تجهیزات ابزار دقیق به عنوان یکی از اجزای حیاتی در صنایع و فرایندهای مختلف، نقش بسیار مهمی در اندازهگیری، کنترل و نظارت دقیق بر پارامترهای فیزیکی مورد نیاز در فرایندهای صنعتی، آزمایشگاهی و اندازهگیریهای علمی را دارند و همچنین نقش حیاتی در عملکرد بهینه و ایمنی سیستمها را دارا میباشند.
این تجهیزات کیفیت و دقت اندازهگیری را بهبود میبخشند و امکان اندازهگیری دقیق، سرعت بالا و با قابلیت تکرارپذیری بالا برای پارامترهای مختلف از جمله فشار، دما، سطح و جریان را فراهم میکنند که این اندازهگیریها برای کنترل فرآیندهای مختلف در طراحی و مهندسی، راه اندازی و تدارکات برای بهینهسازی عملکرد سیستم و کاهش خطاهای موجود بسیار حیاتی است.
در ادامه به معرفی تجهیزات ابزار دقیق و بررسی انواع و کاربرد های آنها میپردازیم؛ با ما همراه باشید.
تجهیزات ابزار دقیق، مجموعه ای از وسایل و ابزار صنعتی، الکترونیکی، الکتریکی و نیوماتیکی میباشند که قادر هستند کمیتهای فیزیکی از جمله دما، فشار وسطح، دبی و … را در صنایع و کارخانههای مختلف ، کنترل و اندازه گیری کنند.
در طراحی این تجهیزات دقت و توانایی تکرارپذیری بالا درنظر گرفته میشود تا اندازهگیری دقیق و مورد اعتمادی را انجام دهند؛ کاربردهای این تجهیزات گسترده بوده و آن ها درصنایعی مانند صنایع پزشکی، صنایع نفت و گاز، صنعت خودرو، صنایع الکترونیکی، الکتریکی و صنایع شیمیایی کاربرد دارند.
تجهیزات ابزار دقیق دارای انواع مختلفی میباشد که بسته به نیازهای صنعتی، شامل سنسور، ترانسمیتر، کنترلر، ولو، اکچویتور، ترانسدیوسر، رکوردر، نمایشگر و…میشوند.
در ادامه به بررسی انواع این تجهیزات پرداخته شده است.در ادامه با یک فیلم درباره تجهیزات ابزار دقیق زیمنس به بررسی کلی این تجهیزات می پردازیم:
سنسورها ابزارها و دستگاههایی هستند که برای تشخیص و اندازهگیری دقیق تغییرات فیزیکی، شیمیایی، نوری و… در محیط استفاده میشوند؛ یعنی زمانی که یک سنسور در معرض تغییرات فیزیکی قرار میگیرد، اطلاعات فیزیکی مانند دما، فشار، رطوبت و… را به سیگنال الکتریکی(آنالوگ یا دیجیتال) تبدیل میکند که برای پردازشهای مورد نیاز به سختافزار یا نرمافزار مناسب منتقل میشود.
سنسورها برخلاف ویژگی مشترک بین آن ها یعنی تبدیل پارامتر فیزیکی به سیگنال الکتریکی، بسته به ساختار و پارامتر فیزیکی که اندازهگیری میکنند، اصول کار متفاوتی دارند. برخی از آنها شامل موارد زیر است:
یکی دیگر از تجهیزات ابزاردقیق که کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، فولاد، سیمان، داروسازی و مهندسی پزشکی دارد، ترانسمیتر میباشد که از ادغام دو واژه TRANSFER و METER گرفته شده است؛ یعنی تجهیزی که بتواند یک کمیت فیزیکی را اندازهگیری کند و آن را به مکانی دورتر مثل اتاق کنترل انتقال دهد.
ترانسمیترها معمولاً دارای ورودی و خروجی هستند که ورودی ترانسمیترها میتوانند سیگنالهای مختلفی از جمله فشار، دما، جریان و سطح باشند.
ترانسمیتر سیگنال را دریافت و تقویت کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی که قابل استفاده در سیستم کنترلی(شامل سیگنال های 4 تا 20 میلی آمپر DC، 0 تا 20 میلی آمپر DC، 0 تا 5 ولت DC، 0 تا 10 ولت DC) میباشد، تبدیل میکند.
خروجی ترانسمیترها معمولاً یک سیگنال استاندارد شده است که به عنوان ورودی برای سیستم کنترلی یا نظارتی مانند PLCها و… استفاده میشوند.
سیگنال خروجی ممکن است یک سیگنال آنالوگ باشد که نشان دهندهی ولتاژ یا جریان است و یا ممکن است یک سیگنال دیجیتال باشد که با استفاده از کدهای دیجیتالی اطلاعات را انتقال میدهد.
در ادامه به چند مورد از انواع آنها اشاره شده است:
یکی دیگر از تجهیزات ابزار دقیق، کنترلرها هستند که وظیفه کنترل و مدیریت عملکرد سیستم را بر عهده دارند.
این تجهیزات با توجه به مقادیر اندازه گیری شده، میتوانند سیستم را کنترل کرده و دستورهای از قبل تعریف شده برای پیشبرد هر فرآیندی را صادر کنند. به طور مثال دمای یک محیط یا سطح یک مخزن را میتوان با کنترلرها، کنترل کرد.
