مقدمة
في المقالة السابقة قمنا بتفصيل تصنيف حساسات الضغط حسب مرجع القياس، بما في ذلك حساسات الضغط المطلق، وحساسات قياس الضغط، وحساسات الضغط التفاضلي. لقد استكشفنا مبادئ عملهم وسيناريوهات التطبيق وعوامل الاختيار الرئيسية، مما وضع الأساس لاختيار مستشعر الضغط المناسب. إذا لم تكن قد قرأت الجزء السابق، يمكنك ذلكانقر هنالقراءتها. ومع ذلك، إلى جانب مرجع القياس، يمكن أيضًا تصنيف أجهزة استشعار الضغط حسب التكنولوجيا. إن فهم الأنواع المختلفة من أجهزة استشعار الضغط حسب التكنولوجيا يمكن أن يساعدنا في العثور على المستشعر الأكثر ملاءمة وعالي الأداء لتطبيقات محددة.
يعد اختيار أجهزة استشعار الضغط حسب التكنولوجيا أمرًا بالغ الأهمية لأن التقنيات المختلفة لها اختلافات كبيرة في مبادئ القياس والدقة ووقت الاستجابة واستقرار درجة الحرارة والمزيد. سواء في الأتمتة الصناعية أو الأجهزة الطبية أو الفضاء الجوي أو المراقبة البيئية، فإن اختيار النوع المناسب من مستشعر الضغط يمكن أن يعزز بشكل كبير موثوقية وكفاءة النظام. لذلك، سوف تتعمق هذه المقالة في مبادئ العمل، وسيناريوهات التطبيق، ومزايا وعيوب أجهزة استشعار الضغط التضغطي، والسعوي، والكهرضغطي، والحثي، والألياف الضوئية، مما يساعدك على اتخاذ الاختيار الأكثر استنارة من بين العديد من الخيارات.
مجسات الضغط المقاومة للضغط
التعريف ومبدأ العمل
تقوم أجهزة استشعار الضغط المقاومة للضغط بقياس الضغط من خلال التغيرات في المقاومة الناتجة عن الضغط المطبق. ويستند مبدأ العمل علىتأثير مقاوم للضغط، حيث تتغير مقاومة المادة عندما تتعرض لتشوه ميكانيكي (مثل الضغط). عادةً ما تكون مستشعرات الضغط المقاومة للضغط مصنوعة من السيليكون أو السيراميك أو الأفلام المعدنية. عند تطبيق الضغط على هذه المواد، يتم تحويل التغيرات في مقاومتها إلى إشارات كهربائية.
سيناريوهات التطبيق
تستخدم أجهزة استشعار الضغط المقاومة للضغط على نطاق واسع في مختلف المجالات الصناعية، مثل السيارات والأجهزة الطبية والأجهزة المنزلية والأتمتة الصناعية. وفي صناعة السيارات، يقومون بقياس ضغط زيت المحرك وضغط الإطارات. وفي الأجهزة الطبية يتم استخدامها لقياس ضغط الدم وضغط الجهاز التنفسي. في الأتمتة الصناعية، تقوم أجهزة الاستشعار التجويفية بمراقبة الضغط في الأنظمة الهيدروليكية والهوائية.
أجهزة استشعار الضغط التجويفية من سلسلة XDB، مثلXDB315وXDB308سلسلة، مواصلة توسيع إمكانيات هذه التطبيقات. تستخدم أجهزة إرسال الضغط من سلسلة XDB315 أغشية صحية ذات غشاء مسطح من السيليكون عالية الدقة وعالية الثبات، وتتميز بوظائف مقاومة الانسداد، وموثوقية طويلة المدى، ودقة عالية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للصناعات ذات المتطلبات الصحية العالية، مثل المواد الغذائية و المستحضرات الصيدلانية. توفر أجهزة إرسال الضغط من سلسلة XDB308، مع تقنية مستشعر التجويف المتقدمة وخيارات إخراج الإشارة المتنوعة، استقرارًا ممتازًا على المدى الطويل، ومناسبة لمختلف الوسائط والبيئات المتوافقة مع SS316L.
