سنسور فشار چیست؟
سنسور فشار وسیله ای است که فشار گاز یا مایع را اندازه گیری می کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. این دستگاه ها در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، خودروسازی، پزشکی، هوافضا و فرآیندهای تولیدی مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله به اصل عملکرد، فشار و کاربردهای سنسور خواهیم پرداخت
به گزارش «روزنامه دانشجویان ایران»؛ سنسور فشار وسیله ای است که فشار گاز یا مایع را اندازه گیری می کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. این دستگاه ها در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، خودروسازی، پزشکی، هوافضا و ساخت و ساز کاربرد دارند. در این مقاله به بررسی اصول عملکرد، انواع و کاربردهای سنسورهای فشار می پردازیم.
اصول عملکرد سنسور فشار
حسگرهای استرس بر اساس تغییرات فیزیکی ناشی از استرس کار می کنند. این تغییر معمولاً به صورت تغییر در مقاومت الکتریکی، ظرفیت خازنی یا تغییر شکل مکانیکی است. اصول کلی عملکرد سنسورهای فشار عبارتند از:
1. پیزوالکتریک: این سنسورها از مواد پیزوالکتریک استفاده می کنند که به دلیل تغییر فشار، ولتاژ تولید می کنند.
2. Piezoresistive: این سنسورها از تغییرات مقاومت الکتریکی مواد در اثر فشار استفاده می کنند.
3. خازنی: این سنسورها زمانی که فاصله بین صفحات خازن در پاسخ به فشار تغییر می کند، از تغییرات ظرفیت استفاده می کنند.
4. سنسورها: این سنسورها از تغییر مقاومت الکتریکی یک سیم پیچ یا سیم به دلیل تغییر طول استفاده می کنند.
قسمت های اصلی سنسور فشار
1. عنصر حساس به فشار: این عنصر معمولاً یک غشاء یا سطح حساس است که تحت فشار قرار می گیرد و تغییرات فیزیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
2. مبدل: این بخش تغییرات فیزیکی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند.
3. مدار الکترونیکی. این مدار سیگنال الکتریکی تولید شده توسط مبدل را تقویت و پردازش می کند و آن را به سیگنال خروجی قابل خواندن تبدیل می کند.
انواع سنسور فشار
سنسورهای فشار در انواع مختلفی تولید می شوند که هر کدام برای کاربرد خاصی مناسب هستند:
وزن خالی: این دستگاه ها وزن را بر اساس وزن خالی مطلق اندازه گیری می کنند. مجموعه ای از وسایل توزین بر اساس فاصله های مطلق. این دستگاه ها در بسیاری از صنایع از جمله هوافضا، پزشکی، خودروسازی و فرآیندهای صنعتی کاربرد دارند. در این مقاله به بررسی اصول کار، انواع و کاربرد ماشین آلات سنگین می پردازیم.
اصول عملکرد سنسور فشار مطلق
سنسورهای فشار مطلق با اندازه گیری فشار نسبت به یک مرجع ثابت و تعریف شده، که خلاء مطلق است، کار می کنند. این سنسورها معمولا از دیافراگمی استفاده می کنند که یک طرف آن خلاء مطلق دارد و از طرف دیگر فشار را اندازه می گیرد. تغییر فشار باعث تغییر شکل دیافراگم می شود که به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
اجزای اصلی یک سنسور فشار مطلق
1. دیافراگم: عنصر حساس به فشار که تغییرات فشار را حس می کند.
2. مبدل: بخشی است که تغییر شکل دیافراگم را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
3. مدار الکترونیکی: مدار تقویت و پردازش سیگنال که سیگنال الکتریکی تولید شده توسط مبدل را به خروجی قابل خواندن تبدیل می کند.
4. محفظه خلاء: محفظه در یک طرف دیافراگم قرار دارد و خلاء کامل را به عنوان مرجع پیوسته فراهم می کند.
نوع سنسور فشار مطلق
سنسورهای فشار مطلق بر اساس فناوری استفاده شده در آنها به چند دسته تقسیم می شوند:
1. سنسورهای Piezoresistive: این سنسورها از تغییرات مقاومت الکتریکی یک ماده در اثر فشار استفاده می کنند. این محصول در تجهیزات هیوندای استفاده می شود.
2. خازن های فلزی: این سنسورها از تغییر ظرفیت به دلیل تغییر فاصله بین صفحات خازن برای پاسخ به فشار استفاده می کنند.
3. سنسورهای پیزوالکتریک: این سنسورها از مواد پیزوالکتریک استفاده می کنند که در اثر تغییرات فشار، ولتاژ تولید می کنند.
4. سنسورهای نوری: این سنسورها از فشار برای تغییر خواص نوری اجسام استفاده می کنند.
کاربرد سنسورهای فشار مطلق
سنسورهای فشار مطلق در بسیاری از صنایع و فرآیندهای مختلف استفاده می شوند:
1. هوانوردی: در هواپیماها و فضاپیماها برای اندازه گیری فشار اتمسفر برای کنترل ارتفاع و عملکرد سیستم های مختلف استفاده می شود.
2. خودرو: از آنها در موتورهای خودرو و سیستم های انتقال برای اندازه گیری فشار هوای ورودی به موتور و بهینه سازی عملکرد آن استفاده می شود.
3. دارو: در تجهیزات پزشکی مانند فشارسنج و ونتیلاتور برای اندازه گیری دقیق فشار استفاده می شود.
4. فرآیندهای صنعتی: در کارخانه ها و کارگاه ها برای کنترل فشار در سیستم های تولید و فرآوری استفاده می شوند.
5. سیستم های آب و فاضلاب: در سیستم های آب و فاضلاب برای اندازه گیری و کنترل فشار استفاده می شود.
6. تحقیق و توسعه: در آزمایشگاه ها برای اندازه گیری دقیق فشار در تحقیقات علمی و فنی استفاده می شود.
سنسورهای فشار مطلق ابزاری حیاتی برای اندازه گیری دقیق فشار در صنایع مختلف هستند. به دلیل دقت بالا، پاسخ سریع و اندازه گیری مستقل از محیط، این سنسورها در بسیاری از کاربردهای صنعتی از جمله فرآیندهای هوافضا، خودرو، پزشکی و صنعتی استفاده می شوند. با پیشرفت تکنولوژی، سنسورهای فشار مطلق همچنان نقش مهمی در بهبود کارایی و ایمنی فرآیندهای صنعتی ایفا می کنند.
2. سنسورهای اندازه گیری فشار: این سنسورها فشار را نسبت به فشار اتمسفر اندازه گیری می کنند. برای خرید این محصول به وب سایت Ventigo مراجعه کنید.
3. سنسورهای فشار دیفرانسیل: این سنسورها اختلاف فشار بین دو نقطه را اندازه گیری می کنند.
4. سنسورهای فشار خلاء: از این سنسورها برای اندازه گیری فشار زیر فشار محیط استفاده می شود.
https://iusnews.ir/fa/news-details/509411/%D8%A7%D8%B5%D9%88%D9%84-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B3%D9%85%DB%8C%D8%AA%D8%B1-%D9%81%D8%B4%D8%A7%D8%B1/برنامه های سنجش استرس
سنسورهای فشار در صنایع و فرآیندهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند:
1. صنعت نفت و گاز: برای نظارت بر فشار در خطوط لوله، چاه ها و تجهیزات فرآیند استفاده می شود.
2. اتومبیل: برای اندازه گیری فشار در سیستم های کنترل سوخت، ترمز و موتور استفاده می شود.
3. پزشکی: در تجهیزات پزشکی مانند دستگاه تنفس مصنوعی و فشارسنج استفاده می شود.
4. هوانوردی: برای نظارت بر فشار کابین و سیستم های هیدرولیک در هواپیما و فضاپیما استفاده می شود.
5. فرآیندهای صنعتی: در کارخانه ها و کارگاه ها برای کنترل فشار در سیستم های تولید و فرآوری استفاده می شود.
6. تاسیسات آب و فاضلاب: برای اندازه گیری و کنترل فشار در سیستم های آب و فاضلاب استفاده می شود.
کیفیت سنسور سرعت
- دقت بالا: بسیاری از سنسورهای فشار دقت بالایی در اندازه گیری فشار دارند.
- پاسخ سریع: این سنسورها به سرعت به تغییرات فشار واکنش نشان می دهند.
- تطبیق پذیری استفاده: سنسورهای فشار مختلف برای مایعات و گازهایی با ویژگی های مختلف مناسب هستند.
- ساختار بادوام: سنسورهای فشار عموما ساختاری قوی و بادوام دارند که آنها را برای کاربردهای صنعتی مناسب می کند.
معایب سنسورهای فشار
- قیمت: برخی از سنسورهای فشار، به ویژه انواع پیشرفته و دقیق تر، قیمت بیشتری دارند.
- کالیبراسیون مورد نیاز: این سنسور برای حفظ اندازه گیری های دقیق نیاز به کالیبراسیون منظم دارد.
- حساسیت به شرایط محیطی: برخی از سنسورهای فشار می توانند تحت تأثیر شرایط محیطی مانند رطوبت، دما و گرد و غبار قرار گیرند.
اخرین حرف
