بسیاری از صنایع مانند گاز، پتروشیمی، آزمایشگاه‌های صنعتی و … محیط‌های حساسی هستند که نیاز به کنترل فشار مواد مورد استفاده و محیط کار دارند. سنسور فشار وسیلهای است که به این منظور طراحی شده و در صنعت جایگاه ویژه‌ای دارد. شاید استخراج نفت و صنایع پتروشیمی از معروف‌ترین صنایع حساس به فشار فضاهای داخلی و خارجی هستند که برای کنترل و اندازه‌گیری فشار آن‌ها از سنسورهای فشار استفاده می‌شود. نه تنها در چنین صنایع حساسی، بلکه از سنسورهای فشار در بسیاری از صنایع دیگر برای حفظ و نگهداری محصول و حتی روند تولید محصولات استفاده می‌شود.
سنسور فشار
سنسور فشار وسیلهای برای اندازه‌گیری فشار گازها یا مایعات است. فشار عبارت است از نیرویی که برای جلوگیری از انبساط مایعات لازم است و معمولاً بر حسب نیرو در واحد سطح بیان می‌شود. سنسورهای فشار معمولاً به عنوان مبدل عمل می‌کنند. این دستگاه یک سیگنال الکتریکی به عنوان تابعی از فشار وارده تولید کرده و به نمایشگر‌ها می‌فرستد. سنسورهای فشار برای کنترل و نظارت در هزاران کاربرد روزمره استفاده می‌شوند. از سنسور فشار می‌توان برای اندازه‌گیری غیر مستقیم متغیرهای دیگر مانند جریان سیال / گاز، سرعت، سطح آب و ارتفاع نیز استفاده کرد. سنسورهای فشار را می‌توان مبدل فشار، فرستنده فشار، شاخص فشار، پیزومتر و مانومتر و… نیز نامگذاری کرد.
انواع سنسور فشار
انواع سنسور فشار می‌توانند از نظر فناوری، طراحی، عملکرد، مناسب بودن کاربرد و هزینه به شدت متفاوت باشند. برآورد تولیدکنندگان این است که به احتمال زیاد بیش از 50 فناوری و حداقل 300 شرکت تولید کننده سنسور فشار در سراسر جهان وجود داشته باشد. همچنین دسته‌ای از سنسورهای فشار وجود دارند که اندازه‌گیری در حالت دینامیکی برای تغییرات با سرعت بسیار بالا در فشار طراحی شده‌اند.
انواع سنسورهای فشار را می‌توان از نظر دامنه فشاری که اندازه‌گیری می‌کنند، دامنه عملکرد دما و از همه مهم‌تر نوع فشاری که اندازگیری می‌کنند نامگذاری کرد.
- سنسور فشار مطلق
- سنسورهای فشار خلا
- سنسورهای فشار دیفرانسیل
- سنسورهای فشار آب بندی شده
- سنسورهای فشار سنج
مقایسه انواع سنسور فشار
برخی سنسورهای فشار به صورت کلیدهای فشار هستند که با فشار خاصی روشن یا خاموش می‌شوند. به عنوان مثال، یک پمپ آب می‌تواند توسط کلید فشار کنترل شود تا هنگام آزاد شدن آب از سیستم، شروع به کار کند و باعث کاهش فشار در مخزن شود.
سنسور فشار آب بندی شده: این سنسور شبیه سنسورهای فشار سنج است با این تفاوت که فشار ثابت را نسبت به فشار اتمسفر محیط اندازه‌گیری می‌کند (که بسته به موقعیت و هوا متفاوت است).
سنسور فشار سنج: این سنسور فشار را نسبت به فشار جو اندازه‌گیری می‌کند. فشار سنج تایر نمونه‌‌ای از اندازه‌گیری فشار گیج است. هنگامی که صفر را نشان می‌دهد، فشار اندازه‌گیری آن همان فشار محیط است.
سنسورهای فشار دیفرانسیل: این سنسور تفاوت بین دو فشار را اندازه می‌گیرد. سنسور فشار دیفرانسیل برای اندازه‌گیری بسیاری از خصوصیات مانند افت فشار در فیلترهای روغن یا فیلترهای هوا، سطح مایع (با مقایسه فشار بالا و پایین مایع) یا میزان جریان (با اندازه‌گیری تغییر فشار در محدودیت) مورد استفاده قرار می‌گیرند. از نظر فنی، بیشتر سنسورهای فشار، سنسور فشار دیفرانسیل هستند. به عنوان مثال یک سنسور فشار سنج فقط یک سنسور فشار دیفرانسیل است که یک سر آن به جو محیط باز است.
سنسورهای فشار خازنی: سنسور فشار خازنی شامل یک خازن با یک صفحه صلب و یک غشای انعطاف پذیر به عنوان الکترود است. مساحت این الکترودها ثابت است و همچنین ظرفیت آن متناسب با فاصله بین الکترودها است. فشار قابل اندازه‌گیری به سمت غشای انعطاف پذیر وارد می‌شود و انحراف حاصل باعث تغییر خازنی می‌شود که با استفاده از مدار الکتریکی قابل اندازه‌گیری است.
