ابزارها همیشه ابتداییترین و مهمترین پیشنیاز برای انجام هر نوع کار مهندسی و صنعتی هستند. در مهندسی برق و اتوماسیون صنعتی هم ما با تعدادی ابزار روبهرو هستیم که به ابزار دقیق معروفند. در واقع ابزار دقیق نقش کلیدی در کنترل و اندازهگیری دارد. منظور از کنترل و اندازهگیری نظارت بر روی پارامترهای شیمیایی یا فیزیکی چون دما و جریان است. با پیشرفت تکنولوژی، تغییر در این ابزارها هم به چشم میخورد به گونهای که دقت اندازهگیری پارامترها بالاتر رفته است.
به طور کلی در این مقاله آگاه میشویم که ابزار دقیق چیست، کاربردهای آن کدامند و هر کدام از ابزارها میتوانند پاسخگوی کدام نیاز در فرایند صنعتی مورد نظر باشند.
ابزار دقیق چیست؟
به طور کلی برای اندازهگیری، انتقال، کنترل و نمایش دادههای مربوط به پارامترهای فیزیکی مثل دما، فشار، جریان و سطح، نیازمند یک سری تجهیزات هستیم. ابزارها یا سیستمهایی که انجام این عمل را ممکن میسازند ابزار دقیق گفته میشوند. ابزار دقیق در صنعت و مهندسی وظیفه بهینهسازی فرایندها، کاهش خطا و افزایش دقت را بر عهده دارند.
خرید انواع سنسور شیب سنج با بهترین قیمت در فروشگاه لاجیک صنعت
قسمتهای مختلف تجهیزات ابزار دقیق
ابزار دقیق از سه بخش اصلی تشکیل شدهاند:
- اندازه گیری
- کنترل
- ارسال پاسخ
هر بخش به نوعی شامل قسمتهای دیگری است که هر کدام نسبت به انتظارات وظیفه خود را به درستی انجام میدهند.
1- بخش اندازه گیری
تجهیزات اندازه گیری گروه سنسورها، ترانسمیترها، ثبت کنندهها (دیتالاگر)، نمایشگرها و هشدار دهندهها را تشکیل میدهند. در واقع سنجش، تبدیل و نمایش پارامترهای مختلف در بخش اندازهگیری ابزار دقیق صورت میگیرد.
2- بخش کنترل
بخش دوم سیستمهای ابزار دقیق کنترل کنندهها هستند. کنترل کنندهها پردازش دادهها و اجرای دستورات را انجام میدهند. به طوری که اطلاعات از سنسور و ترانسمیتر دریافت و با مقدار مشخص شدهای مقایسه میشود. در واقع دستورات از کنترل کنندهها صادر میشوند و تنظیمات لازم تجهیزات اجرایی اعمال میگردد.
3- ارسال پاسخ
در بخش دیگر سیستمهای ابزار دقیق مصرف کنندهها قرار دارند. به عنوان مثال یک مصرف کننده میتوان موتورهای الکتریکی را نام برد. در این بخش از سیستم ابزار دقیق، مصرف کنندهها و محرکها پاسخهای لازم را دریافت و دستورات لازم اجرایی میشود.
انواع ابزارهای اندازهگیری دقیق
ابزارهای اندازهگیری دقیق انواع مختلفی دارند و هر کدام در زمینههای متنوعی مورد استفاده قرار میگیرند. سادهترین و پرکاربردترین این ابزار عبارتند از:
- فشارسنج مانند گیج فشار، ابزار مکانیکی که برای اندازهگیری و نظارت بر فشار هوا، گازها یا سیالات در سیستمهای فرآیندی، تجاری و صنعتی استفاده میشود.
- دماسنج مانند ترموکوپل، یک سنسور برای اندازهگیری دما که از دو سیم فلزی غیرمشابه تشکیل شده است و در یک انتها به هم وصل شدهاند و در انتهای دیگر به یک دماسنج ترموکوپل یا دستگاه دیگری با قابلیت ترموکوپل متصل میشوند.
- جریان سنج مانند فلومتر، ابزاری برای اندازهگیری خطی، غیرخطی، جرمی یا حجمی یک مایع یا گاز استفاده میشود.
