختلافات المقاومة إلى إشارات الجهد من خلال جسر الحجر. لا تتطلب هذه الأجهزة تدابير تحد من الطاقة أو حماية الشرارة.

3.3 تعقيد التنفيذ الفني

تتطلب أجهزة إرسال الضغط المقاومة للانفجار تقنيات إضافية ، مثل حواجز السلامة (مثال I) أو اختبار مقاوم لمكافحة المطلعين (على سبيل المثال D) ، مما يجعل تصميمها وإنتاجها أكثر تعقيدًا. من ناحية أخرى ، اتبع أجهزة إرسال الضغط العامة عملية تصنيع موحدة مع عدد أقل من قيود السلامة.

4. معايير الشهادات

4.1 شهادات مرسل الضغط المقاومة للانفجار

يجب أن تلبي أجهزة إرسال الضغط المقاومة للانفجار معايير السلامة الدولية أو الإقليمية ، بما في ذلك:
ATEX (أوروبا) - يحدد تصنيفات المنطقة الخطرة وأنواع الغاز.
IECEX (Global)-نظام شهادات للانفجار في جميع أنحاء العالم.
FM/UL (الولايات المتحدة الأمريكية) - شهادات لأسواق أمريكا الشمالية.
تحدد هذه المعايير تصنيفات السلامة (على سبيل المثال ، ex d IIC T4) لضمان التشغيل الآمن في الظروف الخطرة.

4.2 معايير مرسل الضغط العامة

يجب أن يمتثل أجهزة إرسال الضغط العامة للوائح الصناعية الأساسية مثل CE (المطابقة الأوروبية) و ISO 9001 (إدارة الجودة) ، والتي تركز على الأداء بدلاً من سلامة الانفجار.

5. سيناريوهات التطبيق

5.1 عندما يتم استخدام أجهزة إرسال الضغط المقاومة للانفجار

تتضمن الصناعات التي تتطلب أجهزة إرسال مقاومة للانفجار ما يلي:
النفط والغاز - رصد ضغط البئر وخطوط الأنابيب.
النباتات الكيميائية - قياس ضغط خزان التخزين.
التعدين - مراقبة ضغط الغاز لمنع الانفجارات.
الأدوية - تستخدم في بيئات المذيبات المتطايرة.

5.2 عند استخدام أجهزة إرسال الضغط العامة

وتشمل التطبيقات الشائعة:
معالجة المياه - مراقبة مضخة وضغط خط الأنابيب.
أنظمة HVAC - قياس ضغط الهواء أو القناة.
معالجة الأغذية - التحكم في الضغط في عمليات الضغط أو ملء العمليات.
التصنيع الميكانيكي - مراقبة النظام الهيدروليكي والهواء المضغوط.

6. الخلاصة

يعطي أجهزة إرسال الضغط المقاومة للانفجار الأولوية للسلامة في البيئات الخطرة ، والتي تتضمن العلب الوعرة ، والدوائر المتخصصة ، وشهادات صارمة. تركز النماذج العامة على كفاءة التكلفة ودقة القياس للتطبيقات الصناعية القياسية.
يعتمد اختيار المرسل الأيمن على المخاطر البيئية: إذا كانت الغازات القابلة للاشتعال أو الغبار موجودة ، يلزم وجود نموذج مقاوم للانفجار. خلاف ذلك ، فإن النموذج العام هو الخيار الأكثر اقتصادا.

خلف