سنسور فشار، ترانسدیوسر فشار، ترانسمیتر فشار و سوئیچ فشار بخشی از تجهیزات ابزار دقیق می باشند که خصوصیاتی کاملا متفاوت دارند و هر کدام نیز در موارد خاصی کاربرد دارند و بعضی از آنها شما را نسبت به برخی خطرات آگاه میکنند و تجهیزات را از آسیب های احتمالی حفظ می کنند و گاهی می توانند از بروز برخی اشتباهاتی که منجر به عیب در سیستم شما می شوند پیشگیری کنند. در ادامه به این موضوع خواهیم پرداخت که ترانسدیوسر فشار چیست؟ و چه کاربرد هایی دارد.
همچنین بخوانید: ابزار دقیق چیست؟
ترانسدیوسر فشار چیست؟
ترانسدیوسر فشار ابزاری است که وظیفه اندازه گیری فشار گازها یا مایعات را در صنایع بر عهده دارد.ترانسدیوسر فشار از یک عنصر حساس به فشار ساخته شده است که می تواند فشار اعمال شده و اجزایی را به سیگنال الکتریکی آنالوگ تبدیل کند.یک سنسور فشار یا ترانسدیوسر فشار بر اساس اندازه گیری فشار اعمال شده، سیگنال الکتریکی آنالوگ تولید می کند.
در واقع ترانسدیوسر فشار، یک تجهیز الکترومکانیکی می باشد که مقادیر فشار را به یک سیگنال ولتاژی تبدیل می کند.ولتاژ خروجی می تواند در حد چند میلی ولت یا چند ولت باشد.
ترانسدیوسرهای فشار به دو گروه تقسیم می شوند:
- ترانسدیوسر فشار با خروجی میلی ولت
- ترانسدیوسر فشار با خروجی ولتاژی
تا اینجا فهمیدیم که ترانسدیوسر فشار چیست.در ادامه به نوع عملکرد و معرفی انواع ترانسدیوسر های فشار خواهیم پرداخت.
ترانسدیوسر فشار چگونه عمل می کند؟
مبدل فشار یا همان ترانسدیوسر فشار، مبدلی است که فشار را به سیگنال الکتریکی آنالوگ تبدیل میکند. تبدیل فشار به سیگنال الکتریکی در ترانسدیوسر فشار، به وسیله تغییر شکل فیزیکی گیج های فشاری که به دیافراگم ترانسدیوسر متصل شده و سپس به پل ویتستون (Wheatstone bridge) وصل میشود،صورت می گیرد.
فشار اعمال شده به ترانسدیوسر فشار باعث شکل گیری انحراف در دیافراگم میشود، که این انحراف فشار مشخصی را به گیج وارد می کند.در واقع کرنش (جابجایی) دیافراگم یک تغییر مقاومت الکتریکی را متناسب با فشار وارد شده ایجاد می کند. به این شکل فشار وارد شده به معادل آنالوگ آن تبدیل می شود و برای افراد قابل فهم خواهد بود.
مبدل های فشار برای تولید سیگنال های الکتریکی به منبع تغذیه نیاز دارند. سیگنال معمولاً 4-20 میلی آمپر یا 0-10 ولت DC است. برخی از سیستم ها ممکن است از ترکیبی از برق AC و DC استفاده کنند. سیگنال 4-20 میلی آمپر یک استاندارد پرکاربرد در صنعت است. از پیکربندی 2 سیم استفاده می کند در حالی که خروجی ولتاژ DC از پیکربندی 3 سیم استفاده می کند. سیگنال 4-20 میلی آمپر را می توان در فواصل طولانی استفاده کرد و نسبت به سیگنال DC حساسیت کمتری به تداخل دارد.
ترانسدیوسر فشار با سه نوع خروجی الکتریکی در دسترس می باشد:
- میلی ولت: ترانسدیوسرهای با خروجی میلی ولت به عنون اقتصادی ترین ترانسدیوسرهای فشار موجود شناخته می شوند. خروجی اسمی مبدل میلی ولت تقریبا 30 میلی ولت است و خروجی واقعی آن با توان ورودی و یا تحریک مبدل فشار، نسبت مستقیمی دارد.
- ولتاژ تقویت شده (Amplified voltage): ترانسدیوسرهای فشار با ولتاژ تقویت شده، دارای خروجی با ولتاژ بسیار بالاتری را نسبت به ترانسدیوسرهای میلی ولت می باشند. خروجی ترانسدیوسرها ولتاژ تقویت شده معمولاً 0 تا 5 و یا 0 تا 10 VDC است.