- سطح سنج مانند ارتعاشی، سنسورهای سطح ارتعاشی از یک کاوشگر ارتعاشی استفاده میکنند که درون ماده قرار میگیرد. تغییر در فرکانس یا دامنه ارتعاش زمانی تشخیص داده میشود که کاوشگر با سطح ماده تماس پیدا میکند و اطلاعاتی در مورد سطح ماده ارائه میدهد.
علاوه بر موارد نام برده، سنسورهای دیگری در سیستم ابزاردقیق وجود دارند که به نوبه خود از اهمیت بالایی برخوردارند. در رابطه با موضوع ابزار دقیق چیست باید اشاره داشت که به علت گستردگی این ابزارها به طور تخصصی رشتهای با همین عنوان در سطح دانشگاه آموزش داده میشود که علاقهمندان ابزار دقیق میتوانند در این رشته تحصیل کنند.
- لودسلها، تک پایه، فشاری، کششی و خمشی از دیگر ابزارهای دقیق در حیطه اندازهگیری وزن هستند. این مبدلها انرژی را از یک شکل به شکل دیگر تبدیل میکنند.
مطلب مرتبط: لودسل چیست
خرید انواع لودسل با قیمت مناسب در فروشگاه لاجیک صنعت
کاربرد ابزار دقیق در صنایع مختلف
ابزارهای اندازه گیری دقیق ابزار و وسایلی هستند که برای اندازهگیری دقیق کمیتهای فیزیکی استفاده میشوند. آنها به دستیابی به اندازهگیری های دقیق با قابلیت اطمینان بی نظیر کمک میکنند. در ادامه به کاربردهای مهم ابزار دقیق در صنایع مختلف میپردازیم.
کاربرد در صنعت نفت و گاز
صنعت فرآوری نفت و گاز با یکی از قدیمیترین و خطرناکترین مواد مورد استفاده در جامعه امروزی سروکار دارد. نفت و گاز اساساً از فسیلهایی به دست میآیند که در طی میلیونها سال تجزیه شدهاند. به دلیل ماهیت موادی که با آنها کار میکنند، صنعت فرآوری نفت و گاز اغلب در یک محیط خطرناک عمل میکند. آنها باید ماشینها و تجهیزات اندازهگیری خود را به شکل بالایی حفظ کنند تا به نرخ تولید مؤثر دست یابند. کیفیت محصولات آنها معمولاً نتیجه اندازهگیریهای دقیق در مراحل جابجایی و فرآوری است. بنابراین آنها باید دقت ابزار اندازهگیری خود را به عنوان یکی از کلیدهای دستیابی به شیوهها و سطوح تولید موثر حفظ کنند.
کاربرد در صنعت داروسازی و پزشکی
بخش صنعت داروسازی به دلیل استانداردها و ابزارها و تجهیزات دقیقی که میتواند با نیازهای دقیق آن مطابقت داشته باشد، شناخته شده است. در این صنعت، کیفیت و قوام محصولات فقط حفظ شهرت تجاری نیست، بلکه برای اطمینان از ایمنی بیمار و اثربخشی داروها ضروری است. این حوزه پرمخاطره برای برآوردن نیازهای پیچیده خود، از تحقیق و توسعه گرفته تا تولید و کنترل کیفیت، به انواع ابزارهای پیچیده متکی است.
کاربرد در صنعت خودروسازی
صنعت خودرو به طور مداوم در حال تحول بوده است و با آن، تقاضا برای دقت، کارایی و ایمنی در قطعات خودرو نیز افزایش یافته است. مهندسان و محققان در زمینه خودرو به طیف وسیعی از ابزارهای پیچیده برای برآورده کردن این نیازها متکی هستند. این ابزارها به آزمایش، تجزیه و تحلیل و بهینهسازی اجزای مختلف خودرو کمک میکنند و اطمینان میدهند که وسایل نقلیه نه تنها قابل اعتماد هستند، بلکه استانداردهای کیفی دقیق را نیز رعایت میکنند.
صنعت خودروسازی بسیار رقابتی است و تولیدکنندگان را به سمت تولید خودروهایی با کیفیت و عملکرد استثنایی سوق میدهد. برای دستیابی به این هدف، مهندسان و محققان بر مجموعهای از ابزارهای قدرتمند تکیه میکنند که به آنها امکان انجام آزمایشها، اندازهگیریها و تحلیلهای مختلف را میدهد. این ابزارها نقش مهمی در حصول اطمینان از اینکه اجزای خودرو با استانداردهای کیفی سختگیرانه و الزامات ایمنی صنعت مطابقت دارند، ایفا میکنند.
