مستشعر ضغط الزجاج المصهور الصغير: حل موثوق لتطبيقات التحميل الزائد ذات الضغط العالي

تعد أجهزة استشعار الضغط عنصرًا حيويًا في العديد من الصناعات، حيث توفر القدرة على قياس الضغط بدقة وموثوقية في التطبيقات المختلفة. أحد أنواع أجهزة استشعار الضغط التي اكتسبت شعبية في السنوات الأخيرة هو جهاز استشعار ذوبان الزجاج الدقيق، والذي تم تطويره لأول مرة من قبل معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في عام 1965.

يتميز مستشعر الذوبان الدقيق للزجاج بمسحوق زجاجي عالي الحرارة متكلس على الجزء الخلفي من تجويف فولاذي منخفض الكربون 17-4PH، مع التجويف نفسه مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH. يسمح هذا التصميم بالحمل الزائد للضغط العالي والمقاومة الفعالة لصدمات الضغط المفاجئة. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه قياس السوائل التي تحتوي على كمية قليلة من الشوائب دون الحاجة إلى زيت أو أغشية عزل. يلغي الهيكل المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ الحاجة إلى الحلقات الدائرية، مما يقلل من مخاطر مخاطر إطلاق درجة الحرارة. يمكن للمستشعر قياس ما يصل إلى 600 ميجا باسكال (6000 بار) في ظل ظروف الضغط العالي مع منتج عالي الدقة بحد أقصى يبلغ 0.075%.

ومع ذلك، قد يكون قياس النطاقات الصغيرة باستخدام مستشعر ذوبان الزجاج الصغير أمرًا صعبًا، ويستخدم بشكل عام فقط لقياس النطاقات التي تزيد عن 500 كيلو باسكال. في التطبيقات التي تتطلب قياس الجهد العالي والدقة العالية، يمكن للمستشعر أن يحل محل مستشعرات ضغط السيليكون المنتشرة التقليدية بكفاءة أكبر.

تعد مستشعرات الضغط القائمة على التكنولوجيا MEMS (الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة) نوعًا آخر من أجهزة الاستشعار التي اكتسبت شعبية في السنوات الأخيرة. يتم تصنيع هذه المستشعرات باستخدام مقاييس سلالة السيليكون ذات الحجم الصغير/النانومتر، والتي توفر حساسية عالية للمخرجات وأداء مستقر وإنتاج دفعات موثوق به وتكرار جيد.

يستخدم مستشعر الذوبان الدقيق للزجاج تقنية متقدمة حيث يتم تلبيد مقياس ضغط السيليكون على الجسم المرن المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH بعد ذوبان الزجاج عند درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية. عندما يتعرض الجسم المرن لتشوه الضغط، فإنه يولد إشارة كهربائية يتم تضخيمها بواسطة دائرة تضخيم التعويض الرقمي باستخدام معالج دقيق. تخضع إشارة الخرج بعد ذلك لتعويض درجة الحرارة الذكي باستخدام البرامج الرقمية. أثناء عملية إنتاج التنقية القياسية، يتم التحكم بدقة في المعلمات لتجنب تأثير درجة الحرارة، الرطوبة، والتعب الميكانيكي. يتمتع المستشعر باستجابة عالية التردد ونطاق واسع لدرجة حرارة التشغيل، مما يضمن الاستقرار على المدى الطويل في البيئات الصناعية القاسية.

تقسم دائرة تعويض درجة الحرارة الذكية تغيرات درجة الحرارة إلى عدة وحدات، ويتم كتابة موضع الصفر وقيمة التعويض لكل وحدة في دائرة التعويض. أثناء الاستخدام، تتم كتابة هذه القيم في مسار الإخراج التناظري الذي يتأثر بدرجة الحرارة، حيث تكون كل نقطة درجة حرارة هي "درجة حرارة المعايرة" لجهاز الإرسال. تم تصميم الدائرة الرقمية للمستشعر بعناية للتعامل مع عوامل مثل التردد والتداخل الكهرومغناطيسي والجهد الزائد، مع قدرة قوية ضد التداخل، ونطاق واسع لإمداد الطاقة، وحماية القطبية.

غرفة الضغط الخاصة بمستشعر الذوبان الزجاجي الصغير مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH المستورد، بدون حلقات دائرية، أو لحامات، أو تسريبات. يتمتع المستشعر بقدرة تحميل زائد تبلغ 300% FS وضغط فشل يبلغ 500% FS، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات التحميل الزائد ذات الضغط العالي. للحماية من صدمات الضغط المفاجئة التي قد تحدث في الأنظمة الهيدروليكية، يحتوي المستشعر على جهاز حماية مدمج للتخميد. يستخدم على نطاق واسع في الصناعات الثقيلة مثل الآلات الهندسية وصناعة الأدوات الآلية والمعادن والصناعات الكيماوية وصناعة الطاقة والغاز عالي النقاء وقياس ضغط الهيدروجين والآلات الزراعية.