Basınç sensörü, giriş mekanik basıncını elektrik çıkış sinyaline dönüştüren proses endüstrilerinde en yaygın kullanılan ve popüler ekipmanlardan biridir. Boyut, kapasite, ölçüm yöntemi, ölçüm teknolojisi ve çıkış gereksinimlerine göre farklı tipte basınç sensörleri üretilmektedir.
Basınç sensörleri mutlak basıncı, bağıl veya gösterge basıncını (atmosfer basıncına göre) veya fark basıncını (iki basınç noktası arasındaki fark) ölçebilir. Sensör seçiminin spesifik uygulamaya ve gereken doğruluk, çözünürlük ve çalışma aralığına bağlı olduğunu unutmayın.
Basınç sensörleri türleri
Basınç sensörü, gaz veya sıvılardaki giriş mekanik basıncını elektriksel çıkış sinyaline dönüştüren bir cihazdır. Bu ekipman, uygulanan basıncı ölçebilen, basınca duyarlı bir öğe içerir ve elektronik bileşenler, bilgiyi bir elektrik çıkış sinyaline dönüştürmek için çalışır.
Dalgıç basınç sensörleri tanklarda voltaj veya akım çıkışı (4-20 mA) ile sıvı basıncını (30 PSI'a kadar) ölçmek için kullanılabilir. Bu sensörleri tankın altına yerleştirerek tankın içeriği hakkında doğru bilgi alabilir ve tank seviyesi sınırın altına düştüğünde çalışanları veya proses kontrol sistemini uyarabilirsiniz.
Basınç, bir sıvı veya gazın birim alan başına uyguladığı kuvvet miktarı olarak tanımlanır (P=F/A) ve ortak basınç birimleri pascal (Pa), bar (bar), N/mm2 veya psi'dir (pound) ) inç kare başına). Referans basınca göre basınç sensörleri üç genel kategoriye ayrılır: mutlak basınç, gösterge basıncı ve fark basıncı:
1. Mutlak Basınç Sensörü (Mutlak)
Bu tip sensörler barometre ve altimetre cinsinden basıncı ve atmosfer basıncını ölçmek için kullanılır. Nadir durumlarda, mutlak koşullarda (kapalı sistemler gibi) fiziksel basınç ölçümleri kaçınılmazdır. Bu gibi durumlarda kullanılan basınç sensörünün hazneye özel bir şekilde yerleştirilmesi gerekmektedir. Bu basınç mutlak sıfır basınca göre ölçülür. Örneğin bu sensör açık havaya konulursa yaklaşık 1 bar basınç görüntülenecektir.
2. Basınç veya göreceli basınç sensörü (gösterge veya akraba)
Bu tip kendi içinde aşağıdaki iki kategoriye ayrılır:
havalandırmalı gösterge
mühürlü gösterge
diğer yandan, aralık açısından başka bir kategoride basınç ölçümü bu sensörler üç kategoriye ayrılır:
Yalnızca atmosferden daha yüksek basınçları ölçebilen pozitif gösterge basıncı
Yalnızca atmosferden daha düşük basınçları ölçebilen vakum veya vakum
Aşağıdaki gibi kombinasyon: Adından da anlaşılacağı üzere atmosfere göre daha düşük ve daha yüksek basınçları ölçebilmektedir
1. Diferansiyel basınç sensörü (diferansiyel)
İki kategoriye ayrılırlar: tek yönlü fark basınç sensörü ve iki yönlü basınç sensörü.
Teknoloji türleri ve basınç sensörünün nasıl çalıştığı
Basınç sensörleri, referans basınç tipinin yanı sıra, basınç ölçüm teknolojisine dayalı olarak farklı tiplerde de üretilmektedir. Yaygın olarak kullanılan basınç sensörü türleri aşağıdaki gibidir:
Direnç Basınç Sensörü:
Bu tür basınç sensörleri yarı iletkenlerdeki piezo dirençli etkiyi kullanır. Basınç uygulandığında yarı iletkenin direnci orantılı olarak değişir. Dirençteki bu değişiklik ölçülür ve sıvı basıncına dönüştürülür.
Kapasitif basınç sensörü
Kapasitif sensör, C1 ve C2 kapasiteli iki kapasitöre ve diyaframa akışkan basıncı uygulayarak ve diyaframı saptırarak kapasitansı değiştiren bir diyaframa sahiptir. Son olarak sıvı basıncı, kapasitörün kapasitansındaki değişiklik yoluyla belirlenir.
Genel teknolojiler metal, seramik ve silikon diyaframlar kullanır. Ayrıca, kapasitörün kapasitansı doğru basınç sağlayacak şekilde kalibre edilebilir.< br>
Uygulanan basınç altında bir plakanın sapması ile kapasitanstaki değişimi gösteren kapasitif sensörler, çok hassas olabilir ve yüksek basınçlara dayanabilir. Ancak malzeme, yapıştırma ve sızdırmazlık gerekliliklerindeki sınırlamalar uygulamaları sınırlayabilir. İyi tekrarlanabilirlik ile birlikte düşük histerezise sahiptirler ve sıcaklık değişimlerine karşı çok hassas değillerdir.
