در این مقاله تفاوت بین ترانسمیتر دما و سنسور دما ارائه خواهد شد. با معرفی انواع سنسور های دما، کابرد ترانسمیتر دما توضیح و انواع آن معرفی خواهد شد.
تفاوت بین ترانسمیتر دما و سنسور دما
کار با ترانسمیتر دما و سنسورهای دما می‌تواند یک فرایند پیچیده و در عین حال استفاده از آنها در فرآیندها بسیار موثر باشد. برای انتخاب و استفاده از هر کدوم از دو ابزار ترسنمیتر و سنسور دما نیاز به آموزش و شناخت تفاوت‌های بین آنها و همچنین نحوه استفاده از آنها برای اندازه گیری تغییرات دما می‌باشد. در ادامه، تفاوت بین این ابزار اندازی گیری دما و نحوه استفاده از آنها برای ارائه اندازه گیری دقیق دما را توضیح خواهیم داد.
سنسور دما
سنسور دما وسیله ای است که اندازه گیری دما را از طریق سیگنال الکتریکی فراهم می کند. این سنسور از دو فلز تشکیل می‌گردد که با تغییر دما ولتاژ یا مقاومت الکتریکی ایجاد می کنند. سنسور دما نقش مهمی در حفظ دما در محدوده مشخص برای حیطه وسیعی از فرآیندها از تهیه دارو و فرآیند های صنعتی ایفا می کند. در برخی از این فرایندها، دقت و پاسخگویی مناسب دمایی و کنترل دما برای اطمینان از کیفیت مطلوب محصول نهایی بسیار مهم است. انواع مختلفی از سنسورهای دما وجود دارند که هر یک برای روش‌های مختلف مدیریت دما مورد استفاده قرار می گیرند. سنسورهای اولیه دما عبارتند از:
دتکتور (آشکار ساز) دمای مقاومتی (RTD)
RTD به عنوان یک دماسنج مقاومتی شناخته می شود و دما را با تغییر مقاومت عناصر RTD با تغییر دما اندازه‌گیری می‌کند. این فلز می‌تواند از مواد مختلفی از جمله پلاتین، نیکل یا مس ساخته شود. پلاتین دقیق ترین نوع عناصر بوده و دارای هزینه بالاتری می‌باشد.
ترموکوپل
ترموکوپل یک سنسور متشکل از دو سیم است. که دو فلز مختلف در دو نقطه به هم متصل شده‌اند. ولتاژ بین دو سیم منعکس کننده تغییر دما است. اگرچه دقت اندازه گیری سنسور دمای ترموکوپلی کمی کمتر از یک سنسور RTD باشد، اما آنها دارای محدوده گسترده دمایی ( از 200- درجه سانتیگراد تا 1750 درجه سانتیگراد) بوده و انتخاب مقرون به صرفه تری نسبت به سنسور های RTD هستند.
ترمیستور ضریب دمایی منفی (NTC).
ترمیستور نوعی مقاومت حساس به دما می باشد که مقاومت آن با تغییرات دمایی، تغییر می‌کند. به عبارت ساده‌تر با اندازه‌گیری مقاومت یک ترمیستور، می‌توان دمای آنرا تعیین نمود. با توجه به اینکه ترمیستورها معمولاً از مواد نیمه‌رسانا تشکیل شده‌اند، بنابراین در دماهای بالا، زودتر خراب می‌شوند و عمر کوتاه‌تری دارند. مقاومت اغلب آنها با افزایش دما افزایش می‌یابد که به این نوع PTC می‌گویند. در برخی از انواع دیگر مقدار مقاومت با افزایش دما کاهش می‌یابد که اصطلاحاً به آنها NTC یا مقاومت دارای ضریب دمایی منفی می‌گویند.
ترمیستور NTC تغییر دقیق، قابل پیش بینی و بزرگی را در تغییرات دمایی مختلف نشان می‌دهد. تغییرات بزرگ مقاومت، بدین معنی است که ترمیستور NTC، تغییرات دمایی بسیار سریع و همچنین بسیار دقیق منعکس می شوند. بدلیل تغییرات بزرگ و سریع، ترمیستور NTC نیاز به خطی سازی دارد.
به بیان ساده‌تر، وظیفه یک سنسور دما اندازه‌گیری دمای هر ماده ای اعم از جامد، مایع یا گاز، که نیاز به اندازه گیری دارد می باشد.
ترانسمیتر دما
ترانسمیتر دما دستگاهی است که به سنسور دما متصل می شود تا سیگنالی را برای نظارت و کنترل ارسال کند. سنسور دما به طور کلی یک سنسور RTD، ترمیستور یا ترموکوپل است (همانطور که در بالا ذکر شد)، که با یک DCS، PLC، دیتالاگر یا نمایشگر ارتباط برقرار می کند. برای مشاهده محصولات موجود وبسایت در زمینه ترانسمیتر های فشار کلیک نمایید.
