दबाव ट्रांसमीटरों के प्रकार

दबाव ट्रांसमीटर का सरल स्व-परिचय

एक दबाव संवेदक जिसका आउटपुट एक मानक संकेत है, की तरह, एक दबाव ट्रांसमीटर एक ऐसा उपकरण है जो एक दबाव चर को स्वीकार करता है और उसे आनुपातिक रूप से एक मानक आउटपुट संकेत में परिवर्तित करता है। यह लोड सेल सेंसर द्वारा महसूस किए गए गैस, तरल आदि के भौतिक दबाव मापदंडों को मानक विद्युत संकेतों (जैसे 4-20mADC, आदि) में परिवर्तित कर सकता है, जिससे मापन और संकेतन के लिए संकेतक अलार्म, रिकॉर्डर, नियामक आदि जैसे द्वितीयक उपकरण उपलब्ध होते हैं। और प्रक्रिया विनियमन।

दबाव ट्रांसमीटरों का वर्गीकरण

आमतौर पर हम जिन दबाव ट्रांसमीटरों की बात करते हैं, वे सिद्धांत के अनुसार विभाजित होते हैं:
उच्च-आवृत्ति मापन के लिए कैपेसिटिव प्रेशर ट्रांसमीटर, रेजिस्टिव प्रेशर ट्रांसमीटर, इंडक्टिव प्रेशर ट्रांसमीटर, सेमीकंडक्टर प्रेशर ट्रांसमीटर और पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रेशर ट्रांसमीटर। इनमें से, रेजिस्टिव प्रेशर ट्रांसमीटर सबसे ज़्यादा इस्तेमाल किए जाते हैं। कैपेसिटिव प्रेशर ट्रांसमीटर, रोज़माउंट के 3051S ट्रांसमीटर को उच्च-स्तरीय उत्पादों के प्रतिनिधि के रूप में अपनाता है।

दबाव संवेदनशील घटकों के अनुसार दबाव ट्रांसमीटरों को धातु, सिरेमिक, विसरित सिलिकॉन, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, नीलम, स्पटर फिल्म आदि में विभाजित किया जा सकता है।

• धातु दबाव ट्रांसमीटर की सटीकता खराब होती है, लेकिन इसका तापमान पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, और यह व्यापक तापमान सीमा और कम सटीकता आवश्यकताओं वाले क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है।
• सिरेमिक दबाव सेंसर की सटीकता बेहतर होती है, लेकिन ये तापमान से ज़्यादा प्रभावित होते हैं। सिरेमिक में प्रभाव प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध का भी लाभ होता है, जिसका उपयोग प्रतिक्रिया के क्षेत्र में किया जा सकता है।
• विसरित सिलिकॉन की दाब संचरण सटीकता बहुत अधिक होती है और तापमान विचलन भी बड़ा होता है, इसलिए आमतौर पर इसके उपयोग से पहले तापमान क्षतिपूर्ति की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, तापमान क्षतिपूर्ति के बाद भी, 125°C से ऊपर के दाब को मापा नहीं जा सकता। हालाँकि, कमरे के तापमान पर, विसरित सिलिकॉन का संवेदनशीलता गुणांक सिरेमिक की तुलना में 5 गुना अधिक होता है, इसलिए इसका उपयोग आमतौर पर उच्च-सटीक माप के क्षेत्र में किया जाता है।
• सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन प्रेशर ट्रांसमीटर औद्योगिक क्षेत्र में सबसे सटीक सेंसर है। यह डिफ्यूज्ड सिलिकॉन का उन्नत संस्करण है। बेशक, इसकी कीमत भी उन्नत है। वर्तमान में, जापान की योकोगावा मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन प्रेशर के क्षेत्र में अग्रणी है।
• नीलम दबाव ट्रांसमीटर तापमान परिवर्तन के प्रति संवेदनशील नहीं है, और उच्च तापमान की स्थिति में भी अच्छी कार्य विशेषताएं हैं; नीलम में बेहद मजबूत विकिरण प्रतिरोध है; कोई पीएन बहाव नहीं; यह सबसे खराब कामकाजी परिस्थितियों में सामान्य रूप से काम कर सकता है और विश्वसनीय है उच्च प्रदर्शन, अच्छी सटीकता, न्यूनतम तापमान त्रुटि, और उच्च समग्र लागत प्रदर्शन।
• स्पटरिंग थिन फिल्म प्रेशर ट्रांसमीटर में कोई चिपकने वाला पदार्थ नहीं होता है, और यह स्टिकी स्ट्रेन गेज सेंसर की तुलना में अधिक दीर्घकालिक स्थिरता और विश्वसनीयता प्रदर्शित करता है; यह तापमान से कम प्रभावित होता है: जब तापमान 100 ℃ बदलता है, तो शून्य बहाव केवल 0.5% होता है। इसका तापमान प्रदर्शन डिफ्यूजन सिलिकॉन प्रेशर सेंसर से कहीं बेहतर है; इसके अलावा, यह सामान्य संक्षारक माध्यमों के सीधे संपर्क में आ सकता है।

