سنسور فشار
فشار نیرویی است که برواحد سطح وارد می شود.برای اندازه گیری فشار از سنسور فشار استفاده می شود که عملکرد آن بر پایه تبدیل فشار به سیگنال خروجی است این سنسور ها جهت کنترل و مانیتورینگ در صنایع مختلف استفاده می شود .
یکاهای مختلفی برای اندازه گیری فشار وجود دارند؛ مانند:پاسکال/اتمسفر/میلی مترجیوه/مترآب و…
روش های گوناگونی برای اندازه گیری فشار به کار می روند. فشار همیشه با عوامل دیگری مانند ارتفاع و دما در ارتباط است.
سنسورفشار با تکنولوژی های زیر ساخته می شوند:
دیافراگم و کپسولی
ترانسدیوسر خازنی فشار
ترانسدیوسر پتانسیومتری فشار
پیزو الکتریک
سنسور فشار”Pressure Transmitter’’چیست؟
در اغلب موارد از سنسور فشار برای اندازه گیری فشار مایعات و گازها استفاده می شود. عموما سنسورهای فشار کاربرد گسترده ای در صنعت دارند. نام های دیگر سنسور فشار؛
ترانسمیترفشار/پرشر ترنسدیوسر/حسگر و مبدل فشار است.زیرا فشار رابه یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
ساختار سنسور فشار:
سنسور فشار از سه قسمت اصلی تقویت کننده و مبدل و حس کننده ساخته شده اند. سنسورها در دو نوع نیوماتیکی و الکتریکی تولید می شوند. خروجی سنسورهای الکتریکی معمولا بین ۴ تا ۲۰ میلی امپر است و ترانسمیترهای نیوماتیکی (یا پنوماتیکی) بین ۳ تا ۱۵ PSI برحسب تغییرات کمیت ورودی می تواند تغییر کند. قسمت های مبدل “TRANSDUCER” و تقویت کننده برای انواع سنسورها یکسان است و برای کمیت های مختلف تنها قسمت حس کننده تفاوت دارد.
انواع سنسورهای فشار از نظر شکل :
*سنسورهای فشار آنالوگ
*سنسورهای دیجیتال
*سنسورهای عقربه ای
انواع سنسور از نظر کارکرد :
سنسورهای فشار سلیکونی
غیر محصور شده برای گازها و مایعات رقیق، مایعات غیر خورنده با غشائی از جنس استیل ضد زنگ برای کاربردهای صنعتی استاندارد
سنسورهای فشار فیلم نازک استیل ضد زنگ
برای کاربردهای هیدرولیکی و فشار دینامیکی بالا
سنسورهای فشار سرامیکی لایه ضخیم
برای سیالهای خورنده
سنسورهای فشار سرامیکی خازنی
برای محیط های خورنده و بازه بسیار کوچک اندازه گیری
فشار سنج معمولا نسبت به فشار هوای موجود ساخته می شود، یعنی فشار هوای مربوط به صفر بار. برای فشار بیشتر از فشار هوا مقدار بدست آمده یک مقدار مثبت است ( اضافه بار). برای فشار کمتر از فشار هوا این فشار منفی است .(فشار منفی)
رابطه بین مقدار اندازه گیری شده و مقدار خروجی توسط منحنی مشخصه تعریف توصیف می شود. بهترین حالت یک خط راست می باشد
اندازه گیری سطح هیدرواستاتیک
فشاری که در عمق خاصی از مایع موجود وارد می شود، به طور مستقیم متناسب با ارتفاع ستون این مایع در بالای مخزن است. برای آب، که دارای چگالی ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب است، فشاری حدود ۱۰۰ میلی بار در هر متر از عمق آب افزایش می یابد. با کالیبره کردن بر اساس چگالی مایع مورد استفاده در مخزن، سیگنال خروجی پراب هیدرواستاتیک می تواند با عمق مایع اندازه گیری شده تنظیم شود.
سنسور فشار مطلق:
دراین روش فشار سنجیده شده نسبت به فشار صفر مطلق سنجیده می شود.بنابراین در سطح دریا که فشار ۱اتمسفر وجود دارد سنسورهایی که با روش اندازه گیری مطلق اندازه گیری می کنند عدد ۱اتمسفر را نشان خواهند داد. کاربرد این سنسورها به عنوان معیاری برای کالیبره کردن دستگاه ها می باشد.همچنین درصنایعی که نیاز به بسته بندی غذا یا کالاهایی در فشار مشخصی باشد حتما باید سنسورهای فشار مطلق استفاده کرد. بدین ترتیب کالای تولیدشده را می توان در جای دیگر (که فشار محیط مصرف با فشار محیط تولید متفاوت است) نگهداری یا مصرف کرد. سنسور مطلق در صنعت کمتر استفاده شده و سنسورهای نسبی بیشتر استفاده می شوند.
انواع کاربرد سنسور فشار:
همانطور که گفته شد کاربرد اصلی سنسور فشار اندازه گیری و نمایش فشار است. اما کاربرد های جانبی دیگری نیز دارد. از سنسور فشار ترافاگ سری ECT در ابزارهای ماشینی و صنایع هیدرولیک و تصفیه آب استفاده می گردد.
خطا در سنسور فشار:
خطا به معنی تفاوت بین مقدار واقعی فشار و مقدار نشان داده شده است که معمولا به صورت درصد بیان می شود. دقت سنسورهای فشار امروزی در حدود ۰.۵٪است. باتوجه به کاتالوگ می توان از دقت اندازه گیری هر سنسور آگاه شد.
یکی دیگر از ویژگی های مهم در این سنسورها تکرار پذیری است. تکرار پذیری حداکثر تفاوت بین خواندن خروجی برای فشارهای مکرر تحت شرایط محیطی یکسان است. سنسورهای فشار قابلیت تکرارپذیری دارند رد خطای تعریف شده را دارند.
نکات مهم در انتخاب سنسور فشار مناسب:
درهنگام انتخاب سنسور فشار باید به موارد زیر توجه داشت:
محدوده فشار قابل اندازه گیری و دقت دستگاه و نوع خروجی و شکل ظاهری سنسور و محیطی که سنسور در آن قرار دارد و موارد حفاظتی و…
همیشه باید عواقب آسیب بیش از حد فشار را به علت خطاهای عملیاتی و خطا در طراحی و یا عدم انسداد دستگاه درحین آزمون فشار و راه اندازی در نظر گرفت.
جنس قطعات استفاده شده در ترنسمیتر فشار بسیار مهم است. زیرا این مواد باید برای سازگاری با مایع یا گاز اندازه گیری شده انتخاب شوند. گاهی لازم است که قطعات دربرابر خوردگی مقاوم باشند