وظیفه ترانسمیتر دما جداسازی سیگنال دما، فیلتر کردن هرگونه نویز EMC و تقویت و تبدیل سیگنال سنسور دما به محدوده 4-20 میلی آمپر یا 0-10 ولت DC می‌باشد. ترانسمیتر دمای 4-20 میلی آمپر رایج ترین نوع می باشند زیرا اکثر تجهیزات صنعتی از پروتکل 4-20 میلی آمپر برای برقراری ارتباط استفاده می نمایند. ترانسمیتر دما را می‌توان با توجه به نیاز فرآیندی برنامه‌ریزی نمود. مثلا برای اندازه گیری دمای فرآیندی که دمای آن بین 0 تا 70 درجه سانتیگراد می باشد، می توان جریان 4 میلی آمپر را برای دمای 0 و جریان 20 میلی آمپر را برای دمای 70 درجه سانتیگراد تنظیم نمود.
مطابق شکل زیر در یک اتصال دو سیم، ترانسمیتر دما به یک منبع تغذیه (عموما 24 ولت و جریان بیشتر از 20 میلی آمپر) مستقیم متصل می گردد. با توجه به خروجی سنسور متصل به ترانسمیتر، ترانسمیتر میزان جریان دریافتی از منبع تغذیه را تغییر داده و جریانی مطابق دمای اندازه‌گیری شده به نمایشگر، PLC و … ارسال می نماید.
به عبارت ساده تر، ترانسمیتر دما یک ابزار الکتریکی است که خروجی سنسور دما را جداسازی، تقویت نموده و با فیلتر کردن نویز و تبدیل سیگنال خروجی از سنسور دما، سیگنا را به دستگاه کنترلی ارسال می‌نماید. بنابراین ترنسمیر دما ابزاری مناسب در جهت کمک به اندازه‌گیری دما می‌باشد.
مزایای استفاده از ترانسمیتر دما به شرح ذیل می باشد:
- در صورت استفاده از ترانسمیتر دو سیم، نیازی به وجود برق متناوب در مکان های دور نمی باشد
- نویز الکتریکی در ترانسمیتر دو سیم زیاد و قوی نمی‌باشد
- استفاده از ترانسمیتر دما هزینه کمتری دارند زیرا نیاز به استفاده از سیم‌های گران نمی باشد
- اکنون می توانیم ببینیم که هر دو دستگاه چگونه کار می کنند، تفاوت های اصلی چیست؟
تفاوت ترانسمیتر دما و سنسور دما
در این مقاله کارکردهای اصلی سنسور دما و ترانسمیتر دما توضیح ارائه شد. مهم ترین تفاوت آنها را بدین صورت می توان بیان نمود که سنسور وسیله ای است که دمای فیزیکی را اندازه گیری یا حس نموده و آن را به واحدهای قابل اندازه‌گیری جریان الکتریکی از جمله ولتاژ یا مقاومت تبدیل می‌کند. در حالی که ترانسمیتر ابزار متصل به سنسور می‌باشد که برای تبدیل دمای اندازه‌گیری شده به سیگنال مورد استفاده قرار میگیرد تا بتوان آن را مشاهده، ثبت و نگهداری نمود. اگرچه هر دو ابزار متفاوتی هستند، اما هر دو با هم کار می کنند و نقش مهمی در حصول اطمینان از اندازه گیری و انتقال دقیق دما دارند تا بتوان آن را کنترل کرد.
انواع ترانسمیترهای دما بر اساس نحوه نصب آنها
- ترانسمیتر دما استوانه ای هد مونت (کله ای) : ترانسمیتر دمای هد مونت، سیگنال را از آشکارساز (دتکتور) دمای مقاومتی (RTD) یا ترموکوپل (TC) دریافت نموده و سیگنال دریافتی را به سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر با ساختار دو سیمه تبدیل می کند.
ترانسمیتر هد مونت در ناحیه بالایی سنسور قرار میگیرد. بنابراین اندازه این نوع از ترانسمیترها بسیار فشرده می باشد. و بدلیل نصب بر روی سنسور حداقل سیم کشی را نیاز دارد.
ترانسمیتر های معمولی دارای فاصله از سنسور بوده و بدلیل پایین بودن جریان سیگناتل خروجی از سنسور نیاز به اقدامات اضافی برای جلوگیری از بروز خطا و نویز دارند. همچنین به دلیل استفاده از کابل اضافی هزینه اضافی در بر خواهد داشت. بنابراین استفاده از ترانسمیتر هدمونت انتخاب بهتری نسبت بقیه انواع آن خواهد بود.
- ترانسمیتر دما ریل مونت : ترانسمیتر های ریل مونت روی دین ریل و در داخل تابلو نصب می شود.
- ترانسمیتر دما فیلد مونت: ترانسمیتر های فیلد مونت به صورت پک یکپارچه و جداگانه در سیستم نصب می شوند که از یک محفظه محصور از فولاد ضد زنگ تشکیل شده‌اند. این سیستم به نحوی طراحی گردیده است که در برابر رطوبت، گرد و غبار و سایر شرایط محیطی و همچنین در برابر خوردگی مقاوم باشند.