ارت‌سنج‌ها از ابزارهای مهم در صنعت برق و مهندسی برق به شمار می‌روند که برای اندازه‌گیری مقاومت زمین و ارزیابی سیستم‌های ارتینگ استفاده می‌شوند. انتخاب ارت‌سنج مناسب برای پروژه‌های مختلف اهمیت زیادی دارد، چرا که اندازه‌گیری دقیق مقاومت زمین در شرایط متفاوت می‌تواند تأثیر زیادی بر عملکرد سیستم‌های برقی و ایمنی دستگاه‌ها داشته باشد. یکی از ویژگی‌های فنی کلیدی که هنگام خرید ارت‌سنج باید به آن توجه کرد، فرکانس جریان تزریقی به زمین توسط دستگاه است. در این مقاله، علاوه بر بررسی مشخصات فنی معمول، نقش فرکانس جریان تزریقی در دقت اندازه‌گیری ارت‌سنج و نحوه انتخاب دستگاه مناسب بر اساس آن توضیح داده خواهد شد.
برای یادگیری دقیقی و عملی موضوعات مرتبط با سیستم‌های زمین می‌توانید دوره ارتینگ ماهر را تهیه کنید.
مقدمه
اندازه‌گیری مقاومت الکترودهای زمین در گذشته با استفاده از روش ولتمتر/آمپرمتر انجام می‌شد. یعنی با استفاده از یک منبع AC (معمولاً یک ترانس کاهنده) ولتاژ فشار ضعیف ایمنی فراهم کرده و توسط آن بین الکترود و میل جریان، جریانی را برقرار می‌کردند (شکل ۱). با اندازه‌گیری ولتاژ و جریان و تقسیم آن دو بر یکدیگر (طبق قانون اهم) مقدار مقاومت الکترود زمین به دست می‌آمد. به مرور زمان مشخص شد که این روش، شیوه‌ای است نامطمئن و پر‌خطا و در اغلب زمین‌ها ناکارآمد! لذا با اعمال تغییراتی در ساختار مذکور دستگاه‌های پیچیده‌تری برای اندازه‌گیری مقاومت الکترود زمین ساخته شد که به آن‌ها ارت‌سنج (Earth Tester) می‌گویند.
مشخصات فنی مهم در یک ارت‌سنج
امروزه ارت‌سنج‌های مختلفی با ظاهر متنوع و قیمت‌های مختلف در بازار است و اغلب مهندسان برقی که مایلند در زمینه ارتینگ کار کنند، همواره یکی از سوالات پر‌تکرارشان این است که از بین نمونه‌های موجود در بازار کدام را انتخاب کنند که هم هزینه معقولی برایش کرده باشند و هم دارای کیفیت مورد نیازشان باشد. ذیلاً عواملی را بررسی می‌کنیم که در این مورد باید مد نظر قرار گیرند:
۱- دقت اندازه‌گیری
دقت یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های ارت‌سنج است که باید هنگام خرید به آن توجه شود. ارت‌سنج‌های دقیق قادر به اندازه‌گیری مقاومت زمین با دقت‌های بالاتر از یک‌هزارم اهم (۰.۰۰۱ اهم) هستند. انتخاب دستگاهی با دقت بالا به شما این امکان را می‌دهد که مقاومت سیستم ارتینگ را در شرایط مختلف به درستی اندازه‌گیری کنید و از این طریق از عملکرد بهینه و ایمنی سیستم‌های برقی اطمینان حاصل کنید.
۲. دامنه اندازه‌گیری
دامنه اندازه‌گیری دستگاه نیز برای انتخاب مناسب بسیار مهم است. ارت‌سنج‌ها معمولاً دامنه‌ای از ۰.۱ اهم تا ۲۰۰۰۰ اهم یا حتی بیشتر دارند. بسته به نوع خاک و الکترودهای استفاده‌شده، ممکن است نیاز به اندازه‌گیری مقادیر مختلف مقاومت داشته باشید. بنابراین، انتخاب دستگاهی با دامنه مناسب برای شرایط خاص پروژه شما ضروری است.
۳. فرکانس جریان تزریقی
یکی از عوامل مهمی که بسیاری از کاربران هنگام خرید ارت‌سنج به آن توجه نمی‌کنند، فرکانس جریان تزریقی است که دستگاه به زمین وارد می‌کند. فرکانس جریان تأثیر زیادی بر دقت اندازه‌گیری‌های ارت‌سنج دارد و این ویژگی باید با دقت بررسی شود.
در واقع، مقاومت زمین می‌تواند به‌طور قابل توجهی تحت تأثیر فرکانس جریان قرار گیرد. زمین دارای ویژگی‌های مقاومتی است که به‌طور غیر‌یکنواخت در برابر فرکانس‌های مختلف پاسخ می‌دهد. برای مثال، در زمین‌های خاکی مرطوب و نرم، مقاومت به‌طور معمول کم است، اما با افزایش فرکانس جریان تزریقی، این مقاومت ممکن است افزایش یابد. از طرفی، در زمین‌های خشک و سنگی، پاسخ به فرکانس‌های بالا به‌ویژه در مناطقی که ویژگی‌های مقاومتی خاک در آن‌ها تغییرات زیادی دارد، ممکن است متفاوت باشد.
دستگاه‌هایی که می‌توانند جریان تزریقی را با فرکانس‌های مختلف اعمال کنند، معمولاً قادر به ارائه نتایج دقیق‌تری هستند. برخی از ارت‌سنج‌ها دارای توانایی تغییر فرکانس جریان تزریقی به طور خودکار یا دستی هستند. این ویژگی برای اندازه‌گیری دقیق‌تر مقاومت زمین در شرایط مختلط و متنوع از نظر نوع خاک و ترکیب مواد موجود بسیار حیاتی است.