- ترانسدیوسر فشار با ولتاژ خروجی 4 تا 20 میلی آمپر: این نوع ترانسدیوسرها به عنوان ترانسمیتر فشار معرفی می شوند. از آنجایی که سیگنال 4 تا 20 میلی آمپری دارای کمترین تأثیر از نویزهای الکتریکی و مقاومت در سیم های اتصال می باشد، مناسب برای زمانی هستند که سیگنال باید در فواصلی طولانی ارسال شود.
کاربرد ترانسدیوسر فشار چیست؟
مبدل‌ها یا همان ترانسدیوسر فشار بیشترین کاربرد را برای کنترل و جمع‌آوری داده‌های صنعتی و آزمایشگاهی دارند. در حالی که تعداد کاربردها تقریباً به اندازه انواع مبدل های فشار نامحدود است، در این بخش برخی از رایج ترین کاربردهای مبدل های فشار را به شما معرفی خواهیم کرد:
- اندازه گیری فشار ورودی، خروجی یا سیستم در تنظیمات تست موتور
- اندازه گیری افت فشار در یک خط برای نگهداری پیشگیرانه
- اندازه گیری ارتفاع یا سطح سیال در مخازن
- اندازه گیری فشار دوغاب / لجن با استفاده از مبدل فشار دیافراگم فلاش
- مبدل های فشار بهداشتی در صنایع زیستی یا دارویی.
- مبدل‌های استرین‌گیج برای محدوده‌های فشار کم از 3 اینچ آب تا 200000 psig (1400 مگاپاسکال) در دسترس هستند. محدوده عدم دقت از 0.1٪ از دهانه تا 0.25٪ از مقیاس کامل است. منابع خطای اضافی می تواند 0.25% رانش در مقیاس کامل در طول شش ماه و 0.25% اثر دمای مقیاس کامل در هر 1000F باشد.
- اندازه گیری Baghouse با مبدل فشار
- کنترل فشار سوخت در وسایل نقلیه
- کنترل ارتفاع هواپیماها و ماهواره ها
- قابلیت استفاده در مکان های خطرناک
- سازگاری با طیف وسیعی از مایعات و گازها
- طراحی کوچک و کاربر پسند
اندازه گیری سطح آب در یک مخزن با مبدل فشار
روش های مختلفی برای اندازه گیری سطح آب در مخزن وجود دارد، از جمله:
- استفاده از یک مبدل فشار شناور با یک کابل شناور که در نزدیکی انتهای مخزن قرار می گیرد تا فشار آب بالای آن را اندازه گیری کند.
- استفاده از مبدل فشار سنج در یک سیستم باز در زیر مخزن یا روی یک خط خروجی برای اندازه گیری وزن آب تا بالای مخزن.
- استفاده از گیج فشار دیفرانسیل در یک سیستم بسته برای اندازه گیری فشار محبوس شده بین بالای مخزن و مایع.
جداسازی نشت لوله آب با ترانسدیوسر فشار
مبدل های فشار متعدد را می توان به لوله ها در بالا یا زیر زمین متصل کرد تا به تشخیص شکستگی یا نشتی در لوله کمک کند. محل دقیق نشتی توسط مبدلی که بیشترین افت فشار را نشان می دهد نشان داده می شود. یک مبدل فشار بی سیم همچنین امکان نظارت از راه دور برای نشت را فراهم می کند.
شناسایی نشت گاز با مبدل فشار
برای تشخیص نشت گاز، به یک فشار مرجع نیاز دارید که با آن فشار وارد شده به مخزن را اندازه گیری کنید. اگر فشار پایین بیاید، خروجی بالا می رود که نشان دهنده وجود نشتی است.
مانیتورینگ فشار گاز با ترانسدیوسر فشار
هنگامی که گاز غیر قابل احتراق در یک مخزن ذخیره می شود، می توان از یک مبدل فشار برای اندازه گیری فشار و چگونگی تأثیر آن فشار توسط عوامل محیطی مانند گرمای خورشید یا دمای سرد استفاده کرد. در صورت اندازه گیری گاز قابل احتراق، باید از مبدل ساخته شده با محفظه ضد انفجار یا مبدل فشار خطرناک استفاده کنید که برای استفاده با گازهای انفجاری تایید شده است.
اندازه گیری فشار پمپ با ترانسدیوسر فشار
کاربردهای متعددی وجود دارد که در آن باید از فشاری که یک پمپ تولید می کند، دانست. اندازه پمپ اندازه مبدل فشار مورد نیاز را تعیین می کند. برای پمپ های بسیار کوچک، باید از یک مبدل فشار میکرو استفاده کنید. برای پمپ های بزرگتر، یک مبدل فشار معمولی کار خواهد کرد. با این حال، در یک پمپ بزرگتر نگرانی از چکش آب وجود دارد که می تواند به مبدل فشار آسیب برساند. برای جلوگیری از این مشکل، برای پمپ‌های بزرگتر می‌توانید مبدل فشار را به سمت پایین حرکت دهید تا نیروی پمپ قبل از رسیدن به مبدل یکنواخت شود.