المزايا والعيوب
توفر مستشعرات الضغط المقاومة للضغط دقة عالية وخطية جيدة ووقت استجابة سريع. بالإضافة إلى ذلك، فهي عادةً ما تكون صغيرة الحجم ومناسبة للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. ومع ذلك، فإن لهذه المستشعرات أيضًا بعض العيوب، مثل الحساسية للتغيرات في درجات الحرارة، والتي قد تتطلب تعويض درجة الحرارة. علاوة على ذلك، فإن استقرارها على المدى الطويل في تطبيقات الضغط العالي قد لا يكون جيدًا مثل الأنواع الأخرى من أجهزة الاستشعار.
أجهزة استشعار الضغط بالسعة
التعريف ومبدأ العمل
تكتشف مستشعرات الضغط السعوية الضغط عن طريق قياس التغيرات في السعة الناتجة عن الضغط المطبق. تتكون هذه المستشعرات عادة من لوحتين كهربائيتين متوازيتين. عند تطبيق الضغط، تتغير المسافة بين هذه الألواح، مما يؤدي إلى تغير في السعة. ثم يتم تحويل تغيير السعة إلى إشارات كهربائية قابلة للقراءة.
سيناريوهات التطبيق
تُستخدم مستشعرات الضغط السعوية على نطاق واسع في قياس مستوى السائل، واكتشاف الغاز، وأنظمة التفريغ. في قياس مستوى السائل، يتم تحديد المستوى عن طريق قياس التغيرات في ارتفاع السائل. وفي الكشف عن الغاز، يقومون بقياس ضغط الغاز وتدفقه. في أنظمة الفراغ، يقومون بمراقبة تغيرات الضغط الداخلي.
سلسلة XDB602 أجهزة إرسال الضغط السعوي/الضغط التفاضلي، مع تصميم المعالجات الدقيقة المعيارية وتقنية العزل الرقمي المتقدمة، يضمن استقرارًا استثنائيًا ومقاومة للتداخل. تعمل مستشعرات درجة الحرارة المدمجة على تحسين دقة القياس وتقليل انحراف درجة الحرارة، إلى جانب إمكانات التشخيص الذاتي القوية، مما يجعلها مثالية للتطبيقات عالية الدقة في الأتمتة الصناعية والتحكم في العمليات.
المزايا والعيوب
توفر مستشعرات الضغط السعوية حساسية عالية واستهلاكًا منخفضًا للطاقة واستقرارًا جيدًا لدرجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، فإن هيكلها البسيط يمنحها عمرًا طويلًا. ومع ذلك، فهي حساسة لتغيرات الرطوبة وقد تتطلب حماية إضافية في البيئات عالية الرطوبة. علاوة على ذلك، قد لا تعمل أجهزة الاستشعار السعوية بشكل جيد في تطبيقات الضغط العالي.
مجسات الضغط الكهرضغطية
التعريف ومبدأ العمل
تقوم أجهزة استشعار الضغط الكهرضغطية بقياس الضغط باستخدام التأثير الكهرضغطي، حيث تولد بعض المواد البلورية شحنات كهربائية عند تعرضها لضغط ميكانيكي. تشتمل هذه المواد عادةً على الكوارتز، وتيتانات الباريوم، والسيراميك الكهرضغطي. عند تطبيق الضغط، فإنها تنتج إشارات كهربائية تتناسب مع الضغط المطبق.
سيناريوهات التطبيق
تستخدم أجهزة استشعار الضغط الكهرضغطية على نطاق واسع في الديناميكيةقياس الضغط، مثل اختبار التأثير، وأبحاث الانفجارات، وقياس الاهتزازات. وفي صناعات الطيران والسيارات، يقومون بقياس ضغط احتراق المحرك وموجات الصدمة. في الأتمتة الصناعية، يقومون بمراقبة الاهتزازات والضغط الميكانيكي.
