เครื่องส่งสัญญาณเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบควบคุมอัตโนมัติ เครื่องส่งสัญญาณแรงดันส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวัดและการควบคุมพารามิเตอร์ความดันในกระบวนการทางอุตสาหกรรม และการใช้งานของเครื่องส่งสัญญาณดังกล่าวแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม เคมี และพลังงาน เครื่องส่งสัญญาณแรงดันมีหลายประเภท จำแนกตามหลักการทำงานและการใช้งานที่แตกต่างกัน เครื่องส่งสัญญาณความดันส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการแสดงผลระยะไกลและการควบคุมความดัน มักทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ความดันต่ำ การกัดกร่อน และการสั่นสะเทือน ส่งผลให้มีโอกาสเกิดความล้มเหลวสูงขึ้น ดังนั้นการวิจัยเกี่ยวกับปัจจัยที่มีอิทธิพลและข้อผิดพลาดทั่วไปของเครื่องส่งสัญญาณแรงดันจึงมีความหมายมาก
1. เครื่องส่งสัญญาณแรงดันประเภททั่วไป
เครื่องส่งสัญญาณความดันเป็นเครื่องมือที่สามารถแปลงตัวแปรความดันให้เป็นสัญญาณเอาท์พุตมาตรฐานได้ มีความสัมพันธ์ในการทำงานบางอย่างระหว่างตัวแปรความดันและสัญญาณเอาท์พุต ตามหลักการทำงานที่แตกต่างกัน เครื่องส่งสัญญาณแรงดันสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้ดังต่อไปนี้:
(1) เครื่องส่งแบบพายโซรีซิสทีฟ เครื่องส่งสัญญาณแบบพายโซรีซิสทีฟใช้แรงกดที่พื้นผิวด้านหน้าของไดอะแฟรม ทำให้เกิดการเสียรูป ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา-จะถูกพิมพ์ไว้ที่ด้านหลังของไดอะแฟรมตรวจจับแรงกด- ทำให้เกิดเป็นสะพานวีทสโตน ภายใต้เอฟเฟกต์พายโซรีซิสทีฟ สะพานจะสร้างสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันกระตุ้น
(2) เครื่องส่งสัญญาณเพียโซอิเล็กทริก เครื่องส่งสัญญาณเพียโซอิเล็กทริกใช้เอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกเชิงบวก ผลกระทบนี้เกี่ยวข้องกับการใช้แรงภายนอกกับอิเล็กโทรไลต์ ทำให้เกิดการเสียรูป โพลาไรเซชันเกิดขึ้นภายในอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้เกิดประจุบวกและลบบนพื้นผิวทั้งสองของมัน เมื่อแรงภายนอกถูกกำจัดออกไป อิเล็กโทรไลต์จะกลับสู่สถานะไม่มีประจุ ขั้วของประจุจะเปลี่ยนไปตามทิศทางของแรงที่กระทำ การใช้สนามไฟฟ้าไปในทิศทางของขั้วของอิเล็กโทรไลต์ยังทำให้เกิดการเสียรูปอีกด้วย การเสียรูปนี้จะหายไปเมื่อถอดออก นี่คือเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกผกผัน
(3) เครื่องส่งสัญญาณสเตรนเกจ กาวชนิดพิเศษใช้ในการเชื่อมสเตรนเกจเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดความเครียดเชิงกล เมื่อแรงที่กระทำต่อเครื่องจักรเปลี่ยนแปลง สเตรนเกจความต้านทานก็จะเปลี่ยนรูปไปในระดับหนึ่งด้วย ซึ่งจะส่งผลต่อค่าความต้านทานและการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวต้านทาน อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานค่อนข้างน้อย โดยปกติแล้ว พวกมันจะสร้างสเตรนบริดจ์ ซึ่งได้รับการขยายโดยแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัด และสุดท้ายจะถูกส่งไปยังวงจรประมวลผลเพื่อแสดงหรือดำเนินการ
