تجهیزات ابزار دقیق از ادغام دو کلمه دقیق و ابزار به وجود آمده است؛ بنابراین ابزار دقیق به معنی ابزارآلاتی است که به صورت کاملاً دقیق کار می‌کنند. همان‌طور که می‌دانید، در فرایندهای اندازه‌گیری مانند ارتفاع، طول، جرم و… خطاهای هرچند مختصری وجود دارد. هر چقدر که میزان خطا در اندازه‌گیری کمتر باشد دقت اندازه‌گیری بالاتر خواهد بود. تجهیزات ابزار دقیق ابزارهایی هستند که میزان خطای اندازه‌گیری در آن‌ها به حداقل ممکن رسیده و دقت آن‌ها افزایش پیدا کرده است. از آنجایی که شناخت تجهیزات ابزار دقیق در حوزه‌های صنعتی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است؛ بنابراین در ادامه می‌خواهیم درباره انواع ابزارآلات ابزار دقیق صحبت کنیم و شما را با آن‌ها آشنا کنیم.
ابزار دقیق چیست؟
ابزار دقیق یک زیرساخت برای سیستم اتوماسیون و کنترل است که شامل ابزارهایی مانند کنترلر، فشار پمپ، فلومتر، فلوکنترلر، راکتور آزمایشگاهی و… است. با استفاده از ابزار دقیق امکان اندازه‌گیری، نمایش، انتقال، ثبت و همچنین کنترل پارامترهای مهم فیزیکی مانند فشار، دما، سطح مایعات و… در انجام پروژه‌های صنعتی به شکل دقیق وجود دارد. ابزار دقیق را می‌توان به دو صورت دسته‌بندی کرد. یکی از نظر نوع عملکرد و دیگری از نظر پارامتری. از نظر عملکرد این ابزار، برای مثال ابزارهایی که کنترل دما، فشار، سطح و رطوبت را بر عهده دارند به کنترلر مشهور هستند. از نظر پارامتری، این ابزار به عملياتی که باید بر روی چیز دیگری انجام دهد دسته‌بندی می‌شود. برای مثال بخش‌های ابزار دقیق مربوط به دما مانند کنترلر دما، ترانسمیتر دما و ترمومتر یا نمایشگر دما نامیده می‌شود. ابزار اندازه‌گیری و کنترل دقیق فشار، فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو و ابزار سطح سنجی یا اندازه‌گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آن‌ها و ابزار سرعت سنجی، ابزار رطوبت سنجی و… نامیده می‌شود.
تجهیزات ابزار دقیق در صنایع مختلف
ابزار دقیق زیرمجموعه صنعت است و با صنایع مختلفی مانند پتروشیمی، نفت، گاز و همچنین امور نیروگاهی رابطه بسیار نزدیکی دارد. با استفاده از تجهیزات ابزار دقیق در میدان‌های پتروشیمی و نفت می‌توان کمیت‌های مختلفی که به آن‌ها اشاره شد را اندازه‌گیری کرد. این کمیت ممکن است در این اماکن نیاز به اندازه‌گیری‌های بسیار دقیقی داشته باشند. مواردی از این دست مانند اندازه‌گیری سطح یک مخزن، جریان عبوری از یک خط لوله، دما یک کوره و فشار سیال درون یک مخزن یا لوله خواهد بود. در هر پروژه ابزار دقیق، ۴ مرحله طراحی، تأمین و خریداری، نصب و بهره‌برداری وجود دارد. در مجموعه فلات قاره دوره ای با نام آموزش ابزار دقیق وجود دارد که شما را به یک متخصصص ابزار دقیق تبدیل می‌کند تا بتوانید از این تجهیزات به خوبی در صنایع مختلف استفاده کنید.
منظور از این چهار مرحله چیست ؟
در مرحله طراحی ابتدا باید کمیت مورد اندازه‌گیری و چگونگی اندازه‌گیری کردن آن را درک کرد. درک این مسئله ارتباط زیادی با داشتن دانش و معلومات لازم در مورد صنعتی است که قرار است در آن اندازه‌گیری انجام شود. به طور مثال اندازه‌گیری در صنعت نفت یا اندازه‌گیری در نیروگاه. پس از طراحی، چگونگی اندازه‌گیری تجهیزات لازم را برای اندازه‌گیری تأمین می‌کنند. در این مرحله باید ابزار یا تجهیزات ابزار دقیق به صورتی انتخاب شوند که بهترین اندازه‌گیری را با کمترین خطای ممکن انجام دهند. در مرحله سوم تجهیزات ابزار دقیق خریداری می‌شود و برای اندازه‌گیری به صورت دقیق در محل موردنظر نصب می‌شوند. در آخرین مرحله یعنی مرحله بهره‌برداری، باید با حفظ اصول ایمنی پروژه اندازه‌گیری را به اتمام رساند.
