سنسور فشار

سنسور فشار چیست؟

سنسورهای فشاربا این نام ها هم شناخته می شوند:مبدل فشار،ترنسمیترفشار(در مجموع ترانسميترها از سه قسمت اصلي تقويت كننده، مبدل (ترانسديوسر) و حس كننده ساخته شده اند، اندیکاتور فشار،پیزومتر،ارسال کننده فشار،مانومتر و نام های دیگر.

سنسور فشار یکی از پر کاربردترین ابزارهای مورد استفاده در اتوماسیون صنعتی است.

سنسور فشار یا حسگر فشار عموماً فشار گاز یا مایع را اندازه می گیرد. فشار به اصطلاح نیروی لازم برای جلوگیری از پخش شدن مایع است و در واقع مبین نیرویی است که سیال را از منبسط شدن باز می دارد و فشار عبارتست از نیروی وارد بر سطح که در دستگاه SI بر اساس پاسکال(Pa) تعریف می شود.

علاوه بر واحد پاسکال از اتمسفر(atm) و بار (bar) نیز بصورت گسترده بعنوان واحد های اندازه گیری فشار استفاده میشود.

1bar = 100kpa

1atm = 101.325kpa

یک سنسور فشار ، معمولاً به صورت یک ترانسدیوسر عمل می کند (ترانس دیوسر  یک مبدل است که در بخش ثانویه به کار می‌رود و وظیفه تبدیل یک کمیت به کمیت دیگر را بر عهده دارد) توسط این دستگاه نوعی سیگنال تابع اثر فشار را به عنوان عملکرد فشار تحمیلی تولید می کند، برای این منظور می توان سیگنال الکتریکی در نظر گرفت.

انواع اندازه گیری فشار

سنسورهای فشار می توانند در ترم محدوده ی فشار اندازه گیری شده؛ رنج کاری دما و اهمیت فشار در اندازه گیری ها ، طبقه بندی می شوند.سنسورهای فشار مطابق کاری که انجام می دهند نام گذاری می شوند . اما همان تکنولوژی ممکن است در سنسوری با نام های متفاوت هم موجود باشند.

به صورت کلی می توان موارد مهم در انواع اندازه گیری فشار را به صورت زیر تقسیم کرد:

محدوده اندازه گیری :	bar	7	~	0
دمای عملکرد :	°C	85	~	20-
خروجی سنسور :	mA	20	~	4

حسگر فشار:

سنسور فشار امروز در صنعت کاربرد بسیار گسترده ای پیدا کرده است. این حسگر عموماً برای سنجش مایعات و گازها مورد استفاده قرار می گیرد. سنسور فشار در صنایع مختلف از جمله صنعت هوایی ، اتومبیل ، هواشناسی و همچنین در صنایع دیگر مورد استفاده قرار میگیرد.

اساساً سنسور فشار در سه تیپ متفاوت ساخته می شوند که بسته به نوع کاربرد، مورد استفاده قرار میگرند .

 این سه نوع عبارتند از:

1-سنسور فشارهای آنالوگ  

2-سنسور فشارهای دیجیتال  

3- سنسور فشارهای عقربه ای (مانومتر)

هرکدام از دسته های ذکر شده در بالا در فضای خاص خود مورد استفاده قرار می گیرد که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

1-سنسور فشار های دیجیتال: این سنسور ها به صورت صفر و یک عمل کرده و فقط عدم و یا وجود فشار در سیستم را به کاربر اطلاع می دهد.درصورتی که فشار در سیستم وجود داشته باشد این حسگر می تواند یک کنتاکت باز و یا بسته در خروجی خود مشخص کند.

2-سنسور فشارهای آنالوگ : این نوع از سنسور فشارها دارای کاربرد زیادی در صنعت می­باشد. این سنسورها می توانند حساسیت در حد میلی بار را سنس کرده و در خروجی خود آن را نشان دهد. سنسور فشار های آنالوگ دارای خروجی20 – 4 میلی آمپر و یا 10-0 ولت می باشند

3-سنسور فشار های عقربه ای : این سنسور فشار ، فشار موجود در سیستم را بصورت چرخش عقربه مشخص می نماید.

تفاوت سنسور فشارهای دیجیتال ، آنالوگ و عقربه ای :

1-هریک از سنسورهای بالا در قسمت های مختلف سیستم مورد استفاده قرار می گیرند.

2-سنسور فشار عقربه ای در برابر افزایش فشار آنی به شدت حساس می باشد.

3-سنسور فشار آنالوگ بسیار دقیق تر از دیگر سنسورها می باشد.

4- قیمت سنسورهای فشار آنالوگ به مراتب از دیگر سنسورها بالاتر می باشد.

5- نگهداری سنسور فشار های آنالوگ هزینه کمتری نسبت به سنسورهای دیگر را دارا می باشد.

نحوه ی سیم کشی سنورهای فشار آنالوگ:

سنسورهای فشار آنالوگ بصورت دو سیم به سیستم متصل می شوند و همچنین یک پایه برای متصل کردن به ارت نیز وجود دارد. پایه1حسگر به مثبت متصل می شود و پایه2 آن به کنترل کننده موردنظر مانند PLC متصل میشود. پس از انجام این کار حسگر در صورت سنس خروجی را به کنترل کننده ارسال می کند.

