बुद्धिमान दबाव ट्रांसमीटर

इंटेलिजेंट प्रेशर ट्रांसमीटर एक औद्योगिक स्वचालन उपकरण है जो दबाव का पता लगाने, सिग्नल प्रोसेसिंग और बुद्धिमान संचार को एकीकृत करता है। इसका व्यापक रूप से पेट्रोलियम, रसायन और बिजली जैसे क्षेत्रों में दबाव माप और नियंत्रण के लिए उपयोग किया जाता है। इसके कार्य सिद्धांत को चार मुख्य लिंक में विभाजित किया जा सकता है: दबाव संवेदन, सिग्नल रूपांतरण, बुद्धिमान प्रसंस्करण और डेटा ट्रांसमिशन, इस प्रकार है:
1, दबाव धारणा: भौतिक दबाव को यांत्रिक विस्थापन में परिवर्तित करना
एक बुद्धिमान दबाव ट्रांसमीटर का मूल एक दबाव सेंसर होता है, जो मापा माध्यम (तरल, गैस, या वाष्प) के दबाव संकेत को मापने योग्य यांत्रिक विस्थापन या भौतिक मात्रा में परिवर्तन में परिवर्तित करता है।
सामान्य सेंसर प्रकार:
कैपेसिटिव सेंसर: सबसे आम प्रकार, जिसमें एक मापने वाला डायाफ्राम और एक निश्चित इलेक्ट्रोड होता है। जब झिल्ली पर दबाव डाला जाता है, तो यह थोड़ा विकृत हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप झिल्ली और स्थिर इलेक्ट्रोड के बीच कैपेसिटेंस मान में बदलाव होता है (दबाव जितना अधिक होगा, अंतर उतना ही छोटा होगा, और कैपेसिटेंस उतना ही बड़ा होगा)।
पीज़ोरेसिस्टिव सेंसर: सेमीकंडक्टर सामग्रियों के पीज़ोरेसिस्टिव प्रभाव का उपयोग करके, दबाव चिप के आंतरिक प्रतिरोध के प्रतिरोध मान को बदल देता है, जिसे व्हीटस्टोन ब्रिज के माध्यम से वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है।
प्रेरक/कंपन तार सेंसर: अप्रत्यक्ष रूप से दबाव के कारण प्रेरकत्व या कंपन आवृत्ति में परिवर्तन के माध्यम से दबाव की भयावहता को दर्शाता है।

2, सिग्नल रूपांतरण: भौतिक मात्राओं को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करना
सेंसर द्वारा आउटपुट कच्चे सिग्नल (जैसे कैपेसिटेंस, प्रतिरोध और वोल्टेज में छोटे बदलाव) को सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट के माध्यम से मानक विद्युत सिग्नल (जैसे 4-20 एमए डीसी वर्तमान या 0-5 वी डीसी वोल्टेज) में परिवर्तित करने की आवश्यकता होती है:
उत्तेजना और पता लगाना: सर्किट सेंसर के लिए एक स्थिर उत्तेजना बिजली की आपूर्ति (जैसे निरंतर वोल्टेज या निरंतर वर्तमान) प्रदान करता है, जबकि सेंसर की भौतिक मात्रा में परिवर्तन (जैसे कैपेसिटेंस में परिवर्तन) का पता लगाता है।
प्रवर्धन और फ़िल्टरिंग: मूल सिग्नल आमतौर पर कमजोर होता है (मिलीवोल्ट रेंज में) और पर्यावरणीय शोर (जैसे तापमान हस्तक्षेप और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप) को फ़िल्टर करने के लिए एक परिचालन एम्पलीफायर द्वारा प्रवर्धित करने की आवश्यकता होती है।
एनालॉग से डिजिटल रूपांतरण (ए/डी रूपांतरण): बाद के बुद्धिमान चिप प्रसंस्करण के लिए प्रवर्धित एनालॉग विद्युत संकेतों को डिजिटल संकेतों में परिवर्तित करता है।
3, इंटेलिजेंट प्रोसेसिंग: डिजिटल कंप्यूटिंग और मुआवजा
बुद्धिमान दबाव ट्रांसमीटरों की "बुद्धि" माइक्रोप्रोसेसर (एमसीयू) द्वारा डेटा के डिजिटल प्रसंस्करण में परिलक्षित होती है, और मुख्य कार्यों में शामिल हैं:
नॉनलीनियर मुआवजा: सेंसर के आउटपुट सिग्नल का वास्तविक दबाव के साथ नॉनलीनियर संबंध हो सकता है। माप सटीकता में सुधार के लिए माइक्रोप्रोसेसर एक पूर्व निर्धारित अंशांकन वक्र (जैसे बहुपद फिटिंग) के माध्यम से विचलन को ठीक करता है।
तापमान मुआवजा: तापमान परिवर्तन सेंसर के प्रदर्शन (जैसे झिल्ली लोच गुणांक, प्रतिरोध तापमान गुणांक) को प्रभावित कर सकता है। प्रोसेसर एक अंतर्निहित तापमान सेंसर के माध्यम से वास्तविक समय में परिवेश के तापमान का पता लगाता है और तापमान के कारण होने वाली त्रुटियों को स्वचालित रूप से ठीक करता है।

