ابزار دقیق 

ابزار دقیق به هنر و علم اندازه گیری و کنترل گفته می شود.

به اپراتور کارخانه ابزارهایی را می دهد که برای اجرای ایمن، دائمی و پیوسته  عملیات و در عین حال دستیابی به حداکثر بهره وری نیاز دارند.

مفاهیم اولیه ابزار دقیق چیست؟

در اندازه گیری پارامترها از ابزارها استفاده می شود و برای نشان دادن، اندازه گیری و ثبت مقادیر فیزیکی در هر فرآیندی استفاده می شود.

ابزار دقیق صنعتی چگونه کار می کند؟

از ابزار دقیق در تأسیسات کارخانه  برای کالیبراسیون و تأیید فرستنده ها، حسگرها و آشکارسازهای آنها در فشار، دما و سطح (شامل فشار، دما، رطوبت، سرعت سنج، چرخش و سرعت) فعالیت می کنند

IMS چیست؟

IMS  مخفف عبارت Industrial Measurement System است.

با هدف کاهش خطاها و ضایعات ناشی از عملکرد نادرست ابزار، IMS ضوابط و الزاماتی را که باید توسط کارخانه‌ها اتخاذ شود، مشخص می‌کند تا از دقت تجهیزات اندازه ‌گیری مورد استفاده در تمام مراحل تولید اطمینان حاصل شود.

سه جزء اصلی ابزار دقیق صنعتی

اجزای اصلی ابزار دقیق صنعتی حسگرها(اکچویتور ها)، فرستنده‌ها و مبدل‌ها هستند.

که انرژی را به مقادیر فیزیکی قابل اندازه‌ گیری برای کنترل و نگهداری فرآیندهای صنعتی تبدیل می‌کنند.

هدف اساسی ابزار دقیق در یک صنعت، به حداکثر رساندن بازدهی و در عین حال مصرف کمترین منابع از جمله نیروی کار، مواد خام، زمان و انرژی است.

کاربرد ابزار دقیق

1) تجارت کنترلی:

ابزار اندازه گیری برای محاسبه طول، حجم و جرم بر حسب واحدهای استاندارد استفاده می شود.

2) برای نظارت:

اطلاعات اندازه گیری ما را قادر می سازد تا اقدامات مناسب را انجام دهیم.

به عنوان مثال، نظارت بر دما در انبار واکسن ما را قادر می سازد انتخاب کنیم که آیا سرعت خنک سازی را افزایش دهیم یا نه؟

قابل استفاده برای کنترل یک فرآیند در صنعت یا زندگی روزمره ما در چارچوب یک سیستم کنترل بازخورد مستقل

3) سیستم کنترل بازخورد خودکار:

از ره گیری مداوم فشار، دما، سطح و جریان با گسترش تولید مداوم پدید می آید.

در صنعت چه پارامترهایی باید اندازه گیری شوند؟

پارامترهایی که در صنایع باید اندازه گیری شوند عبارتند از:

• فشار
• جریان
• درجه حرارت
• کیفیت محصولات میانی و نهایی
• سرعت / ارتعاش / جابجایی برای ماشین های دوار

اصطلاحات مورد استفاده در اندازه گیری فشار

1)فشار استاتیک: فشار یک سیال در حالت سکون به عنوان فشار ساکن شناخته می شود.
2)فشار دینامیک: در حالی که یک سیال در حال حرکت است، فشار آن بسته به سرعت جریان سیال تغییر می کند که فشار دینامیکی نامیده می شود.

3)فشار مطلق: فشار اتمسفر 14.7 psi (همچنین 1 بار یا 100 کیلو پاسکال) در سطح دریا است، اگرچه به ازای هر 1000 فوت ارتفاع 0.5 psi تغییر می کند.

فشار مطلق نسبت به شناور (فشار صفر) محاسبه می شود.

به عبارت دیگر، فشار اتمسفر یا فشار مطلق، فشاری است که نسبت به خلاء کامل (1 بار) اندازه گیری می شود.
4)فشار گیج: فشار نشانگر در گیج بدون فشار اتمسفر را فشار گیج می نامند.

ابزار و تکنیک های اندازه گیری فشار
چندین روش مختلف برای اندازه گیری فشار وجود دارد، از جمله مانومتر، لوله بوردون، دم و دیافراگم.
ابزار اندازه گیری فشار
ابزار اندازه گیری فشار مورد استفاده عبارتند از: فشارسنج، فرستنده فشار و سوئیچ فشار

اندازه گیری دما

یک ماده را بیان می کند. دماسنج های فارنهایت، سلسیوس و کلوین دما را بر حسب درجه اندازه گیری می کنند.