کاربرد سنسور فشار
سنسورهای فشار کاربرد‌های گوناگونی دارند که در این بخش به تعدادی از آن‌ها می‌پردازیم.
- اندازگیری فشار: کاربرد اصلی سنسورهای فشار اندازگیری فشار است که به واسطه آن می‌توان عوامل دیگر را نیز بررسی و اندازگیری کرد.
- محاسبه ارتفاع از سطح دریا: کاربرد این محاسبه در هواپیما‌ها و بالن‌های هواشناسی و… است که در آن از رابطه تغییر فشار با ارتفاع از سطح دریا استفاده می‌شود.
- اندازگیری جریان (با کمک اثر ونتوری ): در این اثر، اختلاف فشار با سرعت جریان گذرنده در ظرف، رابطه مستقیم دارد. از آن جهت که اختلاف فشار در ظرف بسیار کم است باید از سنسور فشار حساس با بازه کم استفاده کرد.
- اندازگیری ارتفاع و عمق: می‌توان از سنسور فشار برای محاسبه ارتفاع سطح مایع استفاده کرد. همچنین برای اندازگیری ارتفاع جسم‌های غوطه ور در آب مانند زیر دریایی‌ها از این روش استفاده می‌شود.
- بررسی نشتی: می‌توان با استفاده از سنسورهای فشار و محاسبه افت فشار در مخزن، متوجه نشتی شد.
بیشتر بخوانیم: آشنایی با انواع شیر برقی آب
نکات کلیدی درمورد سنسور فشار
طرز کار سنسور فشار چگونه است؟ مبدل فشار را اندازه‌گیری می‌کند و بعد از آن از سنسوری استفاده می‌کند که قادر است فشار وارد بر آن را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کند. سپس این سیگنال‌های الکتریکی به کنترل کننده‌ها یا جایی که پردازش و ضبط می‌شوند، فرستاده می‌شوند. مبدل‌های فشار از فشار سنج برای اندازه‌گیری نیروی وارد بر آن‌ها استفاده می‌کنند. پدیده‌هایی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل تغییر در ظرفیت، یا تغییر در مقاومت اهمی فشار سنج یا عنصر پیزوالکتریک هستند، که متناسب با مقدار انحراف هنگام اعمال فشار می‌باشند. معیارهای مهمی از جمله دامنه اندازه گیری، مناسب بودن محیط، اندازه فیزیکی و نیازهای برق و نوع اندازه فشار مورد نیاز، تأثیر مهمی بر روی تصمیم مهندسینی که به دنبال راه حلی خاص هستند، خواهد داشت.
در سنسورهای فشار از چند تکنولوژی برای حس کردن فشار استفاه می‌شود که بعضی از آن‌ها به شرح زیر هستند:
- گیج‌های کشش پیزو رزیستور
- خازنی
- الکترومغناطیسی
- پیزو الکتریک
- نوری
- پتانسیومتری
- رزونانس
- دما
- یونیزاسیون
طراحی سنسور فشار
شناخت انواع سنسورهای متداول، اصول عملکرد و حالت‌های استفاده (مطلق، گیج یا دیفرانسیل) می‌تواند به مهندسین کمک کند تا با انتخاب مناسب‌ترین سنسور برای عملکرد خاص، تصمیمات اولیه را برای اجرای آن بگیرند. مواد مورد استفاده و نوع ساخت می‌تواند تأثیر مهمی بر دامنه اندازه‌گیری،عوامل محدود کننده مانند حداکثر فشار قابل تحمل سنسور، زمان تثبیت پس از لحیم کاری و پایداری طولانی مدت در کاربرد مورد نظر داشته باشد. برای بدست آوردن اطلاعات بیشتر می‌توانید با متخصصان ما در ارتباط باشید و سنسور فشار مناسب برای صنعت خود را پیدا کنید.
برای خرید سنسور فشار در زمان انتخاب فروشگاه و نوع سنسور مورد نیاز، باید به ویژگی‌های مهمی مانند دقت دستگاه، معتبر بودن فروشگاه، دوام و مقاومت سنسور فشار، ایمنی، کالیبراسیون آسان، تکرارپذیری، ثبات دما، تعمیر و نگهداری آسان، قابلیت تعویض، زمان پاسخ گویی کم و سریع بودن دستگاه توجه کرد. برای گرفتن اطلاعات بیشتر در مورد سنسورهای فشار می‌توانید با متخصصان ما در ارتباط باشید.
سنسور فشار وسیلهای برای اندازه‌گیری فشار گازها یا مایعات است.
سنسورهای های فشار چه کاربردهایی دارند؟
کاربردهایی مانند اندازه گیری جریان سیال گاز، سرعت، سطح آب و ارتفاع و سایر موارد از کابردهای آنان می باشد.
سنسورهای فشار چه انواعی دارند؟
سنسورهای فشار مطلق، سنسور فشار خلا، دیفرانسیل، آب بندی شده و سنسورهای فشار سنج تنها چند نوع از انواع سنسورهای فشار می باشند.