مبدل های الکترو پنوماتیک

اطلاعات کلی

مبدل های الکترو پنوماتیک یک جریان یا ولتاژ ورودی را به فشار خروجی متناسب تبدیل می کنند. آنها اغلب با دریچه ها، رله های پنوماتیک و تنظیم کننده های جریان در برنامه های کنترل فرآیند جفت می شوند.

مبدل های الکتروپنوماتیکی (همچنین به عنوان E/P یا I/P شناخته می شوند) معمولاً یک حلقه جریان استاندارد، اغلب 4-20 میلی آمپر یا سیگنال ولتاژ 0-5 ولت یا 0-10 ولت را می پذیرند. مانند همه مبدل‌ها، مقادیر خروجی دستگاه باید با محدوده ورودی کالیبره شود تا فشار خروجی دقیق تضمین شود. مشخصات کالیبراسیون مهم عبارتند از صفر، کمترین فشار ممکن مطابق با کمترین مقدار ورودی، و دهانه، مقدار عددی بین حداقل و حداکثر خروجی. با افزودن دهانه به مقدار صفر، حداکثر فشار خروجی برای یک دستگاه کالیبره شده به دست می آید.

مبدل های E/P آنالوگ در اکثر سیستم های اتوماسیون کنترل پنوماتیک در اواسط تا اواخر قرن بیستم رایج بودند. کنترل‌کننده‌های فشار دیجیتال اکنون در اکثر کاربردها استاندارد هستند، اگرچه دستگاه‌های آنالوگ هنوز به صورت تجاری در دسترس هستند. این راهنما هر دو نوع را پوشش می دهد.

مبدل های آنالوگ

مبدل‌های آنالوگ حاوی یک سیم پیچ هستند که وقتی توسط سیگنال ورودی مغناطیسی می‌شود، عدم تعادل نیرو در دیافراگم هدایت‌شده ایجاد می‌کند. یک دستگاه معمولی دارای سه مرحله فشارهای متغیر است: مرحله فشار اتمسفر شامل سیم پیچ، آهنربا و ورودی. مرحله فشار عرضه متشکل از یک شیر تامین؛ و یک مرحله خروجی شامل فشار تنظیم شده تولید شده در نتیجه حرکت دیافراگم روی منبع تغذیه. تصویر سمت راست هر مرحله را با استفاده از کدگذاری رنگ نشان می دهد.

مبدل‌های E/P مانند تصویر تصویر از دیافراگم هدایت‌شده برای تخلیه فشار اضافی از طریق شیر اگزوز استفاده می‌کنند تا فشار خروجی متناسبی ایجاد کنند. برخی از مبدل‌ها شامل یک مرحله تقویت میانی است که شامل یک دیافراگم دوم و یک صندلی سوپاپ برای افزایش فشار خروجی تنظیم‌شده فراتر از حداکثر فشار عرضه می‌شود. دستگاه های آنالوگ در مقایسه با رگولاتورهای دیجیتال جدیدتر، قادر به خروجی های فشار نسبتا کم، معمولا تا 40 psig هستند.

کالیبراسیون مبدل آنالوگ شامل دستکاری دو پیچ برای تنظیم مقادیر صفر و دهانه است. اگر به درستی کالیبره و نگهداری شوند، دقت قابل قبولی دارند، تکرارپذیری حدود 0.5٪ با خطی بودن و پسماند 1٪. تنظیم کننده های دیجیتال این مشخصات را بهبود می بخشند و بازخورد الکترونیکی را ارائه می دهند.

رگولاتورهای دیجیتال

تنظیم کننده های فشار الکترونیکی (EPR) به طور موثر مبدل های الکتروپنوماتیک مدرن هستند و به عنوان کنترل کننده های فشار الکترونیکی، دریچه های فشار الکترونیکی یا مبدل های فشار الکترونیکی شناخته می شوند. EPRها به منبع تغذیه و سیگنال نقطه تنظیم دیجیتال یا آنالوگ نیاز دارند و برای تنظیم فشار خروجی از یک شیر فشار و یک دریچه هوا استفاده می کنند. این دستگاه‌ها اغلب دارای یک سیگنال بازخورد برای افزایش دقت و تکرار هستند و ممکن است یک دریچه تخلیه برای تخلیه حجم‌های کم گاز را در خود جای دهند. حداکثر فشار خروجی یک EPR بیشتر از یک دستگاه آنالوگ است که معمولاً بین 600 تا 1000 psig است.

EPR های دو حلقه ای دستگاه های تخصصی هستند که دارای فرستنده فشار دوم هستند که مستقیماً به فرآیند متصل است. اینها اغلب زمانی استفاده می شوند که باید فشار را در یک مکان دور نگه داشت یا زمانی که کیفیت فرستنده موجود از فرستنده در EPR بیشتر است. سیگنال بازخورد خارجی منجر به بهبود دقت و کارایی فرآیند می شود.

EPR دو حلقه‌ای که افزودن بازخورد خارجی را نشان می‌دهد

یک EPR معمولی

مشخصات

مبدل ها با استفاده از سه مقدار مربوط به دقت استاتیک (دمای ثابت) آنها مشخص می شوند: تکرارپذیری، پسماند و خطی بودن.

تکرارپذیری به توانایی یک مبدل برای بازتولید یک خروجی زمانی که همان ورودی به طور مکرر تحت شرایط یکسان اعمال می شود، اشاره دارد.

هیسترزیس تفاوت بین دو قرائت خروجی است زمانی که مقدار اول در یک دوره افزایش دما و مقدار دوم با کاهش دما گرفته می شود. این نشان دهنده توانایی دستگاه برای ارائه خروجی های مشابه یا مشابه قبل و بعد از چرخه دما است.

خطی بودن انحراف منحنی کالیبراسیون از یک خط مستقیم مشخص را مشخص می کند.

نمونه هایی از منحنی های خطی (سمت چپ) و پسماند.

منحنی پسماند

مراجع:

Equilibar-درباره مبدل های الکتروپنوماتیکی

فناوری کنترل سیستم - عملکرد مبدل الکترونیوماتیکی

https://www.globalspec.com