रेंज समायोजन: यांत्रिक समायोजन की आवश्यकता के बिना सॉफ्टवेयर (जैसे HART प्रोटोकॉल संचार) के माध्यम से माप सीमा की दूरस्थ सेटिंग का समर्थन करता है, और लचीले ढंग से विभिन्न परिदृश्यों (जैसे 0-1MPa से 0-5MPa तक समायोजन) के लिए अनुकूल हो सकता है।
दोष निदान: सेंसर और सर्किट स्थिति (जैसे डिस्कनेक्शन, ओवरलोड) की वास्तविक समय की निगरानी, ​​और असामान्यताएं होने पर अलार्म सिग्नल आउटपुट करना (जैसे वर्तमान सिग्नल 22 एमए तक कूदना)।

4, डेटा ट्रांसमिशन: मानकीकृत सिग्नल और संचार
इंटेलिजेंट ट्रांसमीटर पारंपरिक सिस्टम और बुद्धिमान आवश्यकताओं के साथ अनुकूलता को संतुलित करते हुए एनालॉग सिग्नल आउटपुट और डिजिटल संचार दोनों का समर्थन करते हैं
एनालॉग सिग्नल आउटपुट: संसाधित डिजिटल सिग्नल को डी/ए रूपांतरण के माध्यम से 4-20mA मानक वर्तमान सिग्नल (या 0-10V वोल्टेज) पर पुनर्स्थापित किया जाता है, और सीधे पीएलसी और डीसीएस जैसे पारंपरिक नियंत्रण प्रणालियों से जुड़ा होता है (4mA निचली सीमा सीमा से मेल खाता है, 20mA ऊपरी सीमा सीमा से मेल खाता है)।
डिजिटल संचार: एचएआरटी, प्रोफिबस, एफएफ फील्डबस जैसे औद्योगिक बस प्रोटोकॉल के माध्यम से द्विदिश डेटा ट्रांसमिशन प्राप्त किया जाता है, जो वास्तविक समय दबाव मान, उपकरण पैरामीटर (जैसे रेंज और सटीकता) को दूर से पढ़ सकता है, या सेटिंग्स को संशोधित कर सकता है (जैसे अंशांकन और अलार्म थ्रेसहोल्ड)।
उदाहरण के लिए, HART प्रोटोकॉल "एनालॉग सिग्नल + डिजिटल सिग्नल" (4-20mA करंट पर उच्च - फ्रीक्वेंसी डिजिटल सिग्नल को सुपरइम्पोज़ करना) की एक सुपरपोज़िशन विधि को अपनाता है, जो पारंपरिक एनालॉग ट्रांसमिशन को बरकरार रखता है और डिजिटल संचार का समर्थन करता है।