کنترلرها معمولاً یک واحد الکترونیکی میباشند که با استفاده از سیگنالهای ورودی و خروجی، فرآیند کنترل را انجام میدهند.
کنترلرها میتوانند به صورت آنالوگ یا دیجیتال عمل کنند.
در کنترلرهای آنالوگ، از سیگنالهای آنالوگ برای کنترل و مدیریت سیستمهای فیزیکی استفاده میشوند که این نوع کنترلرها به صورت مستقیم با سیگنالهای آنالوگ تعامل دارند و معمولاً برای کنترل و مدیریت سیستمهایی که ویژگیهای آنالوگ دارند مورد استفاده قرار میگیرند. .
مثالی از این نوع کنترلرها میتواند کنترلرهای PID باشند که برای کنترل سیستمهای بازخورد مورد استفاده قرار میگیرند.
در کنترلرهای دیجیتال، سیگنالها به صورت کدهای دیجیتال (ترکیبی از صفر و یک) برای کنترل و مدیریت سیستمهای الکترونیکی و فیزیکی استفاده میشوند و با استفاده از پردازشگرهای دیجیتالی محاسبه و کنترل میشوند. به عنوان مثالی بارز برای کنترلرها، میتوان به انواع PLCها اشاره نمود.
ولوها دستگاههای مکانیکی هستند که علاوه بر اینکه جریان و فشار درون یک سیستم یا فرایند را کنترل میکنند، برای بستن، کنترل و وصل جریان سیالات نیز مورد استفاده قرار میگیرند . از لحاظ ساختار نیز شیرهای کنترل در دو نوع حرکت خطی و دورانی تولید شدهاند.
از انواع ولو ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
در ابزار دقیق، عملگرها (Actuators) نقش مهمی در کنترل و مدیریت عملکرد سیستمهای ابزار دقیق ایفا میکنند.
عملگرها وظیفه تبدیل سیگنالهای کنترلی به حرکت فیزیکی یا به یکی از صورتهای انرژی به حرکت دورانی یا طولی، با اعمال نیرو را در عناصر کنترلی مانند ولوها، کمپرسورها، موتورها و غیره را بر عهده دارند.
این تجهیزات به صورت الکتریکی، نیوماتیکی، هیدرولیکی و یا دستی هستند؛ نوع عملگر مورد استفاده در یک سیستم ابزار دقیق بستگی به نوع عنصر کنترلی و نیازهای سیستم دارد.
در زیر به برخی از انواع عملگرهای معمول در ابزار دقیق اشاره شده است:
ترانسدیوسرها برای تبدیل مقادیر اندازه گیری شده به سیگنال الکتریکی هستند که خود نمیتوانند متغیری را اندازه گیری کنند؛ بلکه صرفا برای تبدیل سیگنال کاربرد دارند.
در واقع ترانسدیوسر (Transducer) دستگاهی است که فرآیند تبدیل یک ورودی غیرالکتریکی به یک سیگنال الکتریکی را انجام میدهد که قابلیت اندازهگیری و استفاده در سیستمهای الکترونیکی را دارد.
ترانسدیوسرها برای اندازهگیری انواع متغیرهای فیزیکی مانند فشار، دما، سرعت، جریان، نیرو، ارتفاع و… استفاده میشوند. برخی از انواع رایج ترانسدیوسرها عبارتند از:
رکوردر یا دیتالاگر یکی دیگر از تجهیزات ابزار دقیق است که برای ذخیره داده ها و مقادیر اندازه گیری شده کاربرد دارد. این دستگاهها میتوانند مقادیر مختلفی از سنسورها و ابزارهای اندازهگیری را در طول زمان و به صورت مداوم ضبط کنند و در حافظهای ذخیره کنند.
این دستگاهها معمولا با استفاده از حافظههای داخلی یا کارت حافظه، اطلاعات و داده ها را ذخیره کرده و با استفاده از روشهای انتقال داده که میتوان به USB،Bluetooth، Ethernet و یا Wi-Fi اشاره کرد، آن ها را به دستگاههای دیگر انتقال میدهند.
از رکوردرها و دیتالاگرها در بسیاری از صنایع و برنامهها از جمله صنایع پزشکی، صنایع نفت و گاز، کنترل فرآیند، محیط زیست، آزمایشگاهی، آنالیز داده، اندازهگیری هوا و شرایط جوی، و… استفاده میشود.
نمایشگر یکی از انواع مهم تجهیزات ابزار دقیق است که اطلاعات اندازه گیری شده توسط ابزار را به کاربر نمایش میدهد؛ در واقع وظیفه آن دریافت سیگنالهای الکتریکی از تجهیزات اندازهگیری مثل سنسورها و تبدیل آنها به دادههای قابل درک برای اپراتور است که به کاربر امکان مشاهده و نمایش اطلاعات اندازهگیری شده را میدهد.
نمایشگرها به صورت متنی، گرافیکی و یا عددی توانایی نمایش تعداد واحدهای مورد اندازهگیری، مقادیر عددی، نمودارها و دیگر اطلاعات را دارند.
نمایشگرها انواع مختلفی از فناوریهای نمایش که در ادامه ذکر شده را دارا میباشند:
2 پاسخ
عالی بود
ممنون از همراهی شما