سنسور فشار آب چیست و چگونه عمل می کند؟

سنسور فشار آب چیست؟

درک عملکرد سنسورهای فشار آب در هر صنعتی که با آب سر و کار دارد ضروری است. فرقی نمی کند در خانه باشد یا یک موسسه تجاری. سنسور فشار آب رطوبت، دما و فشار آب خانه را به شما می دهد. اساساً یک سنسور فشار آب اطلاعاتی در مورد فشار و دمای آب ارائه می دهد. برای به دست آوردن این اطلاعات، باید یک سنسور فشار آب را با یک سوکت در دستگاه بیرونی خود وصل کنید. می توانید از این اطلاعات در خانه، ماشین لباسشویی و سیستم های گرمایشی خود استفاده کنید. اگر می خواهید فشار آب گرم یا سرد در خانه را بدانید باید از سنسور فشار آب استفاده کنید فشار آب نیرویی است که به آب وارد می شود. فشار آب بر دو نوع است: فشار استاتیک و فشار دینامیکی.

استاتیک

فشار استاتیک تفاوت بین فشار اتمسفر و آب در یک مکان معین است. همچنین می تواند بین هوای یک اتاق و فشار منبع برای شیرهای نوشیدنی باشد. ما می توانیم فشار استاتیک آب را با اعمال یک گیج روی شیر یا از طریق یک مانومتر روی مخزن خارجی اندازه گیری کنیم. با این حال، این روش ها وقت گیر هستند. در نتیجه، دانشمندان اشکال ساده تری برای اندازه گیری این فشار ایجاد کرده اند. اینجاست که سنسورهای فشار آب وارد می شوند. این تجهیزات دارای دستگاهی هستند که فشار آب را به سرعت و با دقت اندازه گیری می کند.

پویا

نوع دیگر فشار آب "فشار دینامیکی" است. از حرکت سیال مورد نظر، مانند موج در سطح دریا یا حرکت آب از طریق لوله، ناشی می شود. این حرکت می تواند باعث ایجاد اصطکاک و تلاطم در سیال شود. علاوه بر این، منجر به تولید و از دست دادن گرما می شود. بنابراین، اندازه گیری دقیق فشار آب در یک لوله یا یک مخزن ضروری است.

پرکاربردترین سنسور فشار آب، سنسور فشار دیافراگمی است که توسط سیستم پد و فنر کار می کند. انواع مختلفی از سنسورهای فشار آب برای شما وجود دارد. آنها شامل پیزوالکتریک، نصب شده بر روی شفت توربین آزمایشگاهی و بارومتریک هستند. با این حال، اینها به اندازه نوع دیافراگمی محبوب نیستند.

ما سنسور فشار نوع دیافراگمی را با استفاده از لنت و سیستم فنر کار می کنیم. این سنسور دارای دو لنت یکی روی دیافراگم و دیگری برای نصب است. این پدها برای اندازه گیری فشار با استفاده از مدار الکترونیکی به محفظه فشار متصل می شوند.

دیافراگم همچنین دارای یک شکاف کوچک برای کاهش سطح تماس با آب است. به همین دلیل، فشار روی دیافراگم در مقایسه با فشار استاتیک آب کمتر خواهد بود. قطر بیرونی دیافراگم تقریباً با ضخامت دیافراگم نسبت مستقیم دارد. بنابراین، دیافراگم ضخیم تر ترجیح داده می شود زیرا نتیجه دقیقی به دست می دهد.

سنسور فشار آب چگونه کار می کند؟

سنسور فشار آب که از انواع سنسور فشار می باشد با اندازه گیری نیرو (فشار) روی دیافراگم واقع در زیر سطح آب کار می کند. ابتدا یک سنسور فشار، فشار را با تبدیل آن به سیگنال الکتریکی اندازه گیری می کند. سپس این ولتاژ را برای تحلیل بعدی ثبت می کند. این کار را با قرار دادن دیافراگم در زیر آب انجام می دهیم. سپس، نحوه تغییر شکل آن تحت نیروی فشار استاتیکی یا دینامیکی را اندازه گیری می کنیم.

نگام استراحت دیافراگم، نیرو (فشار) را به موازات سطح خود هدایت می کند. ما دو قطب یک تقسیم کننده ولتاژ ساده را روی سطح آن توزیع می کنیم تا فشار آب را اندازه گیری کنیم. قطب پایین زیر آب خواهد بود و با سیم به قطب بالایی متصل می شود. اگر فشار استاتیک وجود داشته باشد، آنگاه این ولتاژ ثابت خواهد بود. در شرایط ایده آل فشار دینامیکی وجود ندارد زیرا چنین نیرویی بر دیافراگم تأثیر نمی گذارد.

وقتی فشار آب را به دیافراگم وارد می کنیم، کشش سطحی را تغییر می دهد و در نتیجه نیروی وارد بر آن تغییر می کند. قطب پایین تقسیم کننده ولتاژ این اثر را بزرگ کرده و مقدار آن را از 1 ولت به 2 ولت و غیره تغییر می دهد. ما سیگنال را با استفاده از یک مدار به سیگنال الکتریکی تبدیل می کنیم و آن را برای تجزیه و تحلیل بعدی توسط یک واحد حافظه بلند مدت ثبت می کنیم.

