در این پست با مشخصات کلی و نکات مهم هنگام خرید سنسور فشار جهت استفاده در کاربرد های صنعتی آشنا می شویم. تقریباً در هر کاربرد صنعتی، به سنسور فشار نیاز دارید. این وسیله ابزار بسیار مهمی است که به اندازه گیری فشار مایع یا گاز کمک می کند.
مشخصات سنسور فشار
اندازه‌گیری فشار مواد شیمیایی، گازها یا مایعات بسیار مهم است، زیرا هرگونه عدم تعادل در فشار می‌تواند به سیستم آسیب برساند. هنگام انتخاب سنسور فشار، باید به عوامل زیادی توجه کرد.
برای انتخاب سنسور مناسب، باید نیازهای خود را به دقت بررسی کنیم. اما بسیاری از ما معنای هر یک از جنبه‌های سنسور فشار را نمی‌دانیم. بنابراین، درک مشخصات کلی یک سنسور فشار بسیار مهم است. در این پست، مشخصات کلی که باید هنگام انتخاب سنسور فشار به آنها توجه کنیم را بررسی خواهیم کرد.
محدوده فشار
محدوده فشار اولین و مهمترین پارامتر در انتخاب سنسور فشار ← است. فشار بیشتر در واحدهای زیر نشان داده می شود.
bar یا kg/cm² یا psi
نکته مهم این است که همیشه باید سنسوری را انتخاب کنید که محدوده فشار آن بیشتر از حداکثر محدوده فشار مورد استفاده باشد.
به عنوان مثال، اگر می‌دانید که حداکثر فشار کاری سیال 8 psi است، پس سنسوری با حداکثر 15 psi را انتخاب کنید.
اکثر اوقات، مناسب است که 50٪ بیشتر از حداکثر فشار محدوده کاری را انتخاب کنید. این امر به شما کمک می‌کند تا با اطمینان بیشتری فشار را در هر شرایطی اندازه‌گیری کنید.
با این حال، اطمینان حاصل کنید که سنسوری با حداکثر حدودی خیلی بالا را انتخاب نمی‌کنید، زیرا این فقط به هزینه اضافی منجر می‌شود و ممکن است دقت اندازه‌گیری را تحت تاثیر قرار دهد.
محدوده فشار دو نوع اصلی دارد: فشار کاری و فشار انفجاری.
- محدوده فشار کاری (Working Pressure): این محدوده، فشاری است که سیال می‌تواند بدون مشکل و به طور مستمر در آن کار کند. به عبارت دیگر، این حداکثر فشاری است که سیستم یا تجهیزات می‌توانند بدون خطر از دست دادن عملکرد نرمال و به طور پایدار تحمل کنند.
- محدوده فشار انفجاری (Burst Pressure): این محدوده، حداکثر فشاری است که یک سیال یا سیستم می‌تواند تحمل کند. اگر فشار از این حد بیشتر شود، ممکن است لوله‌ها یا سیستم ترک بخورند یا آسیب دیگری ببینند. فشار انفجاری به عنوان نقطه نهایی و خطرناک تر در طراحی و انتخاب سنسورها و تجهیزات فشار بسیار مهم است.
با انتخاب سنسور فشار، باید به هر دو این محدوده‌ها توجه کنید تا از سلامت و عملکرد صحیح سیستم خود اطمینان حاصل کنید و از وقوع حوادث احتمالی جلوگیری کنید.
خروجی سنسور
سنسورهای فشار می‌توانند خروجی‌های مختلفی ارائه دهند که به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: خروجی‌های آنالوگ و خروجی‌های دیجیتال.
خروجی آنالوگ
خروجی آنالوگ سیگنالی است که به صورت پیوسته تغییر می‌کند و متناسب با مقدار فشار اندازه‌گیری شده است. معمولاً این نوع خروجی‌ها به صورت ولتاژ یا جریان ارائه می‌شوند.
خروجی ولتاژ: ولتاژ خروجی سنسور متناسب با فشار اعمال شده تغییر می‌کند. برای مثال، یک سنسور ممکن است خروجی‌ای بین ۰ تا ۱۰ ولت داشته باشد که ۰ ولت معادل کمترین فشار و ۱۰ ولت معادل بیشترین فشار است.
خروجی جریان: یکی از رایج‌ترین خروجی‌های آنالوگ جریان 4-20 میلی‌آمپر است. در این سیستم، 4 میلی‌آمپر معمولاً نشان‌دهنده کمترین مقدار فشار و 20 میلی‌آمپر نشان‌دهنده بیشترین مقدار فشار است. این نوع خروجی به دلیل مقاومت بالا در برابر تداخلات الکترومغناطیسی و قابلیت انتقال سیگنال در مسافت‌های طولانی محبوب است.
خروجی دیجیتال
خروجی دیجیتال سیگنالی است که به صورت داده‌های گسسته و کدگذاری شده ارسال می‌شود و معمولاً از طریق پروتکل‌های ارتباطی مختلف ارسال می‌شود.
پروتکل‌های دیجیتال: سنسورهای فشار با خروجی دیجیتال ممکن است از پروتکل‌های مختلفی مانند I2C، SPI، UART، Modbus، CAN bus، و غیره استفاده کنند. این پروتکل‌ها به انتقال دقیق و سریع داده‌ها کمک می‌کنند.
دقت و پردازش: خروجی دیجیتال به دلیل قابلیت پردازش سیگنال در داخل سنسور، معمولاً دقت بالاتری دارد و قابلیت جبران خطاها و تنظیمات پیچیده‌تری را ارائه می‌دهد.
مقایسه خروجی آنالوگ و دیجیتال
سادگی و هزینه: سنسورهای با خروجی آنالوگ معمولاً ساده‌تر و ارزان‌تر هستند.
دقت و قابلیت اطمینان: سنسورهای دیجیتال معمولاً دقت بالاتری دارند و قابلیت اطمینان بیشتری در محیط‌های دارای نویز الکترومغناطیسی دارند.
مسافت انتقال سیگنال: خروجی دیجیتال برای انتقال سیگنال در مسافت‌های طولانی مناسب‌تر است، زیرا کمتر در برابر تداخلات الکترومغناطیسی حساس است.
انتخاب بین خروجی آنالوگ و دیجیتال بستگی به کاربرد خاص و نیازهای سیستم دارد. برای مثال، در کاربردهایی که دقت بالا و قابلیت پردازش داده مهم است، خروجی دیجیتال ممکن است بهترین گزینه باشد، در حالی که برای کاربردهای ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر، خروجی آنالوگ ممکن است کافی باشد.
محیط عملیاتی
سنسور فشار دارای مشخصات محیطی خاص است که در آن با مقدار دما و رطوبت خاصی می تواند کار کند.
اطمینان حاصل کنید که شرایط محیطی اطراف مناسب باشد تا سنسور شما آسیب نبیند. اگر سنسور را در محیط نامناسبی استفاده کنید، ممکن است پس از مدت زمان مشخصی آسیب ببیند
دقت
دقت یک اصطلاح بسیار پیچیده است و در هنگام خرید سنسور فشار شما باید آن را به درستی درک کنید. زیرا عدم دقت در خوانش فشار می تواند عملکرد سیستم را کاهش دهد.
اولین چیز خطی بودن است. با افزایش یا کاهش فشار، خروجی الکتریکی مربوطه نیز باید در همان مقیاس تغییر کند. به سادگی، خروجی الکتریکی باید در یک مقیاس مستقیم و مطابق با فشار واقعی باشد.
مورد دوم هیسترزیس است. در سنسورهای فشار، هیسترزیس به تفاوت در خروجی سنسور اشاره دارد زمانی که فشار اعمال شده در حال افزایش است نسبت به زمانی که همان فشار در حال کاهش است. به عبارت دیگر، برای یک مقدار خاص از فشار، خروجی سنسور ممکن است بسته به اینکه فشار از مقادیر بالاتر کاهش یافته یا از مقادیر پایین‌تر افزایش یافته متفاوت باشد.
مورد سوم تکرارپذیری است. اساساً ترکیبی از هیسترزیس و خطی بودن است. هر بار که فشار را کم یا زیاد می کنید، مشخص می شود که فشار در چه میانگینی مقدار خود را نشان می دهد. اگر تفاوت زیادی در هر چرخه وجود داشته باشد، پس این یک مشکل اساسی است و سنسور باید بررسی یا تعویض شود.
دقت ترکیبی از موارد بالاست و به صورت +-% FS به شما نشان داده می شود.
خوانش فشار
بسته به نوع خوانش فشاری که می خواهید، می تواند مطلق (نسبت به خلاء کامل)، گیج (اندازه گیری شده بالاتر از فشار اتمسفر و رایج ترین)، دیفرانسیل (تفاوت بین دو فشار ورودی)، سیلد (Sealed) (فشار اتمسفر در سطح دریا) باشد. ترکیب (فشار مثبت و منفی) و خلاء (کمتر از فشار اتمسفر).
نوع سیال
بسته به نیاز، باید بررسی کنید که آیا سنسور می تواند مایع، گاز یا هر سیال دیگری را حس کند یا خیر.
وضوح (Resolution)
وضوح به این معنی است که کوچکترین تغییر فشار و اینکه آیا سنسور می تواند آن را تشخیص دهد و خروجی الکتریکی را نشان دهد. وضوح بوسیله FSO بیان می شود. همیشه سنسورهایی با وضوح بالا را انتخاب کنید.
جنس بدنه سنسور
بسته به محیطی که سنسور را در آن نصب می کنید – خطرناک یا غیر خطرناک، باید از مواد استفاده شده برای بدنه سنسور اطلاعات کافی داشته باشید. آیا مواد خورنده بر روی آن تاثیر می گذارند؟
نکات مربوط به کابل و کانکتور
- ظرفیت بار مکانیکی – چه مقدار کشش و خمش به کابل وارد می شود؟
- دما و رطوبت محیط – کابل باید کدام دمای محیط را تحمل کند؟ آیا مقاومت در برابر آب طولی و عرضی لازم است؟
- شرایط عملیاتی ویژه – EMC (سازگاری الکترومغناطیسی) ؟ شوک؟ لرزش؟ مقاومت در برابر اسیدها/بازها؟
- حفاظت از ورود – کدام شرایط عملیاتی از نظر ورود اجسام خارجی و آب (محافظت ورودی IP) باید رعایت شود؟
- چند بار عملیات کوپل شدن در روز تکرار می شود؟
