چگونه سنسور فشار مناسب انتخاب کنیم ؟

هنگامی که نوع فشاری که باید اندازه گیری کنید را مشخص کردید می توان روی تکنولوژی حسگر تمرکز کرد.

وقتی مشخص کردید که کدام یک از سنسورهای فشار مطلق، نسبی یا تفاضلی احتیاج دارید و همچنین تکنولوژی حسگر فشار خود را نیز انتخاب کردید، آنگاه مدل مناسب را با توجه به ملاک های زیر انتخاب کنید.

محدوده اندازه گیری (رنج فشار کاری) :

اول از همه مهم است که سنسوری انتخاب کنیم که محدوده اندازه گیری آن، با دامنه فشاری که می خواهید اندازه بگیرید همخوانی داشته باشد. برای این مهم متغیرهای فشار در شرایط نرمال و شرایط احتمالی را نیز در نظر بگیرید.

دقت سنسور : نکته ای است که قیمت آن را تعیین می کند. هرچه دقت بالاتر باشد هزینه نیز بیشتر می شود.

درجه حفاظت سنسور IP (سطح ایمنی سنسور)

نوع کانکشن و اتصالات سنسور هم از نظر الکتریکی و هم از نظر مکانیکی

دما :

دمای عملیات نیز مهم است. اکثر سنسورها دامنه عملیاتی بین ۲۵- تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد دارند. دمای به شدت بالا یا پایین، گرم یا سرد، معمولا همراه با محیط‌هایی کثیف و پر گرد و غبار است. مواد و متریال‌های الکترونیکی استفاده شده در اجزا، تحت تاثیر دما قرار می‌گیرند. در معرض دمای به شدت بالا یا پایین بودن در زمانی طولانی که ورای مشخصات دمای عملیاتی ترانسمیتر فشار تعیین شده باشد و در جاهایی که سنسور درجه‌بندی حفاظت IP یا NEMA مناسب را ندارد، امید به زندگی سنسور شما را تا حد قابل توجهی کاهش می‌دهد. به محدودیت‌های دمای عملیاتی و نیازمندی‌های IP و NEMA نیز توجه کنید.

چگالی ویژه :

دانستن چگالی ویژه (چگالی فرآورده‌ای که باید اندازه‌گیری شود) برای کالیبراسیون صحیح سنسور و کالیبراسیون خروجی برای سیستم کنترل شما بسیار مهم است. چگالی ویژه‌ی مایعات و گازها با تغییر دما، ممکن است تغییر کند. در مورد تمام تغییرات ممکن آگاه باشید تا سنسور شما به شکل صحیح کالیبره شود.

فشار بارومتریک :

در سنسورهای فشار با یک مرجع سیلد گیج و در بازه‌های کم‌ فشار (کمتر از 100 psi) ، مراقب تغییرات فشار بارومتریک محیط باشید. این ممکن است باعث افستی ورای دقت و درستی تعیین ‌شده‌ی سنسور شود. در فشارهای بزرگ‌تر از 100 psi ، افست اسمی (جزئی) است و عامل چندان مهمی نیست.

سازگاری شیمیایی :

سنسورهای فشار گاهی در محیط‌های خورنده نصب می‌شوند. در محیطی خورنده، ممکن است آلاینده‌هایی گازی همچون آمونیاک، اسیدهای سولفوریک و هیدروکلریک وجود داشته باشد. مواد شیمیایی خورنده معمولا از طریق نشت لوله‌کشی، دود و بخار، به تجهیزات حمله می‌کنند. قطعات الکترونیکی و سیم‌کشی‌ها ممکن است خورده شوند و به خرابی تجهیز و از دست رفتن اطلاعات خروجی منجر شود.

از پوشش خروجی و دیگر قطعات الکترونیکی باید در برابر مواد شیمیایی محافظت شود. سازگاری شیمیایی درست برای سنسور حیاتی است.

متغیرهای موثر بر سنسور فشار  :

لرزش :

در کاربردهای صنعتی سنگین و پیچیده معمولا لرزش شدیدی وجود دارد. یک ترانسدیوسر فشار تحت لرزش شدید، بدون حفاظت مناسب، ممکن است کاملا خراب شده و از بین برود. حفاظت در برابر لرزش معمولا شامل ایمن ساختن قطعات الکترونیکی سنسور با یک اپوکسی برای جلوگیری از تخریب فیزیکی می‌شود. این کار اضافه تنها زمانی انجام می‌شود که مورد نیاز باشد چون سرویس کردن سنسور را برای کارخانه سخت می‌کند.

محیط های پر خطر :

محیط های خطرناک Hazardous Areas به مناطقی گفته می شود که به دلیل وجود ترکیبات هوا، گازها و غبارهای قابل اشتعال، امکان وقوع انفجار در آن ها وجود دارد.

اگر قرار است سنسور فشار شما در جایی خطرناک نصب شود، اطمینان حاصل کنید که تاییدیه‌های لازم و درست (IECE و ATEX و غیره) را داشته باشد و علائم با کاربرد منطبق باشد تا از موقعیت‌های خطرناک پرهیز شود.

محیط کاربری که می خواهید از سنسور در آن استفاده کنید. در یک محیط داخلی یا خارجی و یا در یک منطقه مملو از نویزهای الکترو مغناطیسی از قبیل پمپ ها یا موتورها در هر صورت باید از از محل نصب سنسورها و حفاظت کابل ها اطمینان حاصل کنید.

سیگنال خروجی :

سیگنال خروجی سنسور فشاری که انتخاب می کنید باید با اندازه گیری یا لوپ کنترل شما همخوانی داشته باشد.

