ترانسمیتر چیست، تفاوت ترانسمیتر و ترانسدیوسر

ترانسمیتر ابزاری است که سیگنال (جریان الکتریکی) تولید شده توسط یک سنسور را به سیگنال استاندارد برای ابزاردقیق تبدیل می کند. در این مقاله کوتاه قصد داریم ترانسمیتر (Transmitter) را به عنوان بخشی از ابزار دقیق ها معرفی کنیم، انواع ترانسمیتر را بیان کنیم و در انتها به معرفی ایندیکیتور (Indicator) یا همان نمایشگر می پردازیم و به یک سوال که برای بسیاری از مهندسان حوزه برق و کنترل مطرح میشود یعنی تفاوت ترانسمیتر و ترانسدیوسر را پاسخ می دهیم با ما همراه باشید

ترانسمیتر یا انتقال دهنده چیست

ترانسمیتر (Transmitter) از ترکیب دو واژه TRANSFER و METER حاصل می شود. در دنیای کنترل سیستم ها، ترانسمیتر ابزاری است که سیگنال (جریان الکتریکی) تولید شده توسط یک سنسور را به سیگنال استاندارد برای ابزاردقیق تبدیل می کند. کمیت ها و پارامترها (فشار، سطح، دما، جریان، موقعیت، سرعت، رطوبت و …) را اندازه گیری (METERING)، تبدیل به سیگنال کرده و به فاصله دورتری مثل اتاق کنترل مرکزی ارسال می کند (TRANSFER).

سیگنال های دریافت شده از سنسورها به سیگنال های خروجی آنالوگ تبدیل می شوند و از طریق ایندیکیتور یا نمایش دهنده (Indicator) یا سیستم PLC و یا انواع گوناگون کنترل کننده های استاندارد، منتقل می شوند. ترانسمیترها به دلیل ویژگی های مفیدی که دارند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

از مهم ترین و پر کاربردترین ترانسمیترهای اندازه گیری در صنعت، می توان به ترانسمیتر دما، ترانسمیتر رطوبت، ترانسمیتر فشار، ترانسمیتر اندازه گیری سطح (Level) و ترانسمیتر ارتعاش اشاره کرد. هم چنین ترانسمیتر گاز مونوکسیدکربن (Co) و ترانسمیتر گاز آمونیاک نیز در برخی صنایع هم چون مرغداری ها، دامداری ها و گلخانه ها به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

شکل (1). انواع ترانسمیتر

 

ترانسمیترهای صنعتی، دستگاه هایی الکترونیکی هستند که به منظور اندازه گیری دقیق فشار و دما طراحی شده اند. به کارگیری ترانسمیترها امکان کنترل فرایندها را فراهم می کند، بنابراین می توان از ایمنی، ثبات و قابلیت اطمینان فرایندهای صنعتی، اطمینان حاصل کرد. ترانسمیترها به عنوان بخشی از گروه مبدل ها، با امکان تنظیم و کالیبراسیون مجدد، طراحی می شوند. این ویژگی به آن ها این امکان را می دهد ضمن اطمینان از کامل بودن سیگنال خروجی، دامنه اندازه گیری را تنظیم کنند.

انواع ترانسمیترهای صنعتی

بسته به کاربرد، ترانسمیتر ها را می توان در چندین طبقه بندی جای داد و ساده ترین راه شناخت همه آن ها، بررسی همین طبقه بندی ها است. برای مثال ترانسمیتر های صنعتی را می توان به گروه های زیر تقسیم کرد:

1. ترانسمیتر الکترونیکی

این ترانسمیتر ها به دو نوع تقسیم می شوند:

• آنالوگ

این زیرگروه، سیگنالی الکتریکی تولید می کند که می تواند جریان یا ولتاژی بالا باشد که به عنوان کمیتی فیزیکی نشان داده شود. همان گونه که از نام آن پیداست، ترانسمیترهای آنالوگ از استانداردهای سیگنال آنالوگ برای اهداف ارتباطی استفاده می کنند. استاندارد معمول برای یک سیگنال آنالوگ 4-20 میلی آمپر است.

• دیجیتال

ترانسمیتر های دیجیتال که به آن ها ابزارهای هوشمند نیز گفته می شود، جهت ارسال سیگنال های دیجیتالی پیشرفته به دستگاه ها طراحی شده اند. سیگنال های دیجیتالی، مقادیر متمایزی را شامل می شوند که می توانند برای نمایش متغیرهای گوناگون با یکدیگر ترکیب شوند. ترانسمیترهای دیجیتال، هم چنین ریزپردازنده های داخلی دارند که به آن ها قابلیت تشخیصی می بخشد.

2. ترانسمیتر پنوماتیکی

چنان چه از نامش پیداست، ترانسمیترهای پنوماتیک، سیگنال های پنوماتیک را ارسال می کنند که با متغیرهای فرآیند مطابقت دارند. امروزه این ترانسمیترها به صورت عمده در مناطق دوردست که همیشه دسترسی به برق امکان پذیر نیست؛ مورد استفاده قرار می گیرند. ترانسمیترهای پنوماتیک آنالوگ و دیجیتال هم چنین می توانند بر اساس نوع سیگنالی که تولید می کنند، طبقه بندی شوند.

