أجهزة استشعار الضغط في التطبيقات البتروكيماوية

تُعدّ أجهزة إرسال الضغط الرقمية من أكثر معدات القياس الآلية شيوعًا في صناعة البتروكيماويات. في المشاريع الكيميائية واسعة النطاق، تُستخدم هذه الأجهزة عادةً لقياس الضغط التفاضلي، والضغط المطلق، وضغط القياس، والضغط العالي، والضغط التفاضلي الدقيق، ودرجة الحرارة العالية، ودرجة الحرارة المنخفضة، وغيرها. لنأخذ مشروع البنزين لشركة BASF كمثال:

يستخدم المشروع ما يقارب 480 نوعًا مختلفًا من أجهزة إرسال الضغط الرقمية. وخلال مرحلة إعداد المشروع، يأمل الخبراء والمهندسون في قسم الإعداد أن تعمل جميع محولات الضغط بكفاءة عالية دون أعطال لمدة عامين على الأقل.

تُعدّ أجهزة إرسال مؤشرات الضغط المستقرة والموثوقة ضمانةً أساسيةً لعمليات الإنتاج الحديثة. ففي حال حدوث أخطاء في القياس أو حتى توقف الإنتاج، ستكون الخسائر الاقتصادية الناتجة عنها باهظةً للغاية. وقد أصبح استقرار وموثوقية أجهزة إرسال مؤشرات الضغط من المتطلبات الأساسية في صناعة البتروكيماويات.

عادةً، لا يُظهر قياس جهاز إرسال الضغط الرقمي أي انحراف مع تغيرات بيئة العمل والضغط الساكن. وقد يكون هذا الانحراف أكثر وضوحًا أثناء قياسات الضغط المنخفض أو فرق الضغط. ويُعدّ الحفاظ على استقرار الإنتاج ودقة نتائج القياس في ظل ظروف عمل مختلفة مؤشرًا على الأداء المستقر لأجهزة إرسال مؤشر الضغط، كما أنه شرط أساسي لاستقرارها في صناعة البتروكيماويات.

استنادًا إلى الاستقرار والموثوقية، تُعدّ الدقة العالية مطلبًا أساسيًا لأجهزة استشعار الضغط في صناعة البتروكيماويات. وتعتمد دقة التحكم على دقة القياس في عملية التحكم، فكلما زادت دقة القياس، زادت دقة التحكم. حاليًا، تصل دقة معظم أجهزة إرسال الضغط الرقمية إلى 0.075%، وهو ما يفي بمتطلبات دقة القياس في صناعة البتروكيماويات.

بالإضافة إلى ذلك، تتطلب صناعة البتروكيماويات العديد من المتطلبات الأخرى لأجهزة إرسال الضغط الرقمية، مثل زيادة نطاق القياس. فزيادة نطاق القياس تزيد من مرونة جهاز إرسال الضغط الرقمي، مما يُسهّل عملية التصميم والتطبيق. فعند تغيير ظروف التفاعل في العملية، على سبيل المثال، كلما زاد نطاق قياس جهاز إرسال مؤشر الضغط، زادت مرونة الجهاز. وفي الوقت نفسه، يُمكن لنطاق القياس الواسع تقليل أنواع أجهزة إرسال مؤشر الضغط المستخدمة في المشروع، مما يُقلل من مخزون قطع الغيار والتكاليف الرأسمالية المتراكمة.

ينصبّ التركيز في صناعة البتروكيماويات على أجهزة إرسال الضغط الرقمية، لا سيما فيما يتعلق بالموثوقية والاستقرار والدقة العالية. ويتحدد استقرار ودقة قياس جهاز إرسال الضغط الرقمي بشكل أساسي باستقرار ودقة قياس مستشعر محول الضغط. وترتبط دقة قياس جهاز الإرسال بدقة وسرعة استجابة مستشعر محول الضغط. أما استقرار جهاز الإرسال، فيرتبط بخصائص درجة الحرارة والخصائص الساكنة والاستقرار طويل الأمد لمستشعر محول الضغط. ويتجلى الطلب على أجهزة إرسال الضغط في صناعة البتروكيماويات في أربعة جوانب رئيسية: دقة القياس، وسرعة الاستجابة، وخصائص درجة الحرارة، وخصائص الضغط الساكن، والاستقرار طويل الأمد.

مستشعر الضغط الدقيق هو نوع جديد من مستشعرات الضغط، تم تطويره باستخدام مواد أشباه الموصلات وتقنية الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS). بالمقارنة مع مستشعرات الضغط التقليدية، يتميز مستشعر الضغط الدقيق بدقة عالية، وحساسية فائقة، وخصائص ديناميكية ممتازة، وحجم صغير، ومقاومة للتآكل، وتكلفة منخفضة. يتميز مستشعر الضغط الدقيق المصنوع من السيليكون أحادي البلورة النقي بثبات طويل الأمد. في الوقت نفسه، يتكامل مستشعر الضغط الدقيق مع مستشعر درجة حرارة دقيق، مما يزيد من دقة تعويض درجة الحرارة ويحسن بشكل كبير خصائص درجة الحرارة ودقة قياس مستشعر الضغط. عند دمج مستشعري ضغط دقيقين، يمكن تحقيق تعويض الضغط الساكن، وبالتالي تحسين خصائص الضغط الساكن لمستشعر الضغط. يتضح أن مستشعرات الضغط الدقيقة تتمتع بالعديد من المزايا التي لا تتوفر في مستشعرات الضغط السعوية التقليدية، مما يجعلها تلبي احتياجات مستشعرات الضغط في صناعة البتروكيماويات.