ترانسمیتر دما یک تجهیز الکتریکی است که برای انتقال سیگنال دما از یک سنسور به دستگاه‌های کنترل استفاده می‌شود. این ترانسمیتر با اتصال به سنسور دما مانند ترموکوپل، RTD یا ترمیستور، سیگنال تولید شده توسط سنسور را تقویت و به دستگاه‌های کنترلی مانند PLC، DCS، PC، کنترلر حلقه، دیتا لاگر، نمایشگر یا رکوردر منتقل می‌کند.

ترانسمیتر دما چیست و چه انواعی دارد؟

استفاده از ترانسمیتر دما و سنسورهای دما در فرآیندها، می‌تواند به عنوان یک فاکتور مهم برای افزایش کارآیی و کیفیت فرآیندها محسوب شود، اما در عین حال، کار با این ابزارها ممکن است به عنوان یک فرایند پیچیده در نظر گرفته شود.

برای استفاده بهینه از ترانسمیتر دما و سنسورهای دما، نیاز به آموزش و شناخت تفاوت‌های بین آن‌ها و همچنین نحوه استفاده صحیح از آنه‌ا برای اندازه‌گیری تغییرات دما وجود دارد. بنابراین، قبل از انتخاب و استفاده از هر کدام از این ابزارها، لازم است که کاربران با اصول و روش‌های استفاده از آن‌ها آشنا شوند تا بتوانند به صورت موثری از آن‌ها استفاده کنند.

ترانسمیتر دما یک تجهیز الکتریکی است که برای انتقال سیگنال دما از یک سنسور به دستگاه‌های کنترل استفاده می‌شود. این ترانسمیتر با اتصال به سنسور دما مانند ترموکوپل صنعتی، RTD یا ترمیستور، سیگنال تولید شده توسط سنسور را تقویت و به دستگاه‌های کنترلی مانند PLC، DCS، PC، کنترلر حلقه، دیتا لاگر، نمایشگر یا رکوردر منتقل می‌کند.

این ارتباط بین ترانسمیتر و دستگاه کنترلی به منظور کنترل و نظارت دمای محیط یا سیستم، مانیتورینگ فرآیندها و ثبت دما در طول زمان استفاده می‌شود.

ساختار ترانسمیتر دما

ترانسمیتر ها از بخش های مختلفی تشکیل شده اند که در ادامه به شرح آنها می پردازیم:

1. حسگر دما (Temperature Sensor)

قلب ترانسمیتر دما حسگر آن است که وظیفه اندازه گیری دما را بر عهده دارد. انواع مختلفی از حسگر ها مانند ترموکوپل، RTD، ترمیستور و … در ترانسمیترها به کار می رود. انتخاب نوع حسگر به عوامل مختلفی مانند محدوده دمایی، دقت مورد نیاز، قیمت و … بستگی دارد.

2. واحد الکترونیکی (Electronic Unit)

اطلاعات اندازه گیری شده توسط حسگر دما به واحد الکترونیکی ارسال می شود. این واحد وظایف زیر را انجام می دهد:

1. • تقویت سیگنال حسگر
2. • خطی سازی سیگنال
3. • فیلتر کردن نویز
4. • تبدیل سیگنال به فرمت استاندارد
5. • تنظیمات مربوط به رنج دمایی، نقطه صفر و …

3. منبع تغذیه (Power Supply)

ترانسمیتر برای کار به منبع تغذیه نیاز دارد. منبع تغذیه می تواند از نوع برق شهری، باتری یا پنل های خورشیدی باشد.

4. رابط کاربری (User Interface)

رابط کاربری برای تنظیمات و نمایش اطلاعات ترانسمیتر استفاده می شود. این رابط می تواند شامل دکمه ها، نمایشگر و یا نرم افزار باشد.

5. محفظه (Enclosure)

ترانسمیتر دما در محفظه ای قرار می گیرد که از آن در برابر عوامل محیطی مانند گرد و غبار، رطوبت و … محافظت می کند. جنس محفظه به نوع کاربرد ترانسمیتر بستگی دارد.

بیشتر بخوانید: ترمیستور (Thermistor) یک نوع مقاومت است که مقاومت آن با دما تغییر می‌ کند. این قطعه الکترونیکی از مواد نیمه‌ رسانا ساخته شده است و در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارد. برای آشنایی کامل با این مقاومت، بلاگ “کاربرد ترمیستور PTC چیست؟” را مطالعه کنید.

سنسور دما چیست؟

سنسور دما به عنوان یک وسیله اندازه گیری دما، با استفاده از سیگنال الکتریکی، امکان اندازه گیری دما را فراهم می‌کند. این سنسور از دو فلز تشکیل شده است که با تغییر دما، ولتاژ یا مقاومت الکتریکی را تولید می‌کنند.

سنسور دما نقش بسیار مهمی در حفظ دما در یک محدوده مشخص برای انواع فرآیندها از جمله تهیه داروها و فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کند. در برخی از این فرآیندها، دقت و پاسخگویی صحیح دمایی و کنترل دما بسیار اساسی بوده و برای تضمین کیفیت مطلوب محصول نهایی لازم است.

در علم اندازه‌گیری دما، انواع مختلفی از سنسورهای دما وجود دارند که هر یک برای روش‌های مختلف مدیریت دما مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از انواع اصلی این سنسورها، دتکتور (آشکارساز) دمای مقاومتی (RTD) است. دنیای حرارت فروش تخصصی انواع سنسور rtd را انجام میدهد.

RTD به عنوان یک دماسنج مقاومتی شناخته می‌شود 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. بین این مواد، پلاتین دقیق‌ترین نوع عناصر بوده و دارای هزینه بالاتری نسبت به مواد دیگر می‌باشد.

ترموکوپل یک نوع سنسور است که برای اندازه گیری دما استفاده می‌شود. این سنسور از دو سیم یا کابل مخصوص ترموکوپل تشکیل شده است که در دو نقطه به یکدیگر متصل شده اند و بین آن‌ها ولتاژی تولید می‌شود که با تغییر دما تغییر می‌کند. برای خرید انواع ترموکوپل صنعتی میتوانید به این لینک مراجعه کنید.

این ولتاژ سنسور را نشان می‌دهد و می‌توان از آن برای تخمین دمای محیط استفاده کرد. ترموکوپل‌ها معمولا دارای محدوده گسترده ای از دما هستند و می‌توانند دماهای بسیار بالا را نیز اندازه گیری کنند. در مقابل، دقت اندازه گیری آن‌ها کمتر از سنسورهای دیگری مانند RTD است.

با این حال، به دلیل قدرت اندازه گیری بالا در دماهای بالا، ترموکوپل‌ها همچنان یک انتخاب مناسب و مقرون به صرفه برای بسیاری از برنامه‌های صنعتی هستند.

بیشتر بخوانید: ترموکوپل یک سنسور دما صنعتی است که برای اندازه‌گیری دما به کار می‌رود. این سنسور از دو سیم ناهم‌جنس ساخته شده است که با یکدیگر جوش خورده‌اند و اتصالی را تشکیل می‌دهند. برای شناخت کامل این سنسور، بلاگ “ترموکوپل چیست؟” را مطالعه کنید.

تفاوت بین ترانسمیتر دما و سنسور دما

ترانسمیتر دما و سنسور دما هر دو ابزاری برای اندازه‌ گیری دما هستند، اما از نظر عملکرد و کاربرد تفاوت‌ های مهمی دارند. وظیفه‌ اصلی سنسور دما، تبدیل تغییرات دما به سیگنال الکتریکی است. این سیگنال می ‌تواند به صورت ولتاژ، مقاومت یا جریان باشد. سنسور ها به طور مستقیم به سیستم ‌های کنترلی متصل می ‌شوند.

ولی، ترانسمیتر دما سیگنال دریافتی از سنسور را تحلیل، تقویت و تبدیل می ‌کند. سیگنال خروجی ترانسمیتر معمولا 4-20 میلی ‌آمپر یا 0-10 ولت است. این سیگنال استاندارد صنعتی برای انتقال داده ‌های دما به سیستم‌ های کنترلی است.

از نظر نوع سیگنال خروجی، سیگنال خروجی سنسور ها می ‌تواند آنالوگ یا دیجیتال باشد. دقت سیگنال خروجی سنسور ها به نوع و کیفیت آنها بستگی دارد. سیگنال خروجی ترانسمیتر ها معمولا آنالوگ و از نوع 4-20 میلی ‌آمپر است. این سیگنال دقت و پایداری بالایی دارد و برای انتقال در فواصل طولانی مناسب است.

از نظر قابلیت تحلیل و تنظیم، سنسور ها به طور مستقیم به تغییرات دما واکنش نشان می ‌دهند و قابلیت تحلیل و تنظیم آنها محدود است. ولی ترانسمیتر ها قادر به تحلیل دقیق ‌تر داده‌ های دما هستند و می ‌توان آنها را به صورت دستی یا از طریق نرم‌ افزار تنظیم کرد.

سنسور به طور معمول امکانات اضافی خاصی ندارد. ولی ترانسمیتر دما می تواند از امکانات اضافی مانند اتصال به شبکه ‌های برقی و بی ‌سیم، کالیبراسیون و تنظیم دقت، ارسال اطلاعات تا فواصل دورتر و امکانات امنیتی بهره ببرد.

از نظر کاربرد، سنسورها در طیف گسترده ‌ای از کاربرد ها مانند اندازه ‌گیری دمای محیط، تجهیزات صنعتی، و لوازم خانگی استفاده می ‌شوند. ترانسمیترها در شرایطی که نیاز به دقت بالا، پایداری سیگنال، و انتقال اطلاعات در فواصل دور است، کاربرد دارند.

ترمیستور ضریب دمایی منفی

ترمیستورها نوعی مقاومت حساس به دما هستند که می‌توانند در اندازه‌ گیری دماهای مختلف مورد استفاده قرار بگیرند. این ترمیستورها از مواد نیمه‌رسانا ساخته شده‌اند و به همین دلیل در دماهای بالا، می‌توانند خراب شوند و عمر کوتاه‌تری داشته باشند.

بسته به نوع ترمیستور، مقاومت آن می‌تواند با افزایش دما افزایش یابد که به آن PTC گفته می‌شود یا با افزایش دما کاهش یابد که به آن NTC یا مقاومت دارای ضریب دمایی منفی می‌گویند.

ترمیستور NTC یا ترمیستور مقاومتی منفی دما، یک نوع ترمیستور است که در تغییرات دمایی مختلف دقت و قابل پیش بینی بالایی را نشان می‌دهد. این ترمیستور با تغییر مقدار مقاومت خود، تغییرات دما را با سرعت و دقت بالا منعکس می‌کند.

به دلیل این تغییرات بزرگ و سریع، استفاده از ترمیستور NTC نیازمند خطی سازی است تا بتوان از خروجی آن به صورت مستقیم استفاده کرد.

بیشتر بخوانید: به زبان ساده، سنسور های ان تی سی از مواد نیمه هادی ساخته شده و با افزایش دما، مقاومت آنها کاهش می یابد. یعنی، هرچه دما بالاتر رود، مقاومت سنسور کم تر می شود. در بلاگ “سنسور NTC چیست و چه انواعی دارد؟” به صورت جامع این سنسور را بررسی کرده ایم.

ترانسمیتر دما چه وظیفه‌ای دارد؟

ترانسمیتر دما یک وسیله مهم در صنعت می‌باشد که برای جداسازی سیگنال دما، فیلتر کردن هرگونه نویز الکترومغناطیسی و تقویت و تبدیل سیگنال سنسور دما به محدوده قابل قبول مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یکی از رایج‌ترین نوع ترانسمیتر دما، ترانسمیتر دمای 4-20 میلی آمپر است. این محصولات به عنوان یک استاندارد در صنعت شناخته شده‌اند و به دلیل پروتکل متداول 4-20 میلی آمپر که بسیاری از تجهیزات صنعتی از آن استفاده می‌کنند، بسیار محبوب هستند.

در واقع، ترانسمیتر دما 4-20 میلی آمپر به صورت واسطه‌ای بین سنسور دما و تجهیزات دیگر مانند کنترلرها و نمایشگرها عمل می‌کند و امکان انتقال دقیق و قابل اعتماد سیگنال دما را فراهم می‌کند. ترانسمیتر دما به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شود و می‌توان آن را بر اساس نیازهای فرآیندی برنامه ‌ریزی کرد.

برای مثال، برای اندازه ‌گیری دمای یک فرآیند که در محدوده 0 تا 70 درجه سانتی‌گراد قرار دارد، می‌توان جریان 4 میلی‌آمپر را برای دمای 0 درجه سانتی‌گراد و جریان 20 میلی‌آمپر را برای دمای 70 درجه سانتی‌گراد تنظیم کرد. این روش امکان اندازه‌ گیری دقیق دما را فراهم می‌کند و به تنظیمات دقیق‌تر و کنترل بهتر فرآیند کمک می‌کند.