विभिन्न प्रकार के दबाव ट्रांसमीटरों के सिद्धांत

• कैपेसिटिव प्रेशर ट्रांसमीटर का सिद्धांत.

जब दबाव सीधे मापक डायाफ्राम की सतह पर कार्य करता है, तो डायाफ्राम में एक छोटा सा विरूपण उत्पन्न होता है। मापक डायाफ्राम पर उच्च-परिशुद्धता परिपथ इस छोटे से विरूपण को दबाव और उत्तेजन वोल्टेज के समानुपाती एक उच्च रैखिक वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करता है, और फिर एक समर्पित चिप का उपयोग करके इस वोल्टेज सिग्नल को उद्योग मानक 4-20mA धारा सिग्नल या 1-5V वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करता है।

• विसरित सिलिकॉन दबाव ट्रांसमीटर का सिद्धांत

मापे गए माध्यम का दबाव सीधे सेंसर के डायाफ्राम (आमतौर पर 316L डायाफ्राम) पर कार्य करता है, जिससे डायाफ्राम माध्यम के दबाव के अनुपात में एक सूक्ष्म विस्थापन उत्पन्न करता है, सेंसर के प्रतिरोध मान को बदलता है, और इसे व्हीटस्टोन सर्किट के साथ पता लगाता है यह परिवर्तन, और इस दबाव के अनुरूप एक मानक माप संकेत को परिवर्तित और आउटपुट करता है।

• मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन दबाव ट्रांसमीटर का सिद्धांत

पीज़ोरेज़िस्टिव दाब सेंसर एकल क्रिस्टल सिलिकॉन के पीज़ोरेज़िस्टिव प्रभाव का उपयोग करके बनाए जाते हैं। एकल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर का उपयोग प्रत्यास्थ तत्व के रूप में किया जाता है। दाब में परिवर्तन होने पर, एकल क्रिस्टल सिलिकॉन तनाव उत्पन्न करता है, जिससे उस पर प्रत्यक्ष रूप से विसरित तनाव प्रतिरोध मापे गए दाब के समानुपाती परिवर्तन उत्पन्न करता है, और फिर ब्रिज सर्किट द्वारा संगत वोल्टेज आउटपुट सिग्नल प्राप्त होता है।

• सिरेमिक दबाव ट्रांसमीटर का सिद्धांत

दबाव सीधे सिरेमिक डायाफ्राम की सामने की सतह पर कार्य करता है, जिससे डायाफ्राम में हल्का विरूपण होता है। मोटी फिल्म वाला प्रतिरोधक सिरेमिक डायाफ्राम के पीछे मुद्रित होता है और वैरिस्टर के पीज़ोरेसिस्टिव प्रभाव के कारण एक व्हीटस्टोन ब्रिज (बंद ब्रिज) से जुड़ा होता है। यह ब्रिज दबाव के समानुपाती और उत्तेजन वोल्टेज के समानुपाती एक अत्यधिक रैखिक वोल्टेज संकेत उत्पन्न करता है। आमतौर पर वायु संपीडकों के दबाव मापन के लिए, अधिक सिरेमिक का उपयोग किया जाता है।

