سنسورهای فشار نقش حیاتی در کاربردهای مختلف صنعتی، از فرآوری مواد غذایی گرفته تا کارخانه‌های پتروشیمی و قالب‌گیری تزریق پلاستیک دارند. انتخاب نوع مناسب سنسور فشار، اعم از نسبی/گیج یا ابسلوت، به نیازهای خاص کاربرد شما بستگی دارد. در این مقاله، تفاوت‌های بین این نوع سنسورها و موارد استفاده ایده‌آل آنها را بررسی خواهیم کرد.
گیج (Gauge) در مقابل اندازه گیری فشار ابسلوت
تمایز اولیه بین گیج و اندازه گیری فشار ابسلوت در فشار مرجع نهفته است که اغلب به عنوان نقطه صفر مقیاس از آن یاد می شود.
سنسورهای فشار گیج
- سنسورهای فشار گیج فشار را نسبت به فشار محیط (معمولاً حدود 1.013 بار) اندازه گیری می کنند.
- این سنسورها تغییرات فشار را در مقایسه با فشار اتمسفر محلی تشخیص می دهند.
- در اندازه گیری فشار گیج، یک سنسور فشار، فشار یک سیال را نسبت به فشار محیط اندازه گیری می کند.
سنسورهای فشار ابسلوت
- سنسورهای فشار ابسلوت فشار را نسبت به خلاء ابسلوت اندازه گیری می کنند.
- آنها خوانش فشار را با توجه به خلاء کامل ارائه می دهند که تحت تأثیر فشار اتمسفر نیست.
- این سنسورها زمانی مفید هستند که به فشار دقیق نیاز باشد.
سنسورهای فشار گیج ونت دار (تهویه دار)
سنسورهای فشار گیج ونتد به ویژه در کاربردهایی که فشار محیط نقش مهمی ایفا می کند، به کار می آیند. مخازن بدون فشار را در نظر بگیرید، جایی که مایعات در آن ذخیره می شوند و مخزن آزادانه به اتمسفر بالای مایع متصل می شود. در چنین مواردی، سنسورهای فشار گیج ونت دار یا ونتد (Vented) وارد عمل می شوند.
اندازه گیری سطوح مایعات
- سنسورهای فشار گیج ونتد برای اندازه گیری سطح مایع در مخازن بدون فشار بسیار کارا هستند.
- این سنسورها فشار هیدرواستاتیک ستون مایع را که با ارتفاع مایع در مخزن تعیین می شود، محاسبه می کنند.
تأثیر فشار محیط
معمولاً حسگر را به اتمسفر تخلیه می کنند تا در معرض فشار محیط قرار گیرد. این پیکربندی و ساختار، تغییر شکل دیافراگم سنسور ناشی از فشار فرآیند را با فشار محیط متعادل می کند.
حذف خطاها
برای مخازن و کانتینرهای کوچکتر، از بین بردن تأثیر فشار محیط بسیار مهم است. بدون تهویه، تغییرات فشار محیط به دلیل شرایط آب و هوایی یا موقعیت مکانی (به عنوان مثال، تفاوت بین سطح دریا و ارتفاعات بالاتر) می تواند منجر به خطاهای اندازه گیری قابل توجهی شود.
به عنوان مثال، سطح آب 5 متری در یک مخزن باز می تواند منجر به فشار هیدرواستاتیک +500 میلی گرم شود. بدون جبران فشار محیط، سطح پر شدن مشخص شده ممکن است بین 4.7 تا 5.3 متر بر اساس شرایط آب و هوایی در نوسان باشد.
مزایای سنسورهای فشار گیج ونتد
– اندازه گیری دقیق سطوح مایع در مخازن بدون فشار.
– حذف تاثیر فشار محیط برای خوانش دقیق.
– کاهش قابل توجه خطا در محاسبه محتویات مخزن بر اساس هندسه و سطح اندازه گیری شده.
نتیجه گیری اینکه، درک تفاوت بین سنسورهای فشار گیج و فشار ابسلوت ← برای انتخاب سنسور مناسب برای کاربرد خاص شما ضروری است. سنسورهای فشار گسج ونتد، به ویژه، در سناریوهایی که فشار محیط می تواند به طور قابل توجهی بر اندازه گیری ها تأثیر بگذارد، بسیار ارزشمند هستند و نتایج دقیق و قابل اعتمادی را تضمین می کند.
کاربردهای سنسور فشار ابسلوت (Absolute Pressure Sensors)
این سنسورها معمولاً زمانی انتخاب می‌شوند که دانستن مقدار واقعی فشار اهمیت بیشتری نسبت به تغییرات نسبی آن دارد. در ادامه، برخی از کاربردهای رایج سنسورهای فشار ابسلوت را بررسی می‌کنیم:
فرآیندهای بسته و محفظه‌های تحت خلأ
در سیستم‌هایی مانند راکتورها، اتوکلاوها ←، یا تجهیزات خلأ صنعتی، فشار محیط داخل محفظه با فشار بیرون ارتباطی ندارد. در این شرایط، تنها راه دقیق برای نظارت بر فشار واقعی، استفاده از سنسور فشار ابسلوت است.
این سنسورها در فرآیندهایی مانند خشک‌کن‌های خلأ، پاستوریزاسیون تحت فشار، یا عملیات تبخیر در فشار پایین دقت بالا و پاسخ سریع ارائه می‌دهند.
اندازه‌گیری فشار بخار و فرآیندهای تبخیر
در صنایع شیمیایی و داروسازی، فشار بخار مواد باید به‌صورت دقیق کنترل شود تا تبخیر، تقطیر یا واکنش‌های حرارتی در شرایط پایدار انجام شود.
از آنجا که فشار بخار با تغییرات اتمسفر تغییر نمی‌کند، استفاده از سنسور فشار ابسلوت در این کاربردها ضروری است تا مقادیر واقعی بدون خطای ناشی از تغییرات جوی ثبت شوند.
اندازه‌گیری فشار در گازهای فشرده و سیستم‌های بسته
در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، بسیاری از فرآیندها درون سیستم‌های کاملاً بسته انجام می‌شود. برای مثال، در خطوط انتقال گاز، سیلندرهای تحت فشار، و محفظه‌های ذخیره، فشار داخلی مستقل از اتمسفر است.
در این موارد، سنسور فشار ابسلوت می‌تواند مقدار واقعی فشار گاز را ثبت کند، که برای ایمنی، کنترل کیفیت و طراحی سیستم‌های حفاظتی (Safety Relief Systems) حیاتی است.
صنایع هوافضا و خودروسازی
در صنعت هوافضا، دانستن فشار مطلق هوا در ارتفاعات مختلف برای کنترل احتراق، تهویه و ناوبری اهمیت بالایی دارد.
در خودروها نیز از سنسورهای فشار ابسلوت برای اندازه‌گیری فشار منیفولد (MAP Sensor) استفاده می‌شود تا سیستم ECU بتواند مقدار هوای ورودی به موتور را محاسبه کرده و نسبت سوخت را به‌درستی تنظیم کند.
کالیبراسیون و مراجع اندازه‌گیری استاندارد
در آزمایشگاه‌های مرجع یا بخش‌های کنترل کیفیت، از سنسورهای فشار ابسلوت برای کالیبره کردن دیگر سنسورهای فشار استفاده می‌شود، زیرا مقادیر اندازه‌گیری آنها بدون وابستگی به شرایط محیطی پایدار و قابل ردیابی است.