اصطلاحات مورد استفاده در اندازه گیری دما

دمای محیط: دمای هوای محیطی که یک حسگر یا ابزار را احاطه کرده است که به صورت میانگین یا مقدار متوسط بیان می شود.

جبران دمای محیط: تنظیم خودکاری که از خواندن سنسور یا ابزار در برابر تغییرات دمای محیط محافظت می کند.

تکنیک و ابزار اندازه گیری دما: بر اساس ویژگی های فیزیکی، که وابسته به دما هستند، به طور کلی چهار نوع مختلف سنسور دما وجود دارد.

اصول اندازه گیری دما

انبساط یک ماده با دما (TG)

تغییر مقاومت الکتریکی وابسته به دما (RTD)

تغییر پتانسیل تماس با دما بین فلزات مختلف (TC)

تغییرات انرژی تابیده شده با دما (Radiation Pyrometer)

اندازه گیری سطح

دستگاهی که برای اندازه گیری ارتفاع مواد، معمولا سیال داخل مخزن استفاده می شود.

تکنیک های اندازه گیری سطح

اساساً 6 روش برای اندازه گیری و پایش سطح سیالات وجود دارد.

1/فرستنده سطح شناور

2/فرستنده سطح اولتراسونیک

3/فرستنده سطح رادار

4/فرستنده سطح ظرفیت

5/ترانسمیتر فشار دیفرانسیل

6/سلول های بارگذاری

7/اندازه گیری جریان

کم سازی حرکت مواد حجیم (سیال) به عنوان اندازه گیری جریان شناخته می شود.
اصول اندازه گیری جریان
جریان حجمی: رایج ترین روش برای اندازه گیری جریان سیال از یک مکان خاص در واحد زمان، جریان حجمی است.

جریان جرمی: جریان جرمی مقدار سیالی است که از یک نقطه خاص در یک واحد زمان عبور می کند.

روش استنباطی: قرار دادن مانع در کانال جریان باعث افزایش سرعت و کاهش فشار می شود. از این اختلاف فشار در لوله می توان برای اندازه گیری نرخ جریان استفاده کرد. معمولی ترین نوع دیافراگم مورد استفاده در این روش

روش های سرعت: دبی سنج های مغناطیسی بر این فرض کار می کنند که وقتی هادی (سیال جاری) در حضور میدان مغناطیسی حرکت می کند، ولتاژی در هادی ایجاد می شود که متناسب با سرعت سیال است. مثال: گرداب، توربین و اولتراسونیک

تکنیک های مورد استفاده در اندازه گیری جریان

1/نوع مکانیکی فلومتر

2/نوع فشار فلومتر

3/فلومتر حرارتی

4/فلومتر Vortex

5/فلومتر الکترومغناطیسی

6/فلومتر اولتراسونیک

7/جریان سنج جرمی کوریولیس

مبانی ابزار دقیق و اصطلاحات میدانی

مبدل: اصطلاح “مبدل” به وسیله ای اطلاق می شود که یک کمیت فیزیکی را به نمایش آنالوگ اولی تبدیل می کند.

حسگر: حسگر فقط یک مبدل است که مقادیر فیزیکی (مانند اجسام، دما و غیره) را تشخیص می دهد.

فرستنده: فرستنده پس از دریافت سیگنال از یک دستگاه حسگر (مبدل)، یک دستگاه پردازش سیگنال است که سیگنال را به 4 تا 20 میلی آمپر یا 0 تا 10 ولت برای انتقال به دستگاه های کنترل یا نمایش تبدیل می کند.

سیگنال های دیجیتال: سیگنال های دیجیتال سیگنال هایی هستند که از یک میدان به میدان دیگر منتقل می شوند و دارای دو حالت روشن و خاموش هستند. ولتاژهای رایج برای سیگنال های دیجیتال شامل 24 ولت DC، 230 ولت AC و 110 ولت AC است.

سیگنال های آنالوگ: به هر سیگنال پیوسته ای که دارای یک ویژگی  متغیر با زمان باشد که کمیت متغیر با زمان دیگری را نشان می دهد، سیگنال  آنالوگ گفته می شود.

تغییرات اندک در سیگنال برخلاف سیگنال دیجیتال دارای اهمیت است. دو سیگنال آنالوگ محبوب 0-10V و 4-20mA هستند.