• स्ट्रेन गेज प्रेशर ट्रांसमीटर का सिद्धांत

सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले स्ट्रेन गेज प्रेशर ट्रांसमीटर धातु प्रतिरोध स्ट्रेन गेज और अर्धचालक स्ट्रेन गेज हैं। धातु प्रतिरोध स्ट्रेन गेज एक प्रकार का संवेदनशील उपकरण है जो परीक्षण वस्तु पर होने वाले स्ट्रेन परिवर्तन को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। वायर स्ट्रेन गेज और मेटल फ़ॉइल स्ट्रेन गेज दो प्रकार के होते हैं। आमतौर पर स्ट्रेन गेज को एक विशेष चिपकने वाले पदार्थ के माध्यम से यांत्रिक स्ट्रेन मैट्रिक्स से कसकर जोड़ा जाता है। जब मैट्रिक्स में प्रतिबल परिवर्तन होता है, तो प्रतिरोध स्ट्रेन गेज भी विकृत हो जाता है, जिससे स्ट्रेन गेज का प्रतिरोध मान बदल जाता है, जिससे प्रतिरोधक पर लगाया गया वोल्टेज बदल जाता है। स्ट्रेन गेज प्रेशर ट्रांसमीटर बाजार में अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं।

• नीलम दबाव ट्रांसमीटर

नीलम दबाव ट्रांसमीटर तनाव प्रतिरोध कार्य सिद्धांत का उपयोग करता है, उच्च परिशुद्धता सिलिकॉन-नीलम संवेदनशील घटकों को अपनाता है, और एक समर्पित एम्पलीफायर सर्किट के माध्यम से दबाव संकेत को एक मानक विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है।

• स्पटरिंग फिल्म प्रेशर ट्रांसमीटर

स्पटरिंग दाब-संवेदी तत्व माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक तकनीक द्वारा निर्मित होता है, जो लचीले स्टेनलेस स्टील डायाफ्राम की सतह पर एक दृढ़ और स्थिर व्हीटस्टोन ब्रिज बनाता है। जब मापे गए माध्यम का दाब लचीले स्टेनलेस स्टील डायाफ्राम पर कार्य करता है, तो दूसरी ओर स्थित व्हीटस्टोन ब्रिज दाब के समानुपाती एक विद्युत आउटपुट संकेत उत्पन्न करता है। अपने अच्छे प्रभाव प्रतिरोध के कारण, स्पटरिंग फिल्म का उपयोग अक्सर हाइड्रोलिक उपकरणों जैसे बार-बार दाब के प्रभाव वाले अवसरों में किया जाता है।

दबाव ट्रांसमीटर चयन सावधानियां

• ट्रांसमीटर दबाव रेंज मान चयन:

सबसे पहले, सिस्टम में मापे गए दबाव का अधिकतम मान निर्धारित करें। सामान्यतया, आपको एक ऐसे ट्रांसमीटर का चयन करना होगा जिसकी दबाव सीमा अधिकतम मान से लगभग 1.5 गुना अधिक हो, या सामान्य दबाव सीमा को दबाव ट्रांसमीटर पर पड़ने दें। सामान्य सीमा का 1/3 ~ 2/3 भी एक सामान्य विधि है।

• किस प्रकार का दबाव माध्यम:

चिपचिपे तरल पदार्थ और कीचड़ दबाव पोर्ट को अवरुद्ध कर देंगे। विलायक या संक्षारक पदार्थ ट्रांसमीटर में उन सामग्रियों को नष्ट कर देंगे जो इन माध्यमों के सीधे संपर्क में हैं।
माध्यम के संपर्क में आने वाले सामान्य दाब ट्रांसमीटर की सामग्री 316 स्टेनलेस स्टील होती है। यदि माध्यम 316 स्टेनलेस स्टील के लिए संक्षारक नहीं है, तो मूलतः सभी दाब ट्रांसमीटर माध्यम के दाब को मापने के लिए उपयुक्त होते हैं;
यदि माध्यम 316 स्टेनलेस स्टील के लिए संक्षारक है, तो रासायनिक सील का उपयोग किया जाना चाहिए और अप्रत्यक्ष माप का उपयोग किया जाना चाहिए। यदि दबाव को निर्देशित करने के लिए सिलिकॉन तेल से भरी केशिका ट्यूब का उपयोग किया जाता है, तो यह दबाव ट्रांसमीटर को संक्षारण से बचा सकता है और दबाव ट्रांसमीटर के जीवन को लम्बा कर सकता है।

• ट्रांसमीटर को कितनी सटीकता की आवश्यकता है:

सटीकता निम्न कारकों से निर्धारित होती है: अरैखिकता, हिस्टैरिसीस, अ-पुनरावृत्ति, तापमान, शून्य ऑफसेट स्केल और तापमान। सटीकता जितनी ज़्यादा होगी, कीमत उतनी ही ज़्यादा होगी। आम तौर पर, विसरित सिलिकॉन प्रेशर ट्रांसमीटर की सटीकता 0.5 या 0.25 होती है, जबकि कैपेसिटिव या मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन प्रेशर ट्रांसमीटर की सटीकता 0.1 या 0.075 तक होती है।

• ट्रांसमीटर का कनेक्शन प्रक्रिया:

आमतौर पर, प्रेशर ट्रांसमीटर पाइप या टैंक पर लगाए जाते हैं। बेशक, इनमें से कुछ को फ्लो मीटर के साथ भी लगाया और इस्तेमाल किया जाता है। प्रेशर ट्रांसमीटर आमतौर पर तीन तरह से लगाए जाते हैं: थ्रेड, फ्लैंज और क्लैंप। इसलिए, प्रेशर ट्रांसमीटर चुनने से पहले, प्रक्रिया कनेक्शन पर भी विचार करना ज़रूरी है। अगर यह थ्रेडेड है, तो थ्रेड स्पेसिफिकेशन तय करना ज़रूरी है। फ्लैंज के लिए, नाममात्र व्यास के फ्लैंज स्पेसिफिकेशन पर विचार करना ज़रूरी है।

दबाव ट्रांसमीटर उद्योग परिचय

दुनिया भर में लगभग 40 देश सेंसर अनुसंधान और उत्पादन में लगे हुए हैं, जिनमें से संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान और जर्मनी सबसे बड़े सेंसर उत्पादन वाले क्षेत्र हैं। ये तीनों देश मिलकर दुनिया के सेंसर बाज़ार के 50% से ज़्यादा हिस्से पर कब्ज़ा करते हैं।

आजकल, मेरे देश में प्रेशर ट्रांसमीटर बाज़ार एक परिपक्व बाज़ार है जिसमें उच्च बाज़ार संकेन्द्रण है। हालाँकि, प्रमुख स्थान एमर्सन, योकोगावा, सीमेंस आदि जैसे विदेशी देशों का है। ब्रांड-नाम वाले उत्पादों का बाज़ार में लगभग 70% हिस्सा है और बड़े और मध्यम आकार की इंजीनियरिंग परियोजनाओं में इनका पूर्ण लाभ है।

यह मेरे देश द्वारा "प्रौद्योगिकी के लिए बाज़ार" रणनीति को जल्दी अपनाने के दुष्परिणामों के कारण है, जिसने मेरे देश के सरकारी उद्यमों को काफ़ी नुकसान पहुँचाया और एक समय तो वे विफलता की स्थिति में थे, लेकिन साथ ही, चीन के निजी उद्यमों द्वारा प्रतिनिधित्व किए जाने वाले कुछ निर्माता चुपचाप उभरे और मज़बूत हुए। चीन का भविष्य का प्रेशर ट्रांसमीटर बाज़ार नई अज्ञात संभावनाओं से भरा है।