اندازه گیری فشار در محیط با دمای بالا با مبدل فشار
در برخی از محیط ها باید فشار گاز یا سوخت را در دمای بسیار بالا اندازه گیری کنید. برای محافظت از مبدل فشار در برابر این دماهای بالا، باید یک افکت سیفون اعمال کنید، جایی که مبدل از فرآیند دور میشود و سیال (مایع یا گاز) ابتدا از قسمتی از لوله فلزی عبور میکند تا گرمای لوله را دفع کند. رسانه در حال اندازه گیری هرچه لوله استفاده شده در سیفون بزرگتر باشد، فاصله بین فرآیند و مبدل فشار کمتر است.
نظارت بر دبی با مبدل یا ترانسدیوسر فشار
مبدل های فشار دیفرانسیل یکی از رایج ترین روش های اندازه گیری دبی هستند. این فرآیند به یک عنصر اولیه مانند روزنه (صفحه) یا لوله ونتوری نیاز دارد. این عنصر با ایجاد محدودیت در لوله باعث ایجاد افت فشار می شود. افت فشار توسط مبدل فشار دیفرانسیل اندازه گیری می شود.
معرفی انواع ترانسدیوسر فشار
ترانسدیوسر فشار استرین گیج
این مبدل های فشار برای اندازه گیری فشارهای فوق العاده بالا و پایین و همچنین فشار دیفرانسیل مناسب هستند. فشار دیفرانسیل اختلاف فشار بین هر دو نقطه داده شده است. مبدل حاوی یک عنصر حسگر، یک دیافراگم است. هرگونه تغییر شکل دیافراگم باعث تغییر در مقاومت کرنش سنج ها می شود. به طور معمول، 4 سنج در پل وتستون برای به حداکثر رساندن حساسیت مبدل استفاده می شود. این تغییر مقاومت به یک سیگنال خروجی قابل استفاده تبدیل می شود.یک استرین گیج شامل 4 بخش اصلی کانکتور، کرنش سنج، محفظه و ورودی فشار است. شکل 2 یک نمونه ترانسدیوسر استرین گیج را نشان می دهد.
اجزای تشکیل دهنده: اجزای مبدل فشار گیج کرنش: رابط، محفظه، کرنش سنج و ورودی فشار.
مبدل یا ترانسدیوسر فشار ظرفیت خازنی
مبدل های فشار خازنی با تشخیص تغییرات در ظرفیت الکتریکی ناشی از حرکت دیافراگم، فشار را اندازه گیری می کنند. دارای دو صفحه خازن، یک دیافراگم و یک الکترود است که روی یک سطح بدون فشار ثابت شده است. این صفحات در فاصله مشخصی از یکدیگر قرار دارند و تغییر فشار باعث افزایش یا کاهش شکاف بین این صفحات می شود. این تغییر در ظرفیت به یک سیگنال قابل استفاده تبدیل می شود. بسته به کاربرد، این مبدل می تواند فشار مطلق، گیج یا فشار تفاضلی را اندازه گیری کند.
اجزای مبدل فشار ظرفیت: پایه های عایق ، دیافراگم، صفحات خازن و پورت فشار.
مبدل فشار پتانسیومتری
این نوع مبدل از یک پتانسیومتر دقیق تشکیل شده است. پتانسیومتر از یک برف پاک کن متصل به عنصر حساس به فشار مانند دیافراگم تشکیل شده است. انحراف روی این عنصر موقعیت برف پاک کن را تغییر می دهد. مقدار مقاومت بین برف پاک کن و یک انتهای پتانسیومتر تغییر می کند. این مقدار اندازه گیری فشار اعمال شده است.
اجزای مبدل فشار پتانسیومتری: برف پاک کن، مدار پل اندازه گیری مقاومت، اندازه گیری متناسب با فشار ، منبع تغذیه پل ، بازوی متحرک عنصر فشار و جابجایی .
ترانسدیوسر فشار سیم رزونانس
مبدل های فشار سیم رزونانس دارای یک سیم ارتعاشی هستند که در یک دیافراگم قرار دارد. نوسانگر الکترونیکی سیم را در حال ارتعاش نگه می دارد. با تغییر فشار در دیافراگم، کشش سیم را تحت تأثیر قرار می دهد و فرکانس تشدید را تغییر می دهد. این فرکانس را می توان توسط مدارهای شمارنده دیجیتال حس کرد و به سیگنال الکتریکی تبدیل کرد.
