سنسور دما (RTD, Thermocouple)

چیست؟
سنسور دما اندازه‌گیری دمای محیط یا نقاط خاص فرآیند را انجام می‌دهد. دو خانواده رایج در صنعت: RTD (Resistance Temperature Detector) و Thermocouple (ترموکوپل).

اصول کار:

• RTD: بر پایه تغییر مقاومت الکتریکی فلز (معمولاً پلاتین Pt100 یا Pt1000) با دما.
• Thermocouple: بر پایه اثر ترموولتایی — اختلاف ولتاژ بین دو فلز متفاوت که متناسب با اختلاف دماست.

انواع رایج:

• RTD: Pt100، Pt1000، 2/3/4-wire configurations.
• Thermocouple: انواع K (NiCr-Ni)، J (Fe-CuNi)، T (Cu-CuNi)، N، S، R برای دماهای بالا.

پارامترهای مهم / خروجی:

• RTD: مقاومت بر حسب اهم (نیاز به مدار اندازه‌گیری یا ترانسمیتر).
• Thermocouple: میلی‌ولت (نیاز به سردکنترل Cold-junction compensation و تقویت‌کننده).
  خروجی‌های صنعتی معمول: 4–20 mA، 0–10 V، یا سیگنال‌های دیجیتال (HART, Modbus).

دامنه‌ها و دقت معمول:

• RTD: دامنه معمول −200 تا +600 °C، دقت بالا (±0.1 تا ±0.5 °C بسته به کلاس).
• Thermocouple: دامنه وسیع‌تر (تا +1800 °C برای بعضی نوع‌ها)، دقت کمتر نسبت به RTD (چند دهم تا چند درجه).

کاربردها:

• کنترل کوره‌ها، پایش موتور، اندازه‌گیری دمای روغن و هیدرولیک، فرآیندهای پالایشگاهی، بویلرها و خطوط تولید.

نکات نصب و نگهداری:

• از شناسایی صحیح رنج دما و محیط (خورنده، فشار، بخار) شروع کن.
• برای RTD از سیم‌بندی 3 یا 4 سیمه استفاده کن تا خطای سیم حذف شود.
• ترموکوپل نیاز به مرجع سرد (cold junction) و حفاظت مکانیکی/سرامیکی در دماهای بالا دارد.
• کالیبراسیون دوره‌ای و بررسی اتصال زمین و نویز الکتریکی مهم است.

راهنمای انتخاب:

• برای دقت بالا و دماهای میانی RTD؛ برای دماهای خیلی بالا یا پاسخ سریع‌تر از ترموکوپل استفاده کن.
• اگر نیاز سیگنال 4–20 mA داری، از ترانسمیتر دما همراه سنسور استفاده کن.

---

سنسور فشار (Pressure Transmitter)

چیست؟
سنسور فشار (ترانسمیتر فشار) مقدار فشار سیال (گاز یا مایع) را اندازه‌گیری و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.

اصول کار:
فشار باعث تغییر در یک عنصر حساس (دیافراگم، ستون مایع، سنسور پیزورزیستیو یا خازنی) می‌شود؛ این تغییر تبدیل به سیگنال الکتریکی (ولتاژ/مقاومت/خروجی دیجیتال) می‌گردد.

انواع رایج:

• Gauge (مقایسه با فشار اتمسفر)
• Absolute (فشار نسبت به خلاء مطلق)
• Differential (تفاوت فشار بین دو نقطه)
• بر اساس تکنولوژی: پیزورزیستیو، خازنی، الکترونیکی MEMS، ستون روغن (for high-temp).

پارامترهای مهم / خروجی:

• محدوده اندازه‌گیری (مثلاً 0–10 bar، 0–600 bar)
• دقت (%FS یا %Span)
• خروجی: 4–20 mA، 0–10 V، HART، FOUNDATION Fieldbus، Modbus
• جنس Wetted parts (SS316, Hastelloy) برای سیال‌های خورنده

دامنه‌ها و دقت معمول:

• دامنه: از میلی‌بار تا هزاران بار بسته به نوع.
• دقت: از ±0.1% FS برای کاربردهای دقیق تا ±1% برای کاربردهای عمومی.

کاربردها:

• مانیتورینگ خطوط هیدرولیک، فشار پمپ‌ها، فشار مخازن، کنترل فرآیند در پالایشگاه، سیستم‌های بخار و خطوط گاز.

نکات نصب و نگهداری:

• از فیلترهای مکانیکی/فلاشینگ برای محافظت در برابر ضربه فشار استفاده کن.
• در محیط‌های پالس‌دار از تله یا دمپر استفاده شود.
• انتخاب اتصال (G, NPT, Flange) با توجه به سرویس.
• کالیبراسیون دوره‌ای و چک نشتی.

راهنمای انتخاب:

• برای اندازه‌گیری فشار بسیار دقیق از ترانسمیتر با دقت بالا و خروجی دیجیتال استفاده کن.
• برای سیالات خورنده جنس Wetted part مهم است؛ برای دماهای بالا از ترانسمیتر با اتصال فلش یا خنک‌شونده بهره بگیر.