تجهیزات ابزار دقیق چیست؟
ابزار دقیق از تجهیزات بسیار متنوع و گوناگونی تشکیل شده است که در ادامه می‌خواهیم به معرفی این ابزار بپردازیم. از جمله مهم‌ترین تجهیزات ابزار دقیق می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
ترانسیمتر
برای اندازه‌گیری کردن هر نوع کمیتی در صنایع مختلف از وسیله‌ای به نام ترانسیمتر استفاده می‌شود. ترانسیمتر ابزاری است که می‌تواند یک کمیت فیزیکی را در یک منطقه عملیاتی اندازه‌گیری کند و اطلاعات مربوط به اندازه‌گیری را به قسمت دور‌تری از منطقه عملیاتی به طور مثال اتاق کنترل بفرستد. این وسیله در صنایع به عنوان یک ابزار شناخته می‌شود و وظیفه آن اندازه‌گیری پارامترها و کمیت‌های مختلف مانند سطح، دما، فشار، میزان جریان و… است. بنابراین ترانسیمترها بر اساس نوع اندازه‌گیری که انجام می‌دهند می‌توانند به انواع ترانسیمترهای فشار، جریان، حرارت و سطح تقسیم شوند.
نمایشگر
نمایشگر یکی دیگر از تجهیزات ابزار دقیق است که مقادیر اندازه‌گیری شده را در معرض دید قرار می‌دهد.
سنسور
سنسورهایی که مورد استفاده زیادی در صنایع قرار می‌گیرند شامل سنسور فشار، دما، جریان و سطح هستند. این سنسورها کمیت‌های اندازه‌گیری شده مورد نظر را به یک سیگنال الکتریکی در یک دستگاه الکتریکی و یا به یک سیگنال نیوماتیکی در یک دستگاه نیمه اتوماتیک تبدیل می‌کنند. از انواع سنسورها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
سنسورهای الکتریکی
سنسورها الکتریکی شامل ترمیستور، ترموکوبل، RTD و سنسورهای IC هستند.
سنسورهای غیر الکتریکی
این سنسورها در تجهیزات ابزار دقیق با استفاده از انبساط مایعات و فلزات اندازه گیری خود را انجام می‌دهند. ترمومتر یک سنسور غیر الکتریکی است که با استفاده از انبساط مایعات کار اندازه‌گیری خود را انجام می‌دهد و بیمتال یکی دیگر از تجهیزات ابزار دقیق است که با استفاده از انبساط فلز اندازه‌گیری را انجام می‌دهد.
سنسورهای فشار
از دیگر تجهیزات ابزار دقیق هستند که می‌توانند فشار سیالات درون یک مخزن یا لوله را اندازه‌گیری کنند. این سنسورها شامل بردن تیوب و مانومترها هستند. مانومترها برای اندازه‌گیری فشار کم به کار برده می‌شوند. بردن تیوب‌ها از طریق تغییر شکل مکانیکی فشار را اندازه‌گیری می‌کنند.
سنسورهای جریان سنج
اندازه‌گیری فشار در سیالات درون یک مخزن لوله در پالایشگاه‌های نفت و گاز را با استفاده از تجهیزات ابزار دقیق جریان سنج اتجام می‌دهند. این سنسورها به سه نوع توربینی، مغناطیسی و صفحه سوراخ‌دار تقسیم می‌شوند.
ترنس دیوسر (مبدل)
یکی دیگر از تجهیزات ابزار دقیق ترنس دیوسر نام دارد که سیگنال‌های خروجی از یک سنسور را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کرده و آن‌ها را با استفاده از مسیرهای فلزی برای تجزیه‌وتحلیل یک مدار الکتریکی می‌فرستد. ترنس‌ها بر حسب نوع تبدیلی که انجام می‌دهند در چهار دسته زیر قرار می‌گیرند:
- ترنس دیوسرهایی که کمیت غیر الکتریکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند.
- ترنس دیوسرهایی که کمیت فیزیکی را به علائم نیوماتیکی تبدیل می‌کنند.
- ترنس دیوسرهایی که علائم نیوماتیکی را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند.
- ترنس دیوسرهایی که سیگنال‌های الکتریکی را به علائم نیوماتیکی تبدیل می‌کنند.
کنترلر
در ابتدایی که صنعت شروع به فعالیت کرد، کنترلرها به صورت امروزی نبودند و کنترل به وسیله عوامل انسانی انجام می‌شد. پس از گذشت مدتی، با پیشرفت علم سیستم کنترل اتوماتیک با به وجود آمدن ادوات نیوماتیک یا بادی وارد مرحله جدیدی شد. پس از مدتی با اختراع ترانزیستور، استفاده از کارت‌های الکترونیکی برای کنترل آغاز شد؛ در نتیجه استفاده از عوامل انسانی برای کنترل کردن نیز کاهش پیدا کرد. کنترلرها که تجهیزات ابزار دقیق هستند، خروجی ترنسیمتر را می‌گیرند تا بر اساس توابعی که از قبل برای آن تعیین شده است، بتواند عکس‌العمل‌های مناسب را اجرا کنند. امروزه با پیشرفت علم، کنترلرهای جدیدتری به نام سیستم کنترل کننده توزیع پذیر یاDCS و کنترل‌کننده‌های فازی یاFCDD وظیفه کنترل را در واحدهای صنعتی بر عهده دارند.
عنصر نهایی
عنصر نهایی همان‌طور که از نامش مشخص است، مرحله آخر هر پروسه را انجام می‌دهد. در پروژه‌های مختلف، عنصر نهایی می‌تواند متفاوت باشد. به طور مثال شاید در یک پروسه عنصر نهایی یک کنترل ولو باشد و در پروسه دیگر یک موتور الکتریکی باشد در پروسه‌ای دیگر جک‌های هیدرولیکی و نیوماتیکی باشد و… در واقع می‌توان گفت عنصر نهایی به عنوان یکی از آخرین تجهیزات ابزار دقیق در صنعت شناخته می‌شود که تصمیمات گرفته شده را از سوی بخش کنترل کننده عملی می‌کند.
رکوردر
برای ثبت تغییرات و رفتار فرایندها در کل مجموعه به صورت شبانه‌روزی از ابزاری به نام رکوردر استفاده می‌شود.
اندازه‌گیرها
بخش اندازه‌گیری‌ها، مقدار واقعی عنصر مورد نظر را اندازه‌گیری می‌کنند و از پارامترهای مختلفی در صنایع برای کنترل اندازه‌گیری‌ها استفاده می‌کند. مهم‌ترین پارامترهایی که وجود دارد عبارت‌اند از:
- اندازه‌گیری فشار measurement of the pressure
- اندازه‌گیری درجه حرارت measurement of the temperature
- اندازه‌گیری جریانات سیالات measurement of flow
- اندازه‌گیری ارتفاع مایعات measurement of the level
از جمله ویژگی‌های اندازه‌گیرها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد
- حوزه‌ی اندازه‌گیری یاRange
- صفر اندازه‌گیری یا Zero
- انحراف صفر یا Zero Drift
- حساسیت یا Sensitivity
- حد تفکیک یا Resolution
- پاسخ‌دهی یا Response
- خطی بودن یا Linearity
- پسماند یا Hysteresis
- دقت یا Accuracy
- تکرارپذیری یا Repeatability
محرک‌ها (ادوات خروجی)
محرک‌ها ابزارهایی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده می‌گیرند و متناسب با این سیگنال‌ها عمل می‌کنند. از جمله مهم‌ترین ادوات خروجی می‌توان به الکتروموتورها و شیرهای کنترل اشاره کرد. این ادوات با عملکردی که از خود نشان می‌دهند باعث کنترل پارامترهای اندازه‌گیری شده و مقدار مورد نظر و مطلوب را کنترل می‌کنند. ادوات خروجی تنوع بسیار زیادی دارند.
سخن پایانی
در این مقاله شما را با انواع تجهیزات ابزار دقیق و کاربرد آن‌ها آشنا کردیم. اما در پایان لازم است تا یک خبر خوب برای علاقه‌مندان به حوزه آموزش‌های فنی و مهندسی بدهیم. خبر خوب ما این است که مجتمع آموزشی فلات قاره با بیش از ۱۵ سال سابقه تجربه در حوزه آموزش‌های مدیریتی، اداری، فنی، مهندسی، ایمنی و… و با دارا بودن مجوزات سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای کشور دوره‌های کاملاً کاربردی در زمینه‌های آموزشی مانند پایپینگ، پروسس، صنایع و کنترل پروژه عمران، ایمنی مواد و متالوژی، سیمان، تعمیر و نگهداری، فناوری اطلاعات، مدیریت و… برگزار می‌کند. این دوره‌ها در مجتمع فلات قاره یا محل شرکت‌ها برگزار می‌شود. همچنین این آموزش‌ها هم به صورت حضوری و هم به صورت آموزش‌های مجازی و آفلاین در دسترس هستند و هدف آن کاهش هزینه‌ها و آسان کردن آموزش است. بنابراین اگر به این زمینه‌های آموزشی علاقه‌مندید این فرصت استثنایی را از دست ندهید.