استفاده از ترانسمیتر دما چه مزایایی دارد؟

استفاده از ترانسمیتر دما در برخی صنایع و فضاها دارای مزایایی است. یکی از مزایای استفاده از ترانسمیتر دما، عدم نیاز به وجود برق متناوب در مکان‌های دور است. به عبارت دیگر، ترانسمیتر دو سیم نیازی به تغذیه برق ندارد و تنها با اتصال به یک کارت خوانده شونده دما، اطلاعات لازم را ارسال می‌کند.

این ویژگی به خصوص در مکان‌هایی که امکان استفاده از برق متناوب محدود یا غیرممکن است، مفید است. علاوه بر این، ترانسمیتر دو سیم دارای نویز الکتریکی کمتری است و از این جهت اطمینان بیشتری در انتقال داده‌ها فراهم می‌کند. همچنین، استفاده از ترانسمیتر دما هزینه کمتری دارد؛ زیرا نیازی به استفاده از سیم‌های گران و پیچیده ندارد.

بیشتر بخوانید: RTD های 2 سیمه، ساده ترین نوع RTD برای اتصال هستند و کم ترین هزینه را دارند. ولی دقت کم تری نسبت به RTD های 3 و 4 سیمه دارند و برای مسافت های کوتاه مناسب هستند. برای آشنایی با این سنسورها، بلاگ “انواع سنسور RTD” را مطالعه کنید.

انواع ترانسمیترهای دما

• ترانسمیتر دما استوانه ای هد مونت (کله ای)

ترانسمیتر دمای هد مونت، یک دستگاه است که برای تبدیل سیگنال دما از آشکارساز دمای مقاومتی یا ترموکوپل استفاده می‌کند. این ترانسمیتر قادر است سیگنال دریافتی را به سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل کند که در ساختار دو سیمه قرار دارد.

با استفاده از این دستگاه، امکان انتقال سیگنال دما به صورت استاندارد و قابل قبول فراهم می‌شود. علاوه بر این، ترانسمیتر دمای هد مونت از دقت بالا و پایداری برخوردار است که به نتیجه‌ای دقیق و قابل اعتماد منجر می‌شود.

ترانسمیتر هد مونت یک نوع ترانسمیتر است که در ناحیه بالایی سنسور قرار می‌گیرد. این نوع ترانسمیتر به دلیل اندازه کوچکی که دارد، بسیار فشرده می‌باشد و نیاز به حداقل سیم کشی دارد. در عوض، ترانسمیتر های معمولی دارای فاصله‌ای از سنسور هستند و برای جلوگیری از خطا و نویز، نیاز به اقدامات اضافی دارند.

همچنین، با استفاده از کابل اضافی، هزینه‌های اضافی نیز به همراه دارند. به همین دلیل، استفاده از ترانسمیتر هد مونت بهترین گزینه برای انتخاب است.

• ترانسمیتر دما ریل مونت

ترانسمیترهای ریل مونت یک نوع ترانسمیتر هستند که بر روی ریل دین ریل نصب می‌شوند و در داخل تابلوهای برق نصب می‌شوند. این ترانسمیترها برای انتقال سیگنال های الکتریکی به صورت بی سیم استفاده می‌شوند.

• ترانسمیتر دما فیلد مونت

ترانسمیترهای فیلد مونت به دلیل استفاده از محفظه فولادی ضد زنگ، قابلیت مقاومت در برابر رطوبت و گرد و غبار را دارا می‌باشند. این ویژگی می‌تواند در برخی از محیط‌های صنعتی که با شرایط آب و هوایی سخت روبرو هستند، بسیار مفید و عملکرد ترانسمیتر را بهبود بخشد.

همچنین، مقاومت ترانسمیتر‌های فیلد مونت در برابر خوردگی نیز باعث می‌شود که این دستگاه‌ها بتوانند در برابر تماس با مواد شیمیایی و سایر عوامل خورنده مانند اسیدها و بازها مقاومت کنند.

برخی از کاربردهای ترانسمیتر دما در صنایع

1. کوره های صنعتی و غیر صنعتی: ترانسمیتر دما برای اندازه گیری و کنترل دمای کوره ها در صنایع مختلف مانند ذوب آهن، فولاد، سرامیک و شیشه استفاده می شود.
2. موتور های صنعتی: برای اندازه گیری دمای موتور های صنعتی در صنایع مختلف مانند پمپ ها، کمپرسور ها و توربین ها به کار می رود.
3. سیستم های پایپینگ در پالایشگاه و فرایند های صنعتی: برای اندازه گیری دمای سیالات در سیستم های پایپینگ پالایشگاه ها و سایر فرایند های صنعتی مانند پتروشیمی و شیمیایی استفاده می شود.
4. دیگ بخار دربویلر: ترانسمیتر دما برای اندازه گیری دمای آب و بخار در دیگ های بخار و بویلر ها به کار می رود.
5. مخازن تحت فشار: ترانسمیتر دما برای اندازه گیری دمای سیالات داخل مخازن تحت فشار در صنایع مختلف مانند مواد غذایی و دارویی استفاده می شود.
6. تغییرات دمای واکنش های شیمیایی: ترانسمیتر دما برای اندازه گیری تغییرات دمای واکنش های شیمیایی در صنایع مختلف مانند داروسازی و شیمیایی به کار می رود.