انواع ترانسمیتر فشار:

• ترانسمیتر فشار به همراه نمایشگر
• ترانسمیتر فشار مخصوص محیط های انفجاری
• ترانسمیتر فشار تفاضلی
• ترانسمیتر فشار هوشمند
• ترانسمیتر فشار پایین
• ترانسمیتر فشار صنعتی
• ترانسمیتر فشار قلمی

هم چنین دسته ای از ترانسمیترهای فشار موجود هستند که برای اندازه گرفتن شکل پویای تغییرات سریع طراحی می شوند. مثالی که می توان از کاربرد این نوع ترانسمیترهای فشار بیان کرد اندازه گرفتن فشار احتراق سیلندر موتور و یا گاز توربین است.

در انتخاب ترانسمیترهای فشار بایستی نکات زیر را در نظر داشت:

• منفی یا مثبت بودن فشار
• دقت وسیله
• مطلق یا نسبی بودن فشار
• محدوده اندازه گیری
• نوع خروجی لازم
• نوع خورندگی ماده

کاربرد های دیگر ترانسمیتر های فشار به شرح زیر میباشد:

1- اندازه گیری فشار
این کاربرد، در مواردی از جمله تجهیزات هواشناسی، هواپیما، اتومبیل و سایر وسایلی که در آن‌ها فشار کارایی دارد استفاده می شود که منظور همان کاربرد مستقیم ترانسمیتر های فشار است.

2-اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا
کاربرد آن در موشک،هواپیما، بالن‌های هواشناسی، ماهواره و غیره است. در همه این موارد از رابطه بین تغییرات فشار با ارتفاع نسبت به سطح دریا استفاده میشود.

3-اندازه گیری جریان
جریان را می توان به وسیله اثر ونتوری و رابطه آن با فشار، اندازه گرفت. در یک تیوب ونتوری اختلاف فشار بین دو بخش (ضمن داشتن دهانه ای با قطرهای متفاوت) اندازه گرفته می شود. این اختلاف فشار، رابطه مستقیم با سرعت جریانی که از تیوب می گذرد دارد. چون که این اختلاف فشار نسبتاً کوچک است ترانسمیتر فشار که دارای بازه کم به کار برده میشود.

4-اندازه گیری ارتفاع / عمق
می توان برای اندازه گیری ارتفاع سطح مایع ازترانسمیتر فشار استفاده نمود.عمدتا از این تکنیک برای اندازه گرفتن موقعیت جسم غوطه ور در آب ( مثل زیر دریایی ها، غواص‌ها) و یا ارتفاع سطح مایع درون یک مخزن (مانند مایع داخل برج آب) استفاده می شود. در اکثر کاربردهای عملی، سطح مایع با فشار متناسب است.

5-آزمایش نشتی
با اندازه گرفتن افت فشار می توانیم نشتی سیستم را محاسبه کنیم. روش‌های معمول برای این کار، دو روش میباشند:

1. مقایسه کردن فشار سیستم با فشار سیستمی که نشتی مشخصی دارد و استفاده کردن از این اختلاف فشار
2. اندازه گرفتن فشار و کنترل تغییرات آن در طول یک بازه زمانی

 برای بدست آوردن ارتفاع و وزن داخل مخازن با استفاده از سنسور فشار از فرمول های زیر استفاده می کنیم.

                                                            P=ρ g h

P : فشار سیستم بر حسب پاسکال                                                 ρ : دانسیته مایع

g : عدد 9.8                                                                               h : ارتفاع بر حسب متر      

A:سطح مقطع بر حسب متر                                                    A=πr² 

V: حجم بر حسب متر مکعب                                                   V=h*A

M: جرم بر حسب کیلوگرم                                                       m=v*ρ

برای بدست آوردن وزن ارتفاع مایعات داخل تانک نیاز به دانسیته مایع مورد نظر می باشد. که در زیر به چند مورد اشاره شده است.

 نحوه ی کدخوانی سنسور فشار هاگلر

سنسورهای فشار هاگلر سری HOT

سری HOT یک ترانسمیتر فشار با جنس فولاد ضد زنگ با کیفیت بالاست که جهت اندازه گیری گازها و مایعات استفاده می شود و همچنین با استیل ضد زنگ سازگاری دارد.

سری HOT برای کاربردهای صنعت خودرو،هیدرولیک صنعتی،سردخانه ایی،ساخت وسازهای غیر جاده ای وکشاورزی مناسب می باشد. با استانداردهای EMI/RFI،خطاهای ایستایی(استاتیک) وحرارتی پایین و مقاومت در برابر شوک و ارتعاشات،سری HOT عملکردی بدون مشکل در حرارت های تا 125 درجه سانتی گراد را تضمین می کنند.

سری HOT با دارا بودن ویژگی حسگری Piezo resistive همراه با جدیدترین مدار ASIC دقت عالی، حق انتخاب خروجی با سطح بالا و پایداری طولانی مدت ارائه می دهد این مدل همچنین دارای پوششی سخت از جنس فولاد ضد زنگ می باشد.

ساختار بسیار قدرتمند ساخته شده از فولاد ضد زنگ این مدل خالی از هر گونه روغن سیلکون یا حلقه چنبری(O-Ring) است.اندازه گیری های این مدل در هر معیار و فشار مطلقی قابل دسترسی هستند و محدوده فشار آن تا 1000 می باشد و با گارانتی یک ساله پشتیبانی می شود.

کاربردها :

1-کمپرسور هوا

2-کنترل پمپ ها

3-جرثقیل

4-نصب وراه اندازی ساختمان

5-فشار

6-ماشین آلات پلاستیکی

7-کنترل سطح