Streen Gauge veya Gerinim
Gerinim ölçer sensörü, silikon gibi malzemelerdeki direnci değiştirerek sıvı basıncını ölçer. Aslında gerinim ölçer, basınç altında şekil değiştiren ve uygulanan basınca göre direnci değiştiren bir diyaframa bağlıdır. Bu sensör türü aynı zamanda piezo dirençli olarak da bilinir.
Mikroelektromekanik sensör
MEMS (Mikro Elektromekanik Sistem) sensörleri, mikron çözünürlüklü silikon üzerine kurulu piezo veya kapasitif basınç algılama mekanizması içerir. Bu sensörler, küçük boyutları ve uygun fiyatları nedeniyle elektronik ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Basınç Sensörü Uygulamaları
Basınç sensörleri, basıncın doğru izlenmesi ve kontrolünün gerekli olduğu çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Birçok endüstri, uygulamalarını izlemek ve kontrol etmek için basınç sensörlerine güveniyor; bu nedenle üretime olan talep arttı. Basınç sensörlerinin bazı yaygın uygulamaları aşağıda belirtilmiştir:
- اتوماسیون صنعتی: سنسور فشار در اتوماسیون صنعتی برای نظارت و کنترل فشار در سیستم های پنوماتیک و هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند. آنها کمک می کنند تا اطمینان حاصل شود که فرآیندها در محدوده فشار ایمن کار می کنند و کارایی و بهره وری را بهینه می کنند.
- نفت و گاز: سنسورهای فشار نقش مهمی در صنعت نفت و گاز برای نظارت بر فشار چاه، فشار خط لوله و سطح مخازن دارند. آنها به اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد فرآیندهای حفاری، تولید و حمل و نقل کمک می کنند.
- سیستم های HVAC: سنسورهای فشار در سیستم‌های گرمایش و تهویه مطبوع (HVAC) برای نظارت بر سطح فشار هوا کاربرد دارند. آنها به حفظ جریان هوا و تهویه مناسب کمک می کنند و به بهره وری انرژی و کیفیت هوای داخل خانه کمک می کنند.
- خودروسازی: سنسورهای فشار در کاربردهای خودرویی برای نظارت بر فشار تایر (TPMS)، عملکرد موتور و سیستم‌های کیسه هوا استفاده می‌شوند. آنها به ایمنی خودرو، بهره وری سوخت و عملکرد کلی کمک می کنند.
- آب و فاضلاب: سنسورهای فشار در تصفیه خانه های آب و فاضلاب برای نظارت بر فشار در لوله ها، مخازن و سیستم های فیلتراسیون به کار می روند. آنها به بهینه سازی فرآیندها و تضمین مدیریت کارآمد آب کمک می کنند.
Basınç sensörünün faydaları
Basınç sensörlerinin kullanımının endüstriler için birçok önemli avantajı vardır. Basınç sensörü, çeşitli endüstriyel sektörlerde yaygın olarak kullanılan ve yaygın olarak kullanılan bir ekipmandır. Çeşitli süreçlere hassasiyet, güvenlik ve verimlilik getirir ve diğer maliyetleri azaltırlar. Aşağıda basınç sensörlerinin ortak avantajlarından bazıları verilmiştir:
- دقت بالا: سنسورهای فشار داده‌های دقیق و قابل اعتمادی را ارائه می دهند و کنترل دقیق فرآیندهای صنعتی را آسان می‌کنند.
- ایمنی: در کاربردهایی مانند صنایع نفت و گاز، هوافضا و خودروسازی، سنسورهای فشار با جلوگیری از شرایط فشار بیش از حد و اطمینان از یکپارچگی تجهیزات به ایمنی فرآیند کمک می‌کنند.
- حساسیت: این سنسورها اغلب دارای حساسیت بالا به تغییرات فشار هستند، که این امر ایده‌آل برای کاربردهایی است که نیاز به اندازه‌گیری فشارهای کوچک یا دقیق دارند.
- زمان پاسخگویی سریع: بسیاری از سنسورهای فشار دارای زمان پاسخ کوتاهی به تغییرات فشار هستند که برای کاربردهایی مانند کنترل فرآیندها و سیستم‌های پویای بسیار مفید است.
- استحکام: بسیاری از سنسورهای فشار دارای ساختارهای محکم و مقاومی هستند که امکان کارکرد در شرایط صنعتی سخت را فراهم می‌سازند.
- کاربردهای گسترده: از کنترل فرآیندها تا کاربردهای پزشکی، سنسورهای فشار در زمینه‌های مختلفی به کار می‌روند و به بهبود عملکرد و کارایی کمک می‌کنند.