گزینه های اندازه گیری

سنسور فشار آب می تواند وضعیت آب مایع را اندازه گیری کند. این می تواند فشار اعمال شده توسط آب مایع در یک منطقه بسته یا فشار اتمسفر را در یک منطقه باز اندازه گیری کند. سنسورهای فشار آب می توانند، فشار را به روش های مختلفی اندازه گیری کنند:

فشار مطلق - آب در برابر صفر اندازه گیری می شود. این شبیه به روشی است که سنسورهای فشار گاز، فشار گاز را در مقایسه با خلاء اندازه گیری می کنند.

فشار گیج - آب را در مقابل فشار اتمسفر اطراف سنسور اندازه گیری می کند. اگر سنسور فشار آب به طور کامل در آب غوطه ور باشد، از یک خط دریچه استفاده می شود تا هوا از بالای سطح به سنسور وارد شود تا فشار اتمسفر را نشان دهد. خط هواکش اغلب می تواند از طریق کابل برق تامین کننده سنسور عبور کند.

فشار دیفرانسیل منعکس کننده تفاوت بین دو بدنه آب است، برای مثال، در دو مخزن یا کانتینر مجزا، یا دو لوله آب. این می تواند برای اندازه گیری افت فشار در فیلترها یا اندازه گیری نرخ جریان با اندازه گیری اختلاف فشار در یک محدودیت استفاده شود.

تکنولوژی سنسور فشار آب

فناوری پشت سنسورهای فشار آب پایدار و قابل اعتماد است. آن ها در اندازه گیری فشار مایع در یک منطقه بسته (خازن) بسیار دقیق هستند. این فناوری همچنین می تواند فشار اتمسفر را اندازه گیری کند. با این حال، این حالت اندازه گیری بسیار محبوب نیست. این یک ترانسمیتر است که سیگنال های الکتریکی را در پاسخ به تغییرات فشار تولید می کند. این مقاومت در برابر تغییر فشار معمولا یک گیج یا مبدل برای اندازه گیری فشار مطلق است.

فناوری دیافراگم سیلیکونی

در این مدل دو دیافراگم موجود است:

1- یکی برای سنسور فشار
2-دیگری برای مقاومت در برابر لرزش و حفاظت.

این فناوری دیافراگم برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب است. آن ها شامل شیرهای کنترل فشار، کنترل جریان آب، پمپ های گردش خون هستند. علاوه بر این، خروجی های مبتنی بر صفر را در یک بسته بسیار کوچک ارائه می دهد.

ساختار سنسور دیافراگم از آلومینیوم آنودایز شده تشکیل شده است. برای نظارت بر فشار خروجی خود از یک سیستم مدیریت مدار الکتریکی استفاده می کند. فلز نصب را با گیره فنری و مکانیزم مهره پایین به بالای دیافراگم متصل می کنیم. میله های نصب نیز قابل تنظیم هستند. امکان جابجایی در نقاط مختلف دیافراگم را فراهم می کند.

ملاحظات نصب سنسور فشار آب

سنسورهای فشار آب برای نصب سریع و دقیق ضروری هستند. این فرآیند بسیار ساده است و نیازی به مهارت یا تجهیزات خاصی ندارد. برخی از انواع سنسور فشار آب نیاز به لوله کشی اضافی دارند. برخی دیگر ممکن است نیازی به سوراخ کردن یا بریدن دیواره لوله نداشته باشند. هنگام نصب سنسور فشار آب باید چند نکته ضروری را رعایت کنیم:

1. ما باید یک محیط مایع ساکن را اندازه گیری کنیم. این کار را در یک منطقه بسته انجام دهید که در آن جریان سرعت دینامیک آب بر دیافراگم تأثیری ندارد. اگر این امکان پذیر نیست، می توانیم یک فلومتر اضافی در محل نصب کنیم تا جریان را اندازه گیری کنیم.
2. دانستن فشار استاتیک آب (فشار اتمسفر) ضروری است. این مهم است زیرا ما از آن به عنوان یک نقطه مرجع استفاده می کنیم.
3. ما باید از نویز بیش از حد در سیگنال خروجی در کانکتور خروجی سنسور جلوگیری کنیم. ما می توانیم نویز از خطوط تلفن یا چراغ قوه روی سنسورهای دیگر داشته باشیم.
4. از هرگونه تماس یا اتصال کوتاهی که منجر به اندازه گیری نادرست فشار آب می شود خودداری کنید.
5. باید از قراردادن دیافراگم (بین سنسور و ظرف) خودداری کنیم.
6. مطمئن شوید که اتصال کوتاه یا جریان زیاد به سنسور آسیب نمی رساند.
7. نباید ولتاژ بالاتر از 0.01 ولت وصل کنیم (خطر اضافه ولتاژ بسیار زیاد است).
8. برای اندازه گیری فشار آب از راه دور، می توانیم از آشکارساز الکتریکی و ماژول ارتباطی (EPROM یا ROM) استفاده کنیم. ما از آن ها برای ارسال سیگنال خروجی به سمت سنسور بدون نصب آن در محل استفاده می کنیم.

جمع بندی

ما در این مقاله سعی کردیم توضیحاتی در مورد سنسور فشار آب، چگونگی عملکرد و روش نصب آن ارائه کنیم. امیدواریم که مطالب فوق برای شما مفید بوده باشد. اگر به دنبال اطلاعات بیشتر در مورد فناوری سنسور فشار هستید، می توانید مقالات مرتبط را که در بخش بلاگ پرشین ابزار دقیق آمده است، مطالعه بفرمایید.