برای مثال، در برخی از خاک‌ها، مخصوصاً در مناطق با خاک‌های سفت و مقاوم، استفاده از فرکانس‌های پایین می‌تواند به دقت بالاتری در اندازه‌گیری منجر شود، در حالی که در دیگر انواع خاک، مانند خاک‌های مرطوب، استفاده از فرکانس‌های بالاتر می‌تواند نتایج دقیق‌تری را به همراه داشته باشد.
۴. سهولت استفاده و نمایش نتایج
هنگام خرید ارت‌سنج، علاوه بر ویژگی‌های فنی مانند دقت و فرکانس جریان، باید به راحتی استفاده از دستگاه نیز توجه کنید. ارت‌سنج باید دارای صفحه نمایش خوانا و قابلیت نمایش نتایج در شرایط مختلف باشد. برخی از مدل‌ها دارای صفحه نمایش LCD با نور پس‌زمینه هستند که به کاربران کمک می‌کند تا نتایج را حتی در شرایط نوری کم یا در فضای باز مشاهده کنند. همچنین، رابط کاربری دستگاه باید ساده و کاربردی باشد تا کاربر بتواند به راحتی دستگاه را تنظیم و استفاده کند.
۵. قابلیت انجام اندازه‌گیری‌های پیچیده (چهار‌پین و سه‌پین)
ارت‌سنج‌ها معمولاً از روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری مقاومت زمین استفاده می‌کنند. روش‌های دو پین، سه‌پین و چهار‌پین از جمله روش‌های رایج در ارت‌سنج‌ها هستند. روش چهار‌پین به دلیل دقت بالاتر در اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر در زمین‌های مختلط، بسیار مناسب است. در این روش، جریان تزریقی به زمین از طریق دو الکترود پخش می‌شود و اندازه‌گیری ولتاژ از طریق دو الکترود دیگر انجام می‌شود. این روش به‌ویژه زمانی که فرکانس جریان تزریقی متغیر است، می‌تواند به شما کمک کند تا اندازه‌گیری دقیقی به دست آورید.
۶. پایداری و عملکرد در شرایط محیطی مختلف
یکی از ویژگی‌های مهم دیگر در هنگام خرید ارت‌سنج، پایداری و مقاومت دستگاه در برابر شرایط محیطی مختلف است. دستگاه باید بتواند در برابر رطوبت، دمای زیاد، گرد و غبار و حتی ضربات فیزیکی مقاوم باشد. این ویژگی به‌ویژه در پروژه‌های خارج از محیط‌های کنترل‌شده، مانند پروژه‌های عمرانی و ساخت‌وساز، اهمیت پیدا می‌کند.
۷. باتری و مصرف انرژی
ارت‌سنج‌ها معمولاً با باتری کار می‌کنند و بررسی عمر باتری و میزان مصرف انرژی دستگاه هنگام انتخاب مدل اهمیت زیادی دارد. برخی از مدل‌ها قابلیت خاموش شدن خودکار را دارند که می‌تواند مصرف انرژی را به حداقل برساند و عمر باتری را افزایش دهد.
در مقاله زیر در مورد ارت‌سنج بیشتر بخوانید.
جمع‌بندی
هنگام خرید ارت‌سنج، علاوه بر دقت، دامنه اندازه‌گیری و سهولت استفاده، فرکانس جریان تزریقی یکی از عوامل حیاتی است که باید مد نظر قرار گیرد. دستگاه‌هایی که قادر به تنظیم فرکانس جریان تزریقی و ارائه اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر در شرایط مختلط زمین هستند، به شما این امکان را می‌دهند تا نتایج دقیق‌تری بدست آورید و از این طریق ایمنی و عملکرد بهینه سیستم‌های ارتینگ را تضمین کنید. انتخاب ارت‌سنج مناسب با توجه به تمامی این ویژگی‌ها باعث افزایش دقت اندازه‌گیری‌ها و کاهش مشکلات ناشی از شرایط مختلف زمین خواهد شد.
سوالات متداول
دقت اندازه‌گیری از آن جهت مهم است که ارت‌سنج‌های دقیق می‌توانند مقاومت زمین را با دقت بالاتر از یک هزارم اهم (۰.۰۰۱ اهم) اندازه‌گیری کنند. این دقت بالا به شما امکان می‌دهد عملکرد سیستم ارتینگ را به‌درستی ارزیابی کرده و از ایمنی و کارایی آن اطمینان حاصل کنید.
فرکانس جریان تزریقی تأثیر زیادی بر دقت اندازه‌گیری دارد، زیرا زمین در برابر فرکانس‌های مختلف به طور غیر یکنواخت پاسخ می‌دهد. دستگاه‌هایی که می‌توانند فرکانس جریان تزریقی را تغییر دهند، اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری ارائه می‌کنند، به‌ویژه در شرایطی که نوع خاک یا ترکیب مواد موجود متنوع است.
ویژگی‌هایی مانند صفحه‌نمایش خوانا، نور پس‌زمینه برای نمایش در شرایط نوری کم، رابط کاربری ساده، و طراحی سبک و قابل‌حمل باعث سهولت استفاده از ارت‌سنج می‌شوند. این امکانات به کاربر کمک می‌کنند تا دستگاه را به راحتی تنظیم کرده و نتایج را به وضوح مشاهده کند.