ترکیب بندی و نصب :

آخرین معیار مهم، انتخاب ترکیب بندی حسگر و چگونگی نصب شدن آن به نقطه مورد نظر می باشد.

اکثر حسگرها به منظور نصب آسان بر روی لوله، مخزن و غیره به صورت رزوه ای طراحی می شوند. همچنین برخی از سنسور ها با کانکشن فلنج به منظور اتصال به فرآیند ساخته می شوند.

نصب سنسورهای فشار فلاش دیافراگمی نیز محاسن خاص خود را دارد. در این ترکیب بندی دیافراگم حسگر هم سطح (تراز) با دیواره ی لوله است که باعث جلوگیری از مشکلات مربوط به گرفتگی ناشی از انباشتگی مواد در محیط های بدون فلو (جریان) می گردد. این حسگر ها برای مایعات حاوی عناصر جامد، به خصوص در صنایع غذایی، بسیار کاربردی می باشند.

در این مطلب، چند حوزه اساسی که موقع انتخاب سنسور فشار باید در نظر بگیرید را بررسی کردیم. هر یک از این حوزه‌ها به تنهایی می‌توانند مطلبی مفصل باشند. اگر تصمیماتی درست مرتبط با کاربرد خود بگیرید، تضمین می‌کنید که سنسور شما تا چندین سال به شکلی رضایت ‌بخش عمل خواهد کرد.

منظور از فشار بیش از حد (Overpressure) و فشار انفجار (Burst pressure) چیست ؟

منظور از فشار مازاد (Overpressure) حداکثر فشار خارج از محدود رنج فشار یک سنسور می باشد.این فشار در صورتی که به سنسور وارد شود هیچ مشکلی برای سنسور به وجود نمی آید و پس از قطع فشار سنسور سالم خواهد ماند.

منظور از فشار انفجار (Burst pressure) حداکثر فشار خارج از محدود رنج فشار یک سنسور می باشد که در صورتی که به سنسور وارد شود منجر به از هم گسیختن سنسور می شود.

معمولا مشخصات مربوط به فشار مازاد (Overpressure) و فشار انفجار (Burst pressure) در داخل کاتالوگ (دیتا شیت) محصول ذکر شده است.

انتخاب سنسور فشار بدون توجه به میزان فشارهای ذکر شده، یکی از مهمترین دلایل خرابی سنسور هاست. بنابراین قبل از خرید و نصب سنسور فشار توجه به میزان Overpressure و Burst Pressure ذکر شده در دیتاشیت سنسور امری الزامیست.

تفاوت میان سنسور فشار مثبت ، سنسور فشار خلاء و سنسور فشار ترکیبی چیست؟

سنسور فشار مثبت : این دسته از سنسور های فشار قادر به اندازه گیری فشار های بیشتر از صفر (فشار جو) می باشند.

مانند: محدوده فشار [10 … 0] بار

سنسور فشار خلاء : این دسته از سنسور فشار فقط قادر به اندازه گیری فشار های خلاء (وکیوم Vacuum یا کمتر از فشار جو) می باشند.

مانند: محدوده فشار [0 … 1-] بار

سنسور فشار ترکیبی : این دسته از سنسور فشار قادر به اندازه گیری فشار های خلاء و مثبت به طور همزمان می باشند.

مانند: محدوده فشار [10 … 1-] بار

تفاوت میان دقت ، درستی و خطی بودن در یک سنسور فشار چیست ؟

Accuracy به معنی درستی می باشد که بیان کننده نزدیک بودن مقدار اندازه گیری شده توسط سنسور به مقدار واقعی می باشد. هر چقدر درستی یک سنسور کوچکتر باشد در نتیجه سنسور دقیق تر است. معمولا درستی سنسور به عنوان درصدی از FS یا FSO بیان می شود.

به طور مثال : Accuracy = 0.5%FS

Precision به معنی دقت می باشد که بیان کننده میزان تفاوت نتایج حاصل است چند اندازه گیری متوالی می باشد.

Linearity به معنی خطی بودن خروجی سنسور می باشد، در واقع بدین معنی است که منحنی مشخصه خروجی سنسور تا چه اندازه خطی و منطبق بر منحنی ایده آل می باشد.

خطی بودن خروجی یک سنسور و دقت و درستی سنسور فشار مباحثی جدا از یکدیگر می باشند که در اکثر مواقع به اشتباه مورد استفاده قرار می گیرند.

زمان پاسخ دهی (Response Time) در سنسور چیست ؟

عبارت است از مدت زمانی که سنسور نیاز دارد تا تغییرات در فشار ورودی را در سیگنال خروجی اعمال کند که معمولا به آن Rise Time نیز گفته می شود.

در اکثر ترانسمیتر های فشار استاندارد و مدرن این زمان معمولا کمتر از 2 میلی ثانیه است.

پورت فشار سنسور چیست ؟

قسمتی از سنسور فشار که مستقیما با سیال (مایع،گاز) در تماس است (اتصال دهنده سنسور فشار به فرآیند) و معمولا دارای انواع رزوه ای (مانند G,R,NPT,UNF)، فلنچ (Flange)، کلمپ (Clamp) و … می باشد.

اگر نوع پورت فشار یک سنسور با محل اتصال سنسور در صنعت مطابقت نداشته باشد چه اقدامی می توان انجام داد ؟

در اکثر موارد می توان از تبدیل های مختلف استفاده نمود. ولی باید همواره به این نکته توجه داشت که جنس تبدیل از لحاظ سازگاری و خورندگی با سیال (مایع، گاز) مطابقت داشته باشد.

ورود به دسته بندی محصول سنسور فشار | Pressure Sensor ، تراسنمیتر فشار | Pressure Transmitter