Voolumuundur on seade, mis varjab vahelduv- või alalisvoolusignaalid analoogseadmete signaalideks, et teatud tööstuslikud juhtimissüsteemid saaksid neid kasutada ja hõlpsasti tõlgendada. Enamasti ei paista need väljastpoolt eriti välja; need on tavaliselt ruudu- või ristkülikukujulised ning võivad meenutada kaasaskantavat kõlarit, millel on sisend- ja väljundkaablite pistikud. Nende funktsioon on aga paljude erinevate mehaaniliste toimingute jaoks väga oluline. Elekter on oluline mitut tüüpi masinate ja suure võimsusega protsesside käitamiseks tootmises ja muudes tööstuslikes tingimustes. Masinate lihtsalt pistikupesadesse ühendamine ei ole aga alati parim lahendus ja siin tulevadki sisse muundurid. Seade võtab allikast toorenergia ja teisendab selle täpselt niisugusteks väärtusteks, mida seade sisendi poolel nõuab. Selle protsessi toimumise inseneritöö võib olla üsna keeruline, kuid selle toimimise lihtne fakt on enamikul juhtudel kõige olulisem aspekt.
Andurid üldiselt
Üldiselt kasutatakse terminit “muundur” mis tahes seadme või mehhanismi kohta, mis muundab elektrienergiat muudeks energialiikideks. Muundurid on tavaliselt näiteks helikõlarite osad, mis muudavad elektrienergia helienergiaks; rõhuandurites muunduvad need elektriliseks signaalimiseks. Kombineeritud terminit “voolumuundur” kasutatakse aga tavaliselt ainult seadetes, mis nõuavad vahelduvvoolu (AC) või alalisvoolu (DC) elektrivoolu signaalide muundamist analoogsignaali baasiks. Need teisendavad mõõdetud vahelduv- või alalisvoolu väärtuse, võib-olla mootori või pumba toiteallika, kas 4-20 mA (mA) alalisvoolu analoogprotsessi väärtuseks või 3-15 psi survega pneumaatiliseks signaaliks pneumaatiliste juhtimissüsteemide jaoks. Need seadmed näivad tavaliselt töötavat tavalise elektriga, kuid muundur reguleerib energiat ja väljundit.
Peamised kasutusalad
Praegused muundurid hakati laialdaselt kasutama 1970. ja 80. aastatel, kui suuri töötlemistehaseid, näiteks nafta rafineerimistehaseid, arvutistati. Enamikku oli pneumaatiliste juhtimissüsteemide abil senini juhitud pneumaatika siseohutuse tõttu tule- ja plahvatusohtlikes keskkondades. Selleks, et arvutid saaksid kasutada reaalajas infot, mis pärineb paljudest pneumaatilistelt protsessisaatjatelt, mis mõõdavad temperatuure, rõhku, voolusid, tasemeid ja muid muutujaid, tuli nende pneumaatilised väljundid rõhu abil muuta elektroonilisteks signaalideks.
Nendes tehastes oli ka sadu pneumaatiliselt käivitatavaid juhtventiile, mis pidid saama juhtarvutilt oma väljundjuhised. Enamasti saatsid need arvutid signaale 4-20 mA alalisvoolu analoogvoolusignaalidena. See nõudis voolu muundamist pneumaatiliseks. Tööstus nimetas neid peagi I-P- või I/P-muunduriteks, kus “I” tähistab voolusisendit ja “P” tähistab pneumaatilist väljundit.
Magnetväljade tähtsus
Enamik I/P muundureid teisendab oma elektroonilised signaalid pneumaatiliseks, juhtides voolu läbi magnetväljas mähitud mähise, mis moduleerib vasturõhudüüsi pneumaatilises pilootahelas, mis tagab 3–15 psi pneumaatilise väljundi. Rõhk vooluseadmetele kasutavad survediafragmasid, mis on mehaaniliselt ühendatud ergastatud tensomõõturite, piesoandurite või mahtuvusanduritega, mis juhivad väljundvõimendi sektsiooni. Seejärel edastavad need juhtsüsteemidele vajaliku 4-20 mA alalisvoolu väljundi.
Teisendusseadmed
Juhtseadmete valdkonnas kasutatakse seda terminit ka konkreetsete konversiooniseadmete määratlemiseks. Need seadmed muudavad 4–20 mA alalisvoolu analoogprotsessi signaalid 3–15 psi analoogpneumaatiliseks signaaliks, et käivitada proportsionaalsed pneumaatilised juhtventiilid või teisendada rõhusignaalid proportsionaalseteks 4–20 mA alalisvoolu analoogprotsessisignaalideks. Neid mõõtmisi kasutatakse tavaliselt normaalselt toimiva protsessi kirjeldamiseks. Teisendades instrumendi tegelikud signaalid nendesse standarditud vahemikesse, saab neist vahemikest väljapoole jäävaid mõõtmisi üles märkida ja neid diagnostikas kasutada.
Anduripõhised muundurid
Teatud tüüpi andurid, tavaliselt need, mis mõõdavad toitejuhi magnetvoogu masinate ja protsessiseadmete mootorivoolude tuvastamiseks, võivad kanda ka vooluanduri nime. Need on tavaliselt seotud analoog-milliamprite või pingesignaalide edastamisega juhtimissüsteemidesse.
Tahked südamikuga muundurid on suletud ahelaga rõngastrafodega, mis tuleb libistada üle toitejuhi ajutiselt avatud otsa. Seevastu jagatud südamikuga muunduritel on trafo rõnga hingedega külg, mida saab ajutiselt avada, et rõngast saaks libistada ümber juhtme, mida ei saa lahti ühendada. Tavaliselt sisaldavad need alaldit ja reguleeritavat väljundi konditsioneerimisahelat, et võimaldada analoogjuhtimissüsteemide spetsiifilisi kalibreerimisi.