दबाव ट्रांसमीटर एवं लेवल ट्रांसमीटर के फायदों एवं नुकसानों की तुलनात्मक विश्लेषण

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इस पोस्ट को सबसे अंत में shrien ने 2016-4-15 को 20:55 बजे संपादित किया। ट्रांसमीटरों कई प्रकार के होते हैं; विस्तार से कहें तो, इन्हें एकीकृत तापमान ट्रांसमीटर, दबाव ट्रांसमीटर एवं जल-स्तर ट्रांसमीटर में विभाजित किया जा सकता है। तो, इनके बीच क्या अंतर है?
दबाव ट्रांसमीटर को “डिफरेंशियल ट्रांसमीटर” भी कहा जाता है। यह मुख्य रूप से मॉड्यूलर सर्किट, दबाव मापन हेतु सेंसर, डिस्प्ले यूनिट, कनेक्शन उपकरण एवं केस से मिलकर बना होता है। यह, प्राप्त होने वाले तरल/गैस संबंधी दबाव संकेतों को मानक वोल्टेज संकेतों में परिवर्तित कर सकता है; ताकि इन संकेतों का उपयोग मापन, संकेत देने एवं प्रक्रिया को नियंत्रित करने हेतु विभिन्न उपकरणों में किया जा सके। 　　प्रेशर ट्रांसमीटर का मापन सिद्धांत इस प्रकार है – प्रवाहित होने वाले दबाव एवं संदर्भ दबाव, क्रमशः एकीकृत सिलिकॉन आधारित दबाव-संवेदनशील घटकों के दोनों सिरों पर लगते हैं। इन दबावों के अंतर के कारण सिलिकॉन चिप में थोड़ा विरूपण हो जाता है (यह विरूपण केवल μm स्तर का होता है)। इस विरूपण के कारण, सेमीकंडक्टर तकनीक के उपयोग से सिलिकॉन चिप पर बने “फुल-डायनामिक व्हाइसडन ब्रिज” में, बाहरी धारा-स्रोत के द्वारा दबाव के अनुपात में mV स्तर के वोल्टेज संकेत प्राप्त होते हैं। चूँकि सिलिकॉन सामग्री अत्यधिक मजबूत होती है, इसलिए इसके द्वारा प्राप्त होने वाले संकेतों की रैखिकता एवं गुणवत्ता संबंधी मापदंड भी बहुत उच्च होते कार्य करते समय, प्रेशर ट्रांसमीटर, मापन की जा रही भौतिक राशि को mV स्तर के वोल्टेज संकेतों में परिवर्तित करता है; इन संकेतों को फिर ऐसे डिफरेंशियल एम्प्लीफायरों में भेजा जाता है, जिनकी विस्तार दर बहुत अधिक होती है, एवं जो तापमान-संबंधी प्रभावों को रद्द करने में सहायक होते हैं। बड़ा किए गए संकेत को वोल्टेज-करंट रूपांतरण द्वारा संबंधित करंट संकेत में परिवर्तित किया जाता है; इसके बाद गैर-रैखिक सुधार किया जाता है। अंत में, इनपुट दबाव के साथ रैखिक संबंध रखने वाला मानक करंट-वोल्टेज संकेत प्राप्त होता है। 　　दबाव ट्रांसमीटरों को, मापन की सीमा के आधार पर, दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है – सामान्य दबाव ट्रांसमीटर (0.001 MPa से 20 MPa तक) एवं सूक्ष्म दबाव ट्रांसमीटर (0 से 30 kPa तक)। 　　लेवल ट्रांसमीटरों को तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है – फ्लोट टाइप लेवल ट्रांसमीटर, बुयोमेट्रिक टाइप लेवल ट्रांसमीटर, एवं स्टैटिक प्रेशर टाइप लेवल ट्रांसमीटर। 　　ट्रांसमीटरों के कई प्रकार होते हैं। विस्तार से कहें तो, इन्हें एकीकृत तापमान ट्रांसमीटर, दबाव ट्रांसमीटर एवं जल-स्तर ट्रांसमीटर में विभाजित किया जा सकता है। तो, इनमें आपस में क्या अंतर है?
