سنسور فشار دیافراگمی برای سیالات چسبناک ویسکوز و خمیری

سنسور فشار دیافراگمی

اندازه‌گیری فشار سیالات چالش برانگیز رو با خیال راحت، به سنسور فشار دیافراگمی بسپار!

ترانسدیوسر یا ترانسمیتر فشار دیافراگمی همون کاریو انجام میده که سایر ترانسمیتر های فشار با اتصال مکانیکی رزوه‌ای معمولی میتونن انجام بدن: مثل تبدیل فشار اعمال شده سیال به سیگنال خروجی آنالوگ یا دیجیتال!

همچنین، سنسور فشار دیافراگمی برای نصب در یک سری شرایط خطرناک هم طراحی و ساخته میشه مثلاً برای استفاده در نوشیدنی، مواد غذایی و بهداشتی، فرآیندهای پزشکی و کاربردهای صنعتی که سیال چسبناکه، ویسکوزه، فاسد شدنیه، حاوی ذرات معلق جامده یا باعث گرفتگی یا آلودگی میشه.

سنسور فشار دیافراگمی چیست؟

فلاش دیافراگم (Flush Diaphragm) نوعی دیافراگمه که در هنگام نصب، کاملاً باز و در معرض فشار سیال و سطح قرار داره و به گونه‌ای نصب میشه که کمی نسبت به سطوح اطراف، فرورفته‌تره! در ادامه، منظور از فرورفتگی نسبت به سطوح اطراف رو کاملاً توضیح میدیم.

یک تجهیز برای اندازه‌گیری فشار با دیافراگم فلاش میتونه به روش های زیر بسته بشه:

  • بسته شدن (کلمپ شدن) به یک فلنج در اطراف قطر بیرونی دیافراگم
  • با کمک رزوه که قطرش به اندازه کافی بزرگه تا دیافراگم رو در نوک رزوه قرار بده.

ترانسمیتر های فشار دیافراگمی، ترانسدیوسرها، سوئیچ‌ها و گیج‌ها برای اندازه‌گیری فشار یا سطح که دارای دیافراگم‌های کاملاً فلاش یا حتی نیمه فلاش هستن، در مواردی استفاده میشن که از تجمع و رسوب مواد روی دیافراگم جلوگیری کرده و تمیز کردن سنسور رو هم آسون کنن (برخلاف سنسور های فشار استاندارد رزوه‌ای که رسوب ذرات جامد درون پورت اتصال مکانیکی می‌تونه باعث خوانش نادرست فشار بشه).

انواع سنسور فشار دیافراگمی

مزایای سنسور فشار دیافراگمی

کاهش خطر آلودگی و انسداد

عدم وجود حفره در سنسورهای فشار دیافراگمی، خطر آلودگی یا انسداد رو در کاربردهایی که سیال حاوی ذرات جامد معلقه به حداقل می رسونه.

اندازه‌گیری غیرمتأثر

طراحی دیافراگمی، امکان تماس مستقیم با سیال رو فراهم می‌کنه و این سنسورها رو برای کاربردهایی که شامل سیالات خورنده یا ساینده هستن مناسب می کنه. اما سنسورهای فشار استاندارد که حفره یا آب‌بندی دارن، ممکنه هنگام قرار گرفتن در معرض چنین سیالات تهاجمی، آسیب ببینن.

قابل تمیز شدن

ترانسمیتر های فشار دیافراگمی در مقایسه با ترانسمیتر های فشار رزوه‌ای راحت تر تمیز و استریل میشن که در صنایعی مثل داروسازی، غذا و نوشیدنی و بیوتکنولوژی مفیده - جایی که حفظ شرایط بهداشتی برای جلوگیری از آلودگی ضروریه!

افزایش طول عمