آشنایی با انواع سنسور فشار

یکی از مهمترین نکات در تولید و فراوری محصولات، اندازه گیری فشار است؛ به همین دلیل در ابزارهای صنعتی از سنسور فشار استفاده می شود تا بتوان میزان فشار وارده بر سیالات را اندازه گیری کرد. این وسیله کاربردهای زیادی دارد و در انواع صنایع از آن بهره می گیرند. انواع سنسور فشار صنعتی شامل موارد مختلفی است که بر اساس دامنه اندازه گیری، شرایط عملیاتی و نوع فشار تقسیم بندی می شوند.

سنسور فشار چیست؟

سنسور فشار وسیله ای است که جهت تبدیل تغییرات فیزیکی به سیگنال الکتریکی استفاده می شود. این وسیله یک ابزار حیاتی در صنایع فرآیندی مانند نفت و گاز است و می تواند هرگونه فشار شامل فشار مایعات، فشار گازها و دیگر سیالات را اندازه گیری کند. نتایج به دست آمده از این ابزار بسیار دقیق بوده و قابل استفاده برای محاسبات دیگر کمیت ها نیز است. همچنین می توانید با تبدیل واحد آنلاین، انواع کمیت ها را به دست آورید.

انواع سنسور فشار

انواع سنسور فشار بر اساس نوع فشار، دامنه عملیاتی و دامنه اندازه گیری، تقسسیم بندی می شوند که شامل موارد زیر هستند:

سنسور فشار مکانیکی

سنسور فشار مکانیکی از قسمت های مختلفی تشکیل شده است و شامل دیافراگم فلزی، تکیه گاه دیافراگم و مواد انتقال دهنده فشار است. دیافراگم به یک محور مرکزی متصل می شود. یک آهنربای الکتریکی، شفت را می چرخاند. شفت قسمتی است که باعث ایجاد سیگنال الکتریکی می شود. میزان چرخش، به میزان فشار هوای اعمال شده بستگی دارد و می توان از آن برای اندازه گیری استفاده کرد.

بعضی از سنسورهای فشار از یک دیافراگم لاستیکی متصل به شفت مرکزی استفاده می نمایند. هنگامی که سنسور، تشخیص دهد تغییری در هوا رخ داده، شفت به لرزه در می آید و یک سیگنال الکتریکی ایجاد می شود.

سنسور فشار الکترونیکی

اصلی ترین کار سنسور الکتریکی، تبدیل فشار به یک سیگنال الکتریکی کوچک است. فشاری که در یک لوله یا شیلنگ وجود دارد، نیرو را به سلول اندازه گیری سلول وارد و باعث ایجاد انحراف می شود. مدار الکتریکی این انحراف را اندازه گیری می کند و فشار محاسبه شده به ولتاژ خروجی تبدیل می شود. به همین دلیل به آن ها ترانسمیتر فشار گفته می شود.

سنسور الکترونیکی، تغییر فشار را از طریق دیافراگم اندازه گیری می کند. اگر این دیافراگم در یک طرف در معرض فشار فرایند و در طرف دیگر در معرض فشار محیط قرار گیرد، تغییر شکل با این فشار محیط کاهش پیدا می کند؛ یعنی نتیجه اندازه گیری شده اختلاف بین فشار فرایند و فشار محیط است.

سنسور فشار مقاومتی

سنسور فشار مقاومتی (پیزومقاومتی)، از تغییر در مقاومت الکتریکی یک کرنش سنج استفاده می کند. این سنسورها حساسیت بالایی دارند و از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار هستند؛ اما سیگنال خروجی آن ها ضعیف است.

سنسور فشار خازنی

زمانی که به یک روش سخت برای اندازه گیری فشار نیاز دارید، می توانید سنسور فشار خازنی را انتخاب نمایید. این سنسورها طیف وسیعی از کاربردها را دارا هستند که یکی از آن ها نشانگر سطح مخزن دریای است. سنسورهای خازنی پیکر بندی محکمی دارند و از قطعات خیس شده از جنس استلنس استفاده می کنند.

این نوع سنسور از یک دیافراگم که توسط فشار منحرف می شود، استفاده می کند و ظرفیت خازن را تغییر می دهد. زمانی که فشار آزاد شد، دیافراگم به شکل اولیه خود باز می گردد. سنسور خازنی حساسیت بالایی دارند و می توانند بار اضافه زیادی را تحمل کنند.

سنسور فشار پیزوالکتریک

سنسور فشار پیزوالکتریک از خاصیت مواد پیزوالکتریک (مانند سرامیک یا کوارتز) جهت تولید پتانسیل الکتریکی روی سطح استفاده می کند. هنگامی که این مواد تحت تنش قرار می گیرند باعث تولید ولتاژی می شوند که می توان آن ها را اندازه گرفت. از طریق اختلاف پتانسیل الکتریکی، فشار اندازه گیری می شود.

انواع سنسور فشار بر اساس نوع فشار

هنگامی که قصد انتخاب سنسور فشار را داشته باشید، سه نوع فشار پیش روی خود دارید که باعث طراحی و عملکرد متفاوت سنسور می شوند. این فشارها شامل موارد زیر هستند:

فشار مطلق

سنسور فشار مطلق جهت اندازه گیری فشار نسبت به خلا استفاده می شود. همچنین این سنسورها قادر به اندازه گیری فشار اتمسفر هستند. در یک سنسور فشار مطلق، بخش دوم دیافراگم تحت خلا قرار می گیرد و تغییر شکل آن با فشار اندازه گیری کاملا مطابقت دارد.

فشار دیفرانسل

یکی از جنبه های مهم از فرآیندهای فشار صنعتی، مقایسه چند سطح از فشار چندگانه است. برای این کار از ترانسمیتر اختلاف فشار استفاده می شود که به دلیل وجود فشارهای مختلف روی سازه مکانیکی می تواند چالش زیادی داشته باشد. سنسورهای فشار دیفرانسیل، طراحی پیچیده ای دارند؛ زیرا برای اندازه گیری اختلاف فشار در فشارهای استاتیکی بزرگتر مورد نیاز هستند.

فشار نسبی یا گیج

سنسور فشار نسبی یا گیج، یکی از قابل اعتمادترین سنسورهای فشار است که دوام طولانی و دقت بالایی دارد. با توجه به کاربرد این سنسورها، می توان آن ها را در محدوده 100 تا 3000 PSI سفارش داد. این محصول در شرایط محیطی فرار مانند شوک شدید، دماهای بالا و جهش های فشار می تواند عملکرد بی نظیری نشان دهد.

کاربرد سنسور فشار

سنسور فشار کاربردهای مختلفی دارد و اندازه فشار سطح سیالات مختلف را اندازه می گیرد. برخی از کاربردهای این ابزار شامل موارد زیر است:

• رباتیک
• صنایع غذایی
• خط تولید هیدرولیک
• معادن
• چیلر
• نفت و گاز
• تصفیه آب آشامیدنی
• سیستم های آتش نشانی
• موتورخانه
• کاربردهای صنعتی
• سیستم های هواشناسی
• دیگ های بخار

سخن آخر

سنسور فشار دستگاهی است که برای اندازه گیری فشار مایعات و گازها استفاده می شود. از انواع سنسور فشار می توان به مکانیکی، الکترونیکی، مقاومتی، خازنی و پیزوالکتریک اشاره کرد. هر یک از انواع سنسورهای فشار دارای کاربرد مختلفی هستند و در موقعیت های مختلفی به کار می روند. از برخی از این سنسورها در کمپرسورها استفاده می شود که می توان آن ها را از ایران پمپ سفارش داد.

حسین موسوی نیا

من متخصص و پژوهشگر در زمینه هوای فشرده و انواع کمپرسور باد هستم و سعی می کنم تا جدیدترین و کارامدترین اطلاعات را در خصوص صنعت هوای فشرده با شما به اشتراک بگذارم.