दबाव ट्रांसमीटर को “डिफरेंशियल ट्रांसमीटर” भी कहा जाता है। यह मुख्य रूप से दबाव मापन हेतु उपयोग होने वाले सेंसर, मॉड्यूल सर्किट, डिस्प्ले यूनिट, केस एवं प्रक्रिया-संबंधी कनेक्टरों से मिलकर बना होता है। यह, प्राप्त होने वाले गैस/तरल पदार्थों से संबंधित दबाव संकेतों को मानक विद्युत-वोल्टेज संकेतों में परिवर्तित कर देता है; ताकि इन संकेतों का उपयोग सूचक उपकरणों, रिकॉर्डरों, नियंत्रकों आदि जैसे द्वितीयक उपकरणों द्वारा मापन, सूचना देने एवं प्रक्रिया नियंत्रण हेतु किया जा सके। 　　प्रेशर ट्रांसमीटर का मापन सिद्धांत इस प्रकार है – प्रवाहित होने वाले दबाव एवं संदर्भ दबाव, क्रमशः एकीकृत सिलिकॉन आधारित दबाव-संवेदनशील घटकों के दोनों सिरों पर लगते हैं। इन दबावों के अंतर के कारण सिलिकॉन चिप में थोड़ा विरूपण हो जाता है (यह विरूपण केवल μm स्तर का होता है)। इस विरूपण के कारण, सेमीकंडक्टर तकनीक के उपयोग से सिलिकॉन चिप पर बने “फुल-डायनामिक व्हाइसडन ब्रिज” में, बाहरी धारा-स्रोत के द्वारा दबाव के अनुपात में mV स्तर के वोल्टेज संकेत प्राप्त होते हैं। चूँकि सिलिकॉन सामग्री अत्यधिक मजबूत होती है, इसलिए इसके द्वारा प्राप्त होने वाले संकेतों की रैखिकता एवं गुणवत्ता संबंधी मापदंड भी बहुत उच्च होते कार्य करते समय, प्रेशर ट्रांसमीटर, मापन की जा रही भौतिक राशि को mV स्तर के वोल्टेज संकेतों में परिवर्तित करता है; इन संकेतों को फिर ऐसे डिफरेंशियल एम्प्लीफायरों में भेजा जाता है, जिनकी विस्तार दर बहुत अधिक होती है, एवं जो तापमान-संबंधी प्रभावों को रद्द करने में सहायक होते हैं। बड़ा किए गए संकेत को वोल्टेज-करंट रूपांतरण द्वारा संबंधित करंट संकेत में परिवर्तित किया जाता है; इसके बाद गैर-रैखिक सुधार किया जाता है। अंत में, इनपुट दबाव के साथ रैखिक संबंध रखने वाला मानक करंट-वोल्टेज संकेत प्राप्त होता है। 　　दबाव ट्रांसमीटरों को, मापन की सीमा के आधार पर, दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है – सामान्य दबाव ट्रांसमीटर (0.001 MPa से 20 MPa तक) एवं सूक्ष्म दबाव ट्रांसमीटर (0 से 30 kPa तक)। 　　लेवल ट्रांसमीटरों को तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है – फ्लोट टाइप लेवल ट्रांसमीटर, बुयोमेट्रिक टाइप लेवल ट्रांसमीटर, एवं स्टैटिक प्रेशर टाइप लेवल ट्रांसमीटर। 　　1. फ्लोटिंग-बॉल टाइप लेवल सेंसर – फ्लोटिंग-बॉल टाइप लेवल सेंसर, चुंबकीय फ्लोटिंग बॉल, मापन हेतु नलिकाएँ, सिग्नल यूनिट, इलेक्ट्रॉनिक यूनिट, कनेक्शन बॉक्स एवं अन्य स्थापना सामग्रियों से मिलकर बना होता है। 　　आम तौर पर, चुंबकीय तैरने वाले गेंदों का घनत्व 0.5 से कम होता है; इसलिए ये तरल पदार्थ की सतह पर तैर सकती हैं, एवं मापन हेतु उपयोग में आने वाली नलियों के अंदर ऊपर-नीचे कैथेटर में मापन हेतु आवश्यक उपकरण लगे होते हैं; ये बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव से, मापन किए जा रहे तरल के स्तर संबंधी संकेतों को, तरल के स्तर में होने वाले परिवर्तनों के अनुपात में प्रतिरोध संकेतों में परिवर्तित कर देते हैं। साथ ही, ये इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को 4–20mA या अन्य मानक संकेतों में भी परिवर्तित कर देते हैं। यह ट्रांसमीटर एक मॉड्यूलर सर्किट है; इसमें अम्ल-प्रतिरोधक, नमी-प्रतिरोधक, कंपन-प्रतिरोधक एवं जंग-प्रतिरोधक गुण हैं। सर्किट में स्थिर-धारा फीडबैक सर्किट एवं आंतरिक सुरक्षा सर्किट भी हैं। इसके कारण आउटपुट धारा 28mA से अधिक नहीं होती, जिससे पावर स्रोत की सुरक्षा सुनिश्चित होती है, एवं सेकेंडरी उपकरणों को कोई नुकसान नहीं पहुँचता। 　　2. फ्लोट-टाइप लेवल सेंसर – फ्लोट-टाइप लेवल सेंसर में, चुंबकीय फ्लोट की जगह फ्लोट का उपयोग किया जाता है। इसका डिज़ाइन आर्किमिडीज़ के अप्लावन सिद्धांत पर आधारित है। फ्लोट-आधारित लेवल सेंसर, तरल पदार्थ के स्तर, सीमा या घनत्व को मापने हेतु सूक्ष्म धातुई झिल्लियों के तनाव-संवेदन तकनीक का उपयोग करते हैं। यह कार्य करते समय, ऑन-साइट कुंजियों के माध्यम से सामान्य सेटिंग्स की जा सकती हैं। 　　3. स्थिर-दबाव आधारित लेवल ट्रांसमीटर – यह ट्रांसमीटर, तरल पदार्थ के स्थिर दबाव को मापने के सिद्धांत पर काम करता है। आमतौर पर, सिलिकॉन दबाव मापन सेंसरों का उपयोग किया जाता है; ये सेंसर मापे गए दबाव को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं। इन विद्युत संकेतों को फिर एम्प्लीफायर सर्किटों द्वारा बढ़ाया जाता है, एवं कंपेन्सेशन सर्किटों द्वारा सुधारा जाता है। अंत में, ये संकेत 4–20mA या 0–10mA की धारा के रूप में आउटपुट के रूप में प्राप्त होते हैं।