بیشتر بخوانید: انتخاب سنسور دمای مناسب، گامی کلیدی در مسیر اندازه‌ گیری دقیق و قابل اعتماد دما در صنایع مختلف است. در این میان، دو رقیب دیرینه، ترموکوپل و RTD، همواره در صدر انتخاب‌ ها قرار دارند. این دو سنسور را در بلاگ “تفاوت های بین ترموکوپل و سنسور RTD که باید بدانید” کاملا مقایسه کرده ایم.

کالیبراسیون ترانسمیتر دما YTA 110

مرحله 1: آماده سازی

بررسی تجهیزات

1. • ترانسمیتر دما YTA 110
2. • منبع دمای استاندارد (مانند حمام دما یا کوره)
3. • میلی آمپر متر
4. • سیم رابط
5. • دفترچه راهنمای ترانسمیتر

بررسی وضعیت ترانسمیتر: از سالم بودن ترانسمیتر و عدم وجود هرگونه آسیب فیزیکی اطمینان حاصل کنید. تنظیمات ترانسمیتر را به حالت پیش فرض کارخانه بازگردانید.

مرحله 2: اتصال سنسور

1. • نوع سنسور دما (RTD یا ترموکوپل) را به درستی انتخاب کنید.
2. • سنسور دما را به ترمینال های ورودی ترانسمیتر متصل کنید.
3. • از صحیح و محکم بودن اتصالات اطمینان حاصل کنید.

مرحله 3: تنظیمات اولیه

انتخاب رنج دمایی: رنج دمایی مورد نیاز خود را بر اساس کاربرد ترانسمیتر انتخاب و از طریق منوی تنظیمات ترانسمیتر، رنج دمایی را تنظیم کنید.

انتخاب نوع سنسور: نوع سنسور دما (RTD یا ترموکوپل) را در منوی تنظیمات ترانسمیتر انتخاب کنید.

تنظیم نقطه صفر: ترانسمیتر را به منبع دمای صفر (مانند یخ) متصل کنید و از طریق منوی تنظیمات، نقطه صفر را تنظیم کنید.

مرحله 4: کالیبراسیون نقطه گرم

1. • ترانسمیتر را به منبع دمای نقطه گرم (مانند حمام دما) متصل کنید.
2. • دمای دقیق منبع را با استفاده از میلی آمپر متر اندازه گیری کنید.
3. • از طریق منوی تنظیمات، نقطه گرم را با توجه به دمای اندازه گیری شده تنظیم کنید.

مرحله 5: بررسی و ذخیره سازی

دقت ترانسمیتر را در چند نقطه دمایی مختلف بررسی کنید و در صورت نیاز، تنظیمات را دوباره انجام دهید. مقادیر کالیبراسیون را در حافظه ترانسمیتر ذخیره کنید. کالیبراسیون ترانسمیتر را به صورت دوره ای و طبق برنامه انجام دهید. در صورت عدم تجربه کافی، از یک متخصص برای انجام کالیبراسیون کمک بگیرید.

جمع بندی

در این مقاله، کارکردهای اصلی سنسور دما و ترانسمیتر دما تشریح شده است. تفاوت اصلی بین این دو در این است که سنسور دما دمای فیزیکی را اندازه‌گیری یا حس می‌کند و آن را به واحدهای قابل اندازه‌گیری الکتریکی مانند ولتاژ یا مقاومت تبدیل می‌کند.

از طرفی، ترانسمیتر ابزاری است که به سنسور متصل می‌شود و دمای اندازه ‌گیری شده را به سیگنال قابل استفاده تبدیل می‌کند تا بتوان آن را مشاهده، ثبت و نگهداری کرد. هر چند دو ابزار متفاوت هستند، اما با همکاری با هم نقش مهمی در دقت اندازه‌گیری و انتقال دما دارند تا بتوان آن را کنترل کرد.