---

سنسور سطح (Level Transmitter)

چیست؟
سنسور سطح مقدار یا ارتفاع مایع یا پودر در یک مخزن را اندازه می‌گیرد و سیگنال خروجی جهت مانیتورینگ یا کنترل سطح ارسال می‌کند.

اصول کار (متنوع):

• پیزوالکتریک/شناور (Float + stem)
• اولتراسونیک (موج صوتی از بالا)
• رادار (Microwave radar — non-contact)
• فشار هیدرواستاتیک (Pressure-based from tank bottom)
• ظرفیت سنجی (Capacitive)
• لول سوئیچ (Point level)

انواع رایج:

• Continuous (مقادیر پیوسته درصد/ارتفاع) — رادار، اولتراسونیک، فشار هیدرواستاتیک، مغناطیسی-شناور
• Point-level (قطع و وصل) — سوئیچ‌ها برای هشدار پر/خالی

پارامترهای مهم / خروجی:

• دقت و رزولوشن
• نوع خروجی: 4–20 mA، 0–10 V، HART، Modbus
• محدودۀ اندازه‌گیری (height of tank)
• تأثیر شرایط سطح (foam, vapor, turbulence)

دامنه‌ها و دقت معمول:

• رادار: مناسب برای مخازن بلند (تا چند ده متر)، دقت ±3 mm تا ±10 mm بسته به مدل.
• فشار هیدرواستاتیک: مناسب مایعات، دقت متوسط.
• اولتراسونیک: دقت مناسب ولی تحت تأثیر بخار/کف.

کاربردها:

• اندازه‌گیری سطح مخازن سوخت، آب، مواد شیمیایی، فاضلاب، سیلوهای پودری.

نکات نصب و نگهداری:

• برای رادار/اولتراسونیک سقف مخزن را صاف نگه دار.
• برای فشار هیدرواستاتیک نصب در پایین مخزن و محافظت از Sediment ضروریست.
• تمیزکاری در سرویس‌های چسبنده یا پودری لازم است.

راهنمای انتخاب:

• در حضور کف/بخار یا مواد چسبنده از رادار (non-contact) استفاده کن.
• برای مایعات ساده و هزینه کمتر فشار هیدرواستاتیک مناسب است.
• اگر نیاز به نقطه‌گذاری هشدار داری از سوئیچ‌های سطح پوینت-level استفاده کن.

---

سنسور جریان (Flow Meter)

چیست؟
سنسور جریان حجم یا جرم سیال (مایع یا گاز) را در یک لوله اندازه‌گیری می‌کند.

اصول کار (بسته به نوع):

• ورتکس (Vortex shedding) — ایجاد گرداب و اندازه‌گیری فرکانس.
• التراسونیک — زمان انتقال موج یا داپلر.
• توربین — اندازه‌گیری دوران پروانه متناسب با دبی.
• گذر حجمی (Positive displacement) — شمارش حجم‌های گسسته.
• اختلاف فشاری (Orifice, Venturi) — به کمک ΔP و ضریب تبدیل.
• coriolis — اندازه‌گیری جرم و دانسیته بر پایه اثر coriolis.

انواع رایج:

• Electromagnetic (برای سیالات رسانا)
• Ultrasonic (clamp-on یا inline)
• Turbine flowmeter
• Coriolis (دقیق، اندازه‌گیری جرم)
• Differential pressure (Orifice, Venturi)

پارامترهای مهم / خروجی:

• رنج دبی (l/min, m³/h) یا جرم (kg/h)
• دقت (% of reading یا %FS)
• خروجی: 4–20 mA، پالس، Modbus، HART
• قطر لوله، سیال (خورندگی، غلظت جامدات)، دما و فشار

دامنه‌ها و دقت معمول:

• Turbine: دقت خوب (±0.5–1%), نیاز به جریان یکنواخت.
• Coriolis: دقت بسیار بالا (±0.1% یا بهتر)، اما گران.
• Ultrasonic clamp-on: نصب بدون برش لوله، دقت متوسط.

کاربردها:

• کنترل پمپ، توزیع سوخت، اندازه‌گیری خوراک خطوط فرآوری، مانیتورینگ مصرف، فاکتورهی فروش.

نکات نصب و نگهداری:

• پیش و پس از فلومتر به طول کافی لوله مستقیم نیاز است (برای accuracy).
• فیلتر برای جلوگیری از ذرات جامد در فلومترهای حساس.
• کالیبراسیون دوره‌ای و بررسی جریان حداقلی (low flow limit).

راهنمای انتخاب:

• برای دقت بالا و اندازه‌گیری جرم از Coriolis؛ برای هزینه مناسب و سیال رسانا از Electromagnetic؛ برای نصب بدون برش لوله از ultrasonic clamp-on استفاده کن.

---

سنسور ارتعاش (Vibration Sensor / Accelerometer)

چیست؟
سنسور ارتعاش میزان لرزش/ارتعاش قطعات دوّار یا بدنه دستگاه را اندازه‌گیری می‌کند تا وضعیت مکانیکی و خرابی‌های احتمالی (نابالانسی، لقی یاتاقان، خرابی دنده) تشخیص داده شود.

اصول کار:
معمولاً از شتاب‌سنج‌های پیزوالکتریک یا MEMS برای تبدیل شتاب یا لرزش به سیگنال الکتریکی؛ سپس آنالیز FFT یا دامنه RMS انجام می‌شود.

انواع رایج:

• Accelerometers (AC یا DC coupled)
• Velocity sensors (سنسورهای سرعت ارتعاش)
• Proximity probes (برای اندازه‌گیری لقی شافت)
• Wireless vibration sensors (برای مانیتورینگ آنلاین)

پارامترهای مهم / خروجی:

• دامنه فرکانسی (Hz) و دامنه حساسیت (mV/g یا pC/g)
• خروجی: mV/g، 4–20 mA (بعد از ترانسمیتر)، یا دیجیتال (Ethernet/IP, Modbus, wireless)
• نوع محفظه و استاندارد ضدانفجار (EX) اگر لازم باشد

دامنه‌ها و دقت معمول:

• فرکانس کاری از چند Hz تا چند kHz بسته به کاربرد.
• دقت و نویز وابسته به نوع سنسور (p-p noise).

کاربردها:

• پایش یاتاقان‌ها، موتور الکتریکی، توربین، کمپرسور، ژنراتور
• تشخیص بالانس، لقی، شکستگی دندانه‌چرخ‌دنده

نکات نصب و نگهداری:

• نصب محکم و مستقیم روی بدنه با پیچ و سطح صاف ضروریست.
• جهت‌گیری سنسور (axis) باید با جهت ارتعاش هم‌راستا باشد.
• کالیبراسیون و مقایسه با baseline اولیه برای تحلیل روند.

راهنمای انتخاب:

• برای پایش دائمی از سنسورهایی با خروجی دیجیتال و امکان مانیتورینگ از راه دور استفاده کن.
• در محیط‌های لرزان یا با نویز بالا از سنسورهای با نویز پایین بهره ببر.

---

سنسور گاز و دود (Gas & Smoke Detectors)

چیست؟
سنسورهای گاز و دود برای تشخیص حضور گازهای قابل اشتعال، گازهای سمی و دود (ذرات احتراق) در محیط به کار می‌روند تا هشدار و اقدامات حفاظتی فعال شوند.

اصول کار (بسته به نوع گاز):

• سنسورهای مقاومت نیمه‌هادی (MOS) — حساس به گازهای عمومی.
• سنسورهای کاتالیتیک (pellistor) — تشخیص گازهای قابل اشتعال.
• سنسورهای الکترودی (Electrochemical) — تشخیص گازهای سمی مانند CO, NO2, SO2، با دقت بالا.
• سنسورهای مادون قرمز (NDIR) — برای گازهای مثل CO2 و گازهای قابل اشتعال در برخی کاربردها.
• دتکتور دود: نوری (photoelectric) و یونیزاسیون (ionization) برای تشخیص دود و ذرات.

انواع رایج:

• Gas detectors (fixed point)
• Portable gas detectors (handheld)
• Multi-gas detectors (قابل تشخیص چند نوع گاز)
• Smoke detectors (photoelectric / ionization)

پارامترهای مهم / خروجی:

• نوع گاز قابل تشخیص و محدوده (ppm یا %LEL)
• خروجی: رله هشدار، 4–20 mA، Modbus، یا سیگنال دیجیتال
• زمان پاسخ (T90)، طول عمر سنسور

دامنه‌ها و دقت معمول:

• برای گازهای سمی معمولاً ppm (مثلاً 0–100 ppm برای CO).
• برای گازهای قابل اشتعال اغلب %LEL (Lower Explosive Limit) استفاده می‌شود.

کاربردها:

• مانیتورینگ گاز در اتاق‌های موتور، مخازن سوخت، پالایشگاه‌ها، تونل‌ها، کارگاه‌های حفاری
• تشخیص دود در فضای داخلی و حفاظت آتش‌سوزی

نکات نصب و نگهداری:

• محل نصب بسته به دانسیته گاز (گازهای سبک در بالا، سنگین در پایین) تعیین شود.
• کالیبراسیون دوره‌ای (بسته به سنسور، مثلاً هر 3–12 ماه).
• تعویض سنسور در زمان پایان عمر مفید (End-of-life) و بررسی عملکرد آلارم.

راهنمای انتخاب:

• برای تشخیص گازهای سمی از سنسورهای Electrochemical؛ برای گازهای قابل اشتعال و کنترل ایمنی از pellistor یا NDIR (بسته به نوع گاز).
• در محیط‌های انفجاری از سنسورهای Ex-certified استفاده کن.