بیشتر بخوانید: انواع سیم کشی ترانسمیتر و نحوه اتصال ترانسمیتر به PLC

انواع ترانسمیتر ابزار دقیق

چهار نوع ترانسمیتر اصلی در ابزار دقیق به کار گرفته می شوند که هر کدام، چندین نوع دارند که در فرایندهای گوناگون صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند:

1. ترانسمیتر فلو یا جریان (Flow Transmitter)

این ترانسمیتر جریان مایع را اندازه گیری می کند و از یک ترانسمیتر و یک سنسور جریان در یک دستگاه تشکیل شده است. این ویژگی موجب می شود تا خروجی بتواند تا 20 میلی آمپر تولید شود. دبی سنج ها بر اساس نحوه کارکرد و روش اندازه گیری به انواع زیر تقسیم می شوند:

• اولتراسونیک (Flowmeter Ulterasonic)

این دستگاه  دو سنسور آنالوگ دارد که در کنار یکدیگر نصب شده اند. که به صورت متناوب به عنوان فرستنده و گیرنده عمل می کنند. مدت زمان رفت و برگشت موج اولتراسونیک از فرستنده به گیرنده، معیاری از جریان سیال داخل لوله است.

• فشار تفاضلی (Differential Pressure Flowmeter)

این دستگاه با محاسبه جریان سیال با استفاده از اندازه گیری افت فشار داخل لوله، از پرکاربردترین این نوع است.

• مغناطیسی (Magnetic Flowmeter)

اساس عملکرد این سیستم بر پایه قانون القای الکترومغناطیسی فارادی است.بر اساس این قانون ، حرکت و عبور مواد رسانا در زاویه قائم از داخل میدان مغناطیسی ولتاژی متناسب با سرعت مواد رسانا ایجاد می کند.

 

شکل (2). نمونه هایی از ترانسمیتر فلو (Flow Transmitter)

2. ترانسمیتر دما (Temperature Transmitter)

طراحی ترانسمیتر دما، شامل یک ترانسمیتر و یک سنسور دما است. این سنسور، سیگنالی را به ترانسمیتر می فرستد تا دما را محاسبه کرده و به سیگنال خروجی تبدیل می کند. دو نوع ترانسمیتر دما وجود دارد:

• ترموکوپل

یک ترانسمیتر دما با سنسور ترموکوپل، قادر به محاسبه دما با اندازه گیری نیروی الکتروموتور ایجاد شده در اثر تغییر دمای فرآیند است و قابلیت تبدیل سیگنال سنسور دمای ترموکوپل به خروجی 4 تا 20 میلی آمپر را داراست.

• RTD

این ترانسمیتر دما، شامل سنسورهای RTD است که به دلیل تغییر دمای فرآیند، مقاومت الکتریکی را تغییر می دهند.

شکل (3). نمونه هایی از ترانسمیتر دما (Temperature Transmitter)

3. ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter)

اندازه گیری فشار همیشه نسبت به یک نقطه مرجع انجام می شود. به طور رایج سه نوع نقطه مرجع وجود که سه نوع فشار از آنها حاصل می شود.

• مطلق

این ترانسمیتر فشار خلا را به عنوان پایه خود در نظر گرفته و سپس فشار یک نقطه را نسبت به آن، اندازه گیری می کند.

• نسبی

این دستگاه، فشار یک نقطه را نسبت به فشار اتمسفر محل به عنوان پایه اندازه گیری می کنند.

• تفاضلی

هنگامی که دو ورودی، فشار وارد می شود، ترانسمیتر، اختلاف فشار بین این دو نقطه را اندازه گیری می کند.

از این ترانسمیتر ها برای اندازه گیری فشار در فرایندهای گوناگون استفاده می شود. چند نمونه از ترانسمیترهای فشار در زیر بیان شده است:

• کرنش سنج (Strain Gauge)
• پیزو الکتریک (Piezoelectric)
• خازنی (Capacitance)
• ترانسفورماتور تفاضلی متغیر خطی (LVDT)

شکل(4). نمونه هایی از ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter)

4.ترانسمیتر سطح (Level Transmitter)

این ترانسمیترها برای اندازه گیری سطح مایع درون یک فضای بسته یا ظرف ساخته شده اند. انواع گوناگونی از ترانسمیتر سطح وجود دارد که در زیر، پرکاربردترین آن ها بررسی شده اند:

• فراصوتی (Ultrasonic Transmitter)

این دستگاه، امکان اندازه گیری سطوح غیرتماسی مواد را با فرستادن سیگنال فراهم می کند. زمانی که این سیگنال به سطح مایع برخورد می کند، بازگردانده می شود. سنسور با محاسبه این زمان رفت و بازگشتی، سطح مایع درون مخزن را اندازه گیری می کند.

• خازنی (Capacitive Measurment)

از این نوع ترانسمیتر جهت اندازه گیری مداوم مایعات غیر رسانای درون تانکر یا هر محفظه به عنوان ماده واسط نارسانای میان دو یا چند الکترود که دارای ثابت دی الکتریک بالا هستند، استفاده می شود.

