اندازه گیری و کنترل فشار
کنترل مواد غذایی تا گیاهان و مواد پتروشیمی، قالب گیری ، تزریق پلاستیک و بسیاری از کاربردهای صنعتی دیگر در اندازه گیری فشار برای کنترل فرایندها و ماشین آلات مورد نیاز است. کاربر اغلب با این سوال مواجه می شود: چه حسگر فشاری باید استفاده شود – نسبی یا نوع مطلق؟ این مقاله تفاوت بین دو نوع موارد ذکر شده را ارائه می دهد.
تفاوت اصلی بین اندازه گیری فشار نسبی و نسبی مرجع فشار معرفی شده است، یا به عبارت دیگر: نقطه صفر مقیاس.
در اندازه گیری فشار نسبی، فشار همیشه با فشار محیط فعلی (نسبی) اندازه گیری می شود. از سوی دیگر، برای اندازه گیری فشار مطلق، با توجه به نقطه صفر مطلق همیشه فشار را به عنوان مقدار مثبت و فشار (خلاء مطلق) اندازه گیری می کند.
تکنیک های اندازه گیری
برای اندازه گیری فشار نسبی یا مطلق، سنسور باید قادر به تشخیص تغییر در فشار یک محیط و مقایسه آن با فشار مرجع باشد. سنسورهای فشار معمولا تغییر فشار را از طریق تغییر شکل دیافراگم اندازه گیری می کنند. اگر این دیافراگم در معرض فشار سیالات بر یک طرف دیافراگم وارد و از طرف دیگر (به طوری که در معرض فشار محیط باشد) ، بنابراین تغییر شکل بر روی دیافراگم در همان فشار محیط کاهش می یابد. نتیجه اندازه گیری یک اختلاف فشار در رابطه با فشار محیط فعلی است.
در پروژه هایی با فشار بالا (6000 بار) ، مانند جت برقی، سنسور فشار “unvented” استفاده می شود، یعنی با محفظه مهر و موم شده استفاده میگردد. از آن جا که در چنین عملیات فرآیند فشار بالا، نوسانات فشار محیطی در مقایسه با فشار وارده (در حدود 230 mbar) ناچیز است.
در سنسورهای فشار مطلق، قسمت داخلی دیافراگم سنسور (بخشی از سنسور در تماس با سیال فشار) از طرف کارختنه سازنده این محفظه با دستگاههای مربوطه تخلیه و سپس به طور دائم hermetically مهر و موم شده است. بنابراین، تغییر شکل اندازه گیری دیافراگم مستقل از فشار محیط است و همیشه به خلاء محصور میشود.
برنامه های کاربردی نمونه
توصیه می شود که نوع مناسب انتخاب سنسور فشار برای هر کاربرد استفاده شود. به عنوان مثال، در محیطی بدون فشار، جایی که مایعات ذخیره می شود مانند مخازن که آن مخزن به صورت آزادانه در اتمسفر با یک لوله به مایع متصل شده (و به همین ترتیب مجرای”تخلیه”)، سطح کنونی مایع می تواند به عنوان یک نمونه از فشار هیدرواستاتیک ستونی مایع برای اندازه گیری استفاده شود.
در یک مخزن رو باز با سطح 5 متر آب ، فشار هیدرواستاتیک 500 میلی بار را تولید می کند. بنابراین یک سنسور فشار مطلق، بسته به شرایط آب و هوایی، سطح پر مخزن از بین 4،7 و 5،3 متر را نشان می دهد. از آنجایی که حجم پر شدن اغلب از هندسه مخزن و سطح اندازه گیری شده محاسبه می شود، ممکن است خطا قابل توجهی در اندازه گیری در یک مخزن ایجاد شود.
در سایر برنامه های کاربردی مانند برش واترجت با آب، تاثیر فشار محیط باعث خطای اندازه گیری قابل توجهی نمی شود زیرا جت آب با فشار تا 6000 بار می رسد و فشار متغیر محیطی در محدوده 230 mbar باعث نمی شود این مقدار از اندازه گیری اشتباه باشد. با توجه به ریسک بالای برش با آب، توصیه می شود که یک مورد غیر غوطه ور در اینجا استفاده شود تا امکان نفوذ آب یا خاک از طریق یک دریچه وجود نداشته باشد.
در پروژه هایی که با محدوده فشار پایین کار میکند که نیاز به اندازه گیری فشار خلاء دارند، نیاز به سنسور فشار مطلق برای دقت بالا هست. به عنوان مثال، در بسته بندی گوشت، فضای ایجاد شده خلاء از کیفیت بالایی باید در تولید باشد، به طوری که حداکثر عمر مفید محصول را می توان با خیال راحت تضمین شده حساب کرد. مقدار باقیمانده اکسیژن در بسته بندی (یعنی فشار انجام شده نسبت به خلاء ایجاد شده) به طور مستقیم با طول عمر مواد غذایی بسته بندی شده در تماس است. عدم دقت در اندازه گیری به علت تغییرات جوی بین 30 میلی بار تا 65 میلی بار فشار باقی مانده در بسته بندی مواد غذایی موجب نوسات مهمی در تاریخ انقضا شده که سلامت مواد را نمی توان تضمین کرد.
کاربردهایی که در اینجا توضیح داده شده اند تنها چند نمونه انتخابی از کاربردهای متفاوت و گوناگونی از سنسورهای مختلف فشار هستند و نشان می دهند که در در انتخاب سنسور فشار، باید موارد و سیالات خاص و دقت مورد نیاز و شرایط محیطی باید در نظر گرفته شود.