اجزای ترانسدیوسر فشار سیم رزونانس: سیم تشدید کننده، مدار نوسان ساز، صفحه پشتیبان سمت بالا، آهنربا ، لوله فلزی، دیافراگم فشار بالا ، پورت انتقال سیال ، دیافراگم کم فشار ، عایق الکتریکی ، فنر پیش بارگیری و صفحه پشتیبان سمت پایین.
مبدل یا ترانسدیوسر فشار القایی
مبدل های فشار القایی با استفاده از اصل القای الکترومغناطیسی کار می کنند. مبدل دارای یک دیافراگم است که به یک هسته فرومغناطیسی متصل است. انحراف جزئی دیافراگم باعث حرکت خطی در هسته فرومغناطیسی می شود که باعث القای جریان می شود. حرکت هسته در اثر تغییر فشار، جریان القایی را تغییر می دهد. این تغییر در جریان به یک سیگنال قابل استفاده تبدیل می شود.
اجزای مبدل فشار القایی: سیم پیچ ، دیافراگم و فشار.
مبدل یا ترانسدیوسر فشار پیزوالکتریک
مبدل‌های فشار پیزوالکتریک از کریستال کوارتز یا مواد سرامیکی برای تولید بار الکتریکی در هنگام فشار استفاده میکنند. این بار الکتریکی که به صورت ولتاژ اندازه گیری می شود، متناسب با تغییر فشار است. این مبدل بسیار حساس و در پاسخگویی بسیار سریع است.
اجزای مبدل فشار پیزوالکتریک: مهره، محفظه ، کریستال ، دیافراگم، سیم سربی و دیسک.
سوالات متداول در باره ترانسدیوسر های فشار
مبدل فشار چیست و چگونه کار می کند؟
مبدل فشار به جریان، فشار را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که می تواند توسط یک ابزار خوانده شود. فشار را حس می کند و سیگنالی متناسب با فشار اعمال شده به آن تولید می کند.
چگونه یک مبدل فشار را آزمایش می کنید؟
یک فشار شناخته شده را به مبدل فشار اعمال کنید و سیگنال خروجی را برای آزمایش آن اندازه بگیرید. برای بررسی صحت، سیگنال خروجی را با مقدار مورد انتظار مقایسه کنید و در صورت لزوم کالیبره کنید.
تفاوت بین سنسور فشار و مبدل فشار چیست؟
یک مبدل فشار، فشار را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که می تواند توسط یک ابزار یا سیستم کنترل خوانده شود، برخلاف سنسور فشار، که فشار را تشخیص می دهد و سیگنال تولید می کند.
تفاوت بین مبدل فشار و ترانسمیتر فشار چیست؟
این دو اصطلاح اغلب به جای هم استفاده می شوند. با این حال، یک مبدل فشار، فشار را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل میکند و یک فرستنده فشار نیز می‌تواند آن سیگنال را تقویت، اصلاح و ارسال کند.
بخوانید: ترانسمیتر چیست؟
مبدل فشار چه چیزی را اندازه گیری می کند؟
یک مبدل فشار، نیروی وارد شده به آن را در واحد سطح اندازه گیری می کند و آن را به سیگنال خروجی الکتریکی تبدیل می کند که می تواند توسط دستگاه یا سیستم کنترل خوانده شود.
چگونه از مبدل فشار استفاده کنیم؟
برای استفاده از مبدل فشار، نوع سیال یا گاز را تعیین کنید، مبدل مناسب را انتخاب کنید، آن را نصب کنید و برای خواندن دقیق آن را کالیبره کنید.
مبدل فشار دیفرانسیل چگونه کار می کند؟
این نوع مبدل اختلاف فشار بین دو نقطه را اندازه گیری می کند و آن را به سیگنال الکتریکی مورد استفاده در اندازه گیری جریان و تشخیص سطح مایع تبدیل می کند.
جمع بندی
ترانسدیوسر فشار بخشی از تجهیزات ابزار دقیق می باشد که کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارند.ترانسدیوسر فشار ابزاری است که وظیفه اندازه گیری فشار گازها یا مایعات را در صنایع بر عهده دارد.در این مطلب در فروشگاه ایمن برق پارسا سعی کردیم به طور کامل بگوییم که ترانسدیوسر فشار چیست و انواع آن را به شما معرفی کنیم.
جهت مشاهده و خرید تجهیزات ابزار دقیق و همچنین تجهیزات ضد انفجار می توانید به وب سایت ایمن برق پارسا مراجعه کرده و با مشاوران ما در تماس باشید.
شماره تلفن جهت مشاوره در خرید: 09171116058
دیدگاه خود را بنویسید