(4) เครื่องส่งสัญญาณแบบคาปาซิทีฟ เครื่องส่งสัญญาณแบบคาปาซิทีฟแบ่งออกเป็นประเภทไฟฟ้าและนิวแมติก สัญญาณอินพุตมาตรฐานของสัญญาณแรกคือสัญญาณ DC และสัญญาณเอาต์พุตของสัญญาณหลังคือแรงดันแก๊ส แรงกดดันทั้งสองของตัวกลางที่วัดจะถูกป้อนเข้าไปในห้องความดันสูงและต่ำตามลำดับ โดยทำหน้าที่กับไดอะแฟรมแยกทั้งสองด้านขององค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน ไดอะแฟรมการวัดและอิเล็กโทรดบนแผ่นฉนวนทั้งสองด้านจะก่อตัวเป็นตัวเก็บประจุ เมื่อความดันทั้งสองด้านแตกต่างกัน โมดูลจะถูกแทนที่ และกระแสทั้งสองด้านจะแตกต่างกัน ภายใต้การกระทำของการสั่นและการปรับ สัญญาณกระแส แรงดันไฟฟ้า หรือสัญญาณเอาท์พุตดิจิทัลจะเกิดขึ้น
2. หลักการทำงานของเครื่องส่งสัญญาณความดัน
เครื่องส่งสัญญาณความดันประกอบด้วยวงจรโมดูล หัวจอแสดงผล เซ็นเซอร์ตรวจจับความดัน และตัวเรือน ความแตกต่างของแรงดันจากท่อนำแรงดันทั้งสองจะกระทำกับไดอะแฟรมที่วัดโดยเซ็นเซอร์เครื่องส่งสัญญาณ องค์ประกอบการวัดจะแปลงสัญญาณแรงดันที่ได้รับให้เป็นสัญญาณกระแสและแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน และส่งสัญญาณไปยังสัญญาณเตือน เครื่องบันทึก และเครื่องควบคุมสำหรับการวัดขั้นที่สอง
3. ข้อผิดพลาดทั่วไปของเครื่องส่งสัญญาณแรงดัน
เครื่องส่งสัญญาณแรงดันจะพบกับข้อผิดพลาดต่างๆ ในระหว่างการใช้งานอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ปัจจัยหลายประการสามารถส่งผลกระทบต่อปัจจัยเหล่านี้ได้ เช่น การรั่วไหลของของเหลวเติมระหว่างพาร์ติชันภายในและองค์ประกอบการตรวจจับ การเบี่ยงเบน-จุดและช่วงเป็นศูนย์ และเอาต์พุตที่ไม่เสถียร ซึ่งทั้งหมดนี้อาจทำให้ความแม่นยำลดลงหรือแม้กระทั่งความเสียหายได้ สภาพอากาศยังส่งผลต่อเครื่องส่งสัญญาณด้วย ตัวอย่างเช่น ฟ้าผ่าอาจทำให้วงจรไดอะแฟรมเสียหาย ส่งผลให้การสื่อสารล้มเหลว สภาพแวดล้อมที่มีความชื้นอาจทำให้สายไฟเสียหายได้ การเลือกช่วงที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้องค์ประกอบการตรวจจับเสียรูปอย่างถาวร ข้อผิดพลาดทั่วไปหลายประเภทมีการอธิบายไว้ด้านล่าง:
(1) ความผิดปกติของวงจร เมื่อเกิดข้อผิดพลาดในสาย คอมพิวเตอร์จะแสดงค่าที่ผิดปกติ เปิดกล่องรวมสัญญาณเครื่องส่งสัญญาณและตรวจสอบการเชื่อมต่อที่หลวม การลัดวงจร หรือวงจรเปิด แก้ไขปัญหาโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น การวัดแหล่งจ่ายไฟ ฉนวน และความต้านทาน
(2) การรบกวนการแปลงความถี่ ในระหว่างการเดินสายไฟ สายสัญญาณต่างๆ จะรบกวนซึ่งกันและกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสายไฟและสายสัญญาณเชื่อมต่ออยู่ในท่อเดียวกัน การรบกวนนี้จะรุนแรงยิ่งขึ้น และอาจทำให้เครื่องส่งล้มเหลวในการสื่อสารหรือแม้กระทั่งทำงานผิดปกติได้ สิ่งนี้สามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการเพิ่มระยะห่างระหว่างสายแผงหน้าปัดและถาดสายไฟ
(3) ความผิดปกติของแรงดันแตะ ข้อผิดพลาดของก๊อกน้ำแรงดันโดยทั่วไปมีสามประเภท: การอุดตัน การรั่วไหลของอากาศ และการสะสมของของเหลว การอุดตันมักเกิดจากการระบายน้ำไม่ทันเวลาหรือสื่อสกปรก/เหนียว การรั่วไหลของอากาศเกิดจากการเชื่อมต่อเครื่องส่งสัญญาณ -วาล์วปิด และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ จำนวนมาก ส่งผลให้จำนวนจุดรั่วไหลเพิ่มขึ้น การสะสมของของเหลวมักเกิดจากการต๊าปแรงดันแก๊สที่ไม่เหมาะสมหรือการติดตั้งก๊อกแรงดันไม่ถูกต้อง ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด
ข้อผิดพลาดในการส่งสัญญาณไฟฟ้า การใช้หรือการบำรุงรักษาเครื่องส่งสัญญาณแรงดันอย่างไม่เหมาะสมอาจทำให้การส่งสัญญาณไฟฟ้าล้มเหลวได้ง่าย ตัวอย่างเช่น การวางเครื่องส่งสัญญาณไว้ใกล้กับอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบเพื่อประหยัดเวลาอาจทำให้ระยะการส่งสัญญาณอยู่ไกลเกินไป ส่งผลให้สัญญาณรบกวนหรือลดทอนลง ในกรณีเช่นนี้ ควรเพิ่มพื้นที่หน้าตัด-ของสายเคเบิลตามความจำเป็น
4. การแก้ไขปัญหาเครื่องส่งสัญญาณความดัน
4.1 สัญญาณเอาท์พุตเป็นศูนย์
เมื่อเครื่องส่งสัญญาณความดันแสดงแรงดันเป็นศูนย์ สามารถดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้: ขั้นแรก ตรวจสอบว่ามีแรงดันในท่อหรือไม่ และอุปกรณ์ได้รับการจ่ายไฟตามปกติหรือไม่ จากนั้นตรวจสอบว่าขั้วแหล่งจ่ายไฟกลับด้านหรือไม่ สุดท้าย ให้ตรวจสอบแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์ความดัน และแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเครื่องส่งสัญญาณ
4.2 ไม่มีการตอบสนองเมื่อมีการกด
หากไม่มีการตอบสนองเมื่อใช้แรงดัน ให้ตรวจสอบว่าวาล์วบนท่อต๊าปแรงดันทำงานอย่างถูกต้องหรือไม่ หากสวิตช์จัมเปอร์ฟังก์ชันป้องกันของเครื่องส่งสัญญาณทำงานอย่างถูกต้อง หากท่อต๊าปแรงดันถูกปิดกั้น ให้ตรวจสอบจุดและช่วงศูนย์ของเครื่องส่งสัญญาณ และเปลี่ยนเซ็นเซอร์ความดัน
4.3 ค่าเบี่ยงเบนการอ่านค่าตัวแปรความดัน
เมื่อเครื่องส่งสัญญาณความดันแสดงการอ่านค่าความดันที่สูงหรือต่ำกว่าปกติอย่างมาก ให้ตรวจสอบก่อนว่ามีรอยรั่วในท่อแตะแรงดันหรือไม่ จากนั้น ตรวจสอบวาล์วบนท่อต๊าปแรงดัน และ-ปรับเซ็นเซอร์อย่างละเอียด หากปัญหายังคงอยู่ ให้เปลี่ยนเซ็นเซอร์ความดัน
4.4 การอ่านค่าตัวแปรความดันที่ไม่เสถียร
ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการแยกแหล่งสัญญาณรบกวนภายนอก การตรวจสอบรอยรั่วใน-ท่อนำแรงดัน การตรวจสอบเศษซากในท่อ การตรวจสอบไดอะแฟรมเพื่อดูสัญญาณของการสึกหรอหรือการเสียรูป และตรวจสอบ-หัวไดอะแฟรมตรวจจับความดัน
5. บทสรุป
เซ็นเซอร์ความดันมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ไม่ว่าจะในประเทศหรือนำเข้า ความผิดปกติต่างๆ อาจเกิดขึ้นได้ระหว่างการใช้งานเนื่องจากสภาพแวดล้อมการทำงาน การทำงานที่ไม่เหมาะสม หรือสาเหตุโดยธรรมชาติ ดังนั้น เราไม่เพียงต้องทำงานตามข้อกำหนดมาตรฐานในคู่มือการใช้งานเท่านั้น แต่ยังต้องเชี่ยวชาญการวินิจฉัยข้อผิดพลาด การบำรุงรักษา และการซ่อมแซมให้ถูกต้องด้วย เพื่อให้มั่นใจถึงอายุการใช้งานและความแม่นยำในการวัดของเซ็นเซอร์ความดัน