کاربرد در صنعت پتروشیمی
ابزار دقیق، ستون فقرات عملیات پتروشیمی مدرن است که ابزارهای لازم برای کنترل فرآیند، ایمنی، تضمین کیفیت، مدیریت انرژی و انطباق با محیط زیست را فراهم میکند. با ادامه پیشرفت فناوری، نقش ابزار دقیق در صنعت پتروشیمی حیاتیتر میشود و باعث بهبود کارایی، ایمنی و پایداری میشود.
پیشرفت تکنولوژی آینده
پیشرفتهای کنونی در زمینه ابزار دقیق، نتیجه ادغام حوزههای مختلف مانند برق، مکانیک، فناوری اطلاعات، ارتباطات، نرمافزار و غیره است.
دنیای ابزار دقیق به سرعت در حال تکامل است. از حسگرهای پیشرفته گرفته تا تجزیه و تحلیل دادههای بلادرنگ، این نوآوریهای پیشرفته در حال تغییر شکل چشم انداز مهندسی هستند و راه را برای آینده صنعتی هوشمندتر و کارآمدتر هموار میکنند. اتوماسیون سنگ بنای پیشرفتهای ابزار دقیق است. ادغام فناوریهای اتوماسیون امکان ایجاد سیستمهای هوشمند و مستقل را فراهم میکند که میتوانند با شرایط متغیر سازگار شوند و عملکرد خود را بهینه کنند. در صنعت ابزار دقیق و لولهسازی، این به افزایش راندمان، کاهش زمان از کار افتادگی و افزایش ایمنی منجر میشود.
چالشها
همانطور که ابزار دقیق پایه و اساس انجام بسیاری از کارها و پروژهها است، همواره در حال تغییر و شگفتی است. پیشرفتها در تجهیزات ابزار دقیق علاوه بر وجود مزایا با چالشهایی هم روبهرو است. در ادامه مقاله قصد داریم به بررسی تعدادی از این چالشها بپردازیم.
- سرعت بالا: جمع آوری تعداد زیادی سیگنال با سرعت بالا بدون از دست دادن داده یکی از چالشهای ابزار دقیق مدرن است. همچنین سرعتهای اندازهگیری سریعتر به این معنی است که باید فضای کافی برای جمعآوری دادههای جمعآوریشده در حافظه وجود داشته باشد.
- اندازه: ابزارهای مینیاتوری را میتوان به راحتی در سیستمهای صنعتی بزرگ جاسازی کرد و ابزارهایی که برای کاربردهای پزشکی طراحی شدهاند باید به اندازهای کوچک باشند که اندازه فیزیکی و وزن دستگاههای فرسوده بیمار را کاهش دهند.
- مصرف برق: بدون حذف عملکردها یا افزایش نیازهای تقویت کننده، انتظار میرود دستگاههای جدید مصرف برق کمتری نسبت به نسلهای قبلی خود داشته باشند.
- افزایش قابلیت اطمینان سیستم و کاهش زمان خرابی: به عنوان مثال، یک مونتاژ الکترونیکی شکست خورده، میتواند بیش از یک روز طول بکشد تا بازیابی و تعویض شود، در این مدت کارکرد یک دکل پرهزینه را متوقف میکند.
جمع بندی
تکامل و پیشرفت در زمینه ابزار دقیق همواره ادامه دارد و درواقع هر یک قدم تغییر و پیشرفت در ابزارآلات، تاثیر شگرفتی بر آینده صنعت میگذارد. ابزار دقیق منبع هرگونه تجهیز حیاتی در صنعت و مهندسی محسوب میشود. این تجهیزات با ارائه اطلاعات دقیق، هزینهها را کاهش و عملکرد فرایندها را بهبود میبخشد.
:References
1- The Importance of Precision Measurement Equipment in Oil and Gas Processing
2- How do these Instruments play an Important Role in the Automotive Industry? Explained with Working & Applications
3- Precision Measuring Instruments: Know Types, Advantages, Disadvantages and Applications