المزايا والعيوب
توفر أجهزة استشعار الضغط الكهرضغطية استجابة عالية التردد وأداء ديناميكي جيد وحساسية عالية، مما يجعلها مناسبة لقياس الضغوط المتغيرة بسرعة. ومع ذلك، لا يمكن استخدامها لقياس الضغط الثابت لأنها لا تستطيع الحفاظ على الشحن مع مرور الوقت. كما أنها حساسة للتغيرات في درجات الحرارة وقد تحتاج إلى تعويض درجة الحرارة.
مجسات الضغط الاستقرائي
التعريف ومبدأ العمل
تكتشف مستشعرات الضغط الحثي الضغط عن طريق قياس التغيرات في الحث الناتج عن الضغط المطبق. تتكون هذه المستشعرات عادةً من ملف حثي ونواة متحركة. عند تطبيق الضغط، يتغير موضع القلب، مما يغير محاثة الملف. ثم يتم تحويل تغيير الحث إلى إشارات كهربائية قابلة للقراءة.
سيناريوهات التطبيق
تُستخدم أجهزة استشعار الضغط الاستقرائي بشكل رئيسي في البيئات ذات درجة الحرارة العالية والإعدادات الصناعية القاسية، مثل مراقبة ضغط التوربينات وأنظمة السوائل ذات درجة الحرارة العالية. وفي صناعة النفط والغاز، يقومون بقياس الضغط في قاع البئر. وفي الأتمتة الصناعية، يقومون بمراقبة ضغط الغازات والسوائل ذات درجة الحرارة المرتفعة.
المزايا والعيوب
توفر مستشعرات الضغط الحثي استقرارًا جيدًا لدرجة الحرارة ودقة عالية، ومناسبة للبيئات القاسية ودرجات الحرارة المرتفعة. يوفر هيكلها القوي موثوقية طويلة المدى. ومع ذلك، فإن أجهزة الاستشعار هذه كبيرة نسبيًا وقد لا تكون مناسبة للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. بالإضافة إلى ذلك، فإن سرعة استجابتها بطيئة نسبيًا، مما يجعلها أقل ملاءمة لقياسات الضغط المتغيرة بسرعة.
أجهزة استشعار ضغط الألياف البصرية
التعريف ومبدأ العمل
تكتشف مستشعرات ضغط الألياف الضوئية الضغط عن طريق قياس التغيرات في الإشارات الضوئية الناتجة عن الضغط المطبق. تستخدم هذه المستشعرات الاختلافات في شدة الضوء أو الطور أو الطول الموجي داخل الألياف الضوئية لتعكس تغيرات الضغط. عندما يتم الضغط على الألياف، تتغير خصائصها الفيزيائية، مما يؤدي إلى تغيير الإشارات الضوئية.
سيناريوهات التطبيق
تستخدم أجهزة استشعار ضغط الألياف الضوئية على نطاق واسع في المجالات الطبية والمراقبة البيئية والتنقيب عن النفط. وفي المجال الطبي، يقومون بقياس ضغط الدم وضغط الجسم الداخلي. وفي المراقبة البيئية، يكتشفون ضغوط المحيطات والمياه الجوفية. وفي التنقيب عن النفط، يقومون بقياس الضغط أثناء عمليات الحفر.
المزايا والعيوب
توفر مستشعرات ضغط الألياف الضوئية مناعة ضد التداخل الكهرومغناطيسي، وملاءمة لقياسات المسافات الطويلة، وحساسية عالية. خصائصها المادية تسمح لها بالعمل بثبات في البيئات القاسية. ومع ذلك، فإن هذه المجسات مكلفة، كما أن تركيبها وصيانتها معقدان. كما أنها حساسة للأضرار الميكانيكية، مما يتطلب التعامل والحماية بعناية.
من خلال فهم مبادئ العمل وسيناريوهات التطبيق ومزايا وعيوب الأنواع المختلفة من أجهزة استشعار الضغط حسب التكنولوجيا، يمكننا اتخاذ خيارات أكثر استنارة لتطبيقات محددة، مما يضمن تلبية أجهزة الاستشعار المحددة للمتطلبات وتحسين موثوقية النظام وكفاءته.
وقت النشر: 12 يوليو 2024