• هیدرواستاتیک (Static Pressure)

چنان که از نامش پیداست، این ترانسمیتر برای تعیین سطح مایع به فشار هیدرواستاتیکی یعنی فشار حالت استراحت مایعات به مخزن، متکی است.

• جابه جا کننده (Displacer Level Transmitter)

هر جسمی که داخل مایع قرار می گیرد تحت تأثیر نیروی ارشمیدس می باشد. میزان این نیرو وابسته به چگالی مایع است . از این تکنیک می توان برای به دست آوردن سطح مایع ، چگالی و سطح میانی (Interface) استفاده کرد.تغییرات در نیروی ارشمیدس متتاسب با تغییرات سطح مایع است این تغییرات در نهایت تبدیل به سیگنال الکتریکی می شود.

• راداری (Radar Transmitter)

تراسمیتر راداری سیگنالی رادیویی را به داخل تانکر و مایع درون آن، می فرستد و بازتاب آن را دریافت می کند. با استفاده از اندازه گیری زمان سپری شده رفت تا بازگشت سیگنال، میزان مایع درون مخزن تخمین زده می شود.

شکل (5). نمونه هایی از ترانسمیتر سطح (Level Transmitter)

 

ویدئو (1). معرفی ترانسمیتر (Transmitter)

لازم به ذکر است که شرکت نیرو کنترل سامان نیکسا مجری پروژه های برق، کنترل و ابزار دقیق آماده مشاوره، نصب و راه اندازی تجهیزات ابزار دقیق به مشتریان می باشد.

ایندیکیتور یا نمایش دهنده (Indicator)

نمایش دهنده یکی از تجهیزات متداول در ابزاردقیق است و هدف آن نمایش نشانه ای قابل خواندن برای انسان از سیگنال ابزار است.

شکل (6). ابزاردقیق نمایش دهنده سطح

در بعضی موارد ممکن است برای نمایش مقدار پارامتر برای اپراتور دستگاه، به نمایش دهنده دیگری در محل، نیاز باشد. مانند نصب فرستنده روی سطح یک مخزن بزرگ و استفاده از نمایش دهنده در پایین مخزن و نمایش مقدار سطح برای اپراتور سیستم.

استفاده از یک نمایش دهنده در یک سیستم، روشی مناسب برای مشاهده خروجی ترانسمیتر توسط اپراتور، بدون نیاز به تجهیزات آزمایش می باشد. علاوه بر این، ممکن است نمایش دهنده ها دور از ترانسمیتر خود قرار بگیرند و نمایش در مکان های مناسب تری نسبت به محل ترانسمیتر فراهم شود.

تفاوت ترانسمیتر و ترانسدیوسر

درست است که هر دوی ترانسمیتر و ترانسدیوسر در دسته مبدل‌ها قرار می‌گیرند و وظیفه‌ی تبدیل یک نوع انرژی به نوع دیگر را بر عهده دارند، اما تفاوت‌های ظریفی بین آنها وجود دارد.

• ترانسمیتر نوع خاصی از ترانسدیوسر است که فقط سیگنال‌ها را تبدیل می‌کند. در حالی که ترانسدیوسر می‌تواند هر نوع انرژی را به نوع دیگر تبدیل کند.
• ترانسمیترها معمولاً سیگنال‌های الکتریکی را دستکاری می‌کنند، در حالی که ترانسدیوسرها می‌توانند انواع مختلفی از انرژی را تبدیل کنند.
• ترانسمیترها معمولاً برای ارسال سیگنال‌ها در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شوند، در حالی که ترانسدیوسرها می‌توانند برای تبدیل سیگنال‌ها در محل نیز استفاده شوند.
• ترانسدیوسرها سیگنال الکتریکی را بصورت میلی ولت، ولت یا هر شکل دیگری ارسال می‌کنند در حالی که ترانسمیترها سیگنال الکتریکی را تنها بصورت استاندارد 4 تا 20 میلی آمپر ارسال می‌کنند.
• ترانسدیوسرها نسبت به ترانسمیترها دارای مصرف برق کمتری هستند

در خلاصه، ترانسمیترها زیرمجموعه‌ای از ترانسدیوسرها هستند و وظیفه‌ی خاص تبدیل سیگنال‌ها را بر عهده دارند. انتخاب بین ترانسمیتر و ترانسدیوسر به نوع تبدیل مورد نیاز و کاربرد خاص شما بستگی دارد. مفصلتر بگیم

سخن پایانی

در این مقاله با ترانسمیتر آشنا شدیم اینکه ترانسمیتر یک دستگاه الکترونیکی است که یک سیگنال آنالوگ یا دیجیتال را دریافت می‌کند و آن را به یک سیگنال آنالوگ یا دیجیتال با دامنه، ولتاژ یا جریان استاندارد تبدیل می‌کند. تجهیز دیگری که در این مقاله با آن آشنا شدیم ایندیکیتورها بودند، ایندیکیتورها ابزارهای ضروری در علم ابزار دقیق هستند که برای پایش، کنترل و عیب‌یابی فرآیندها و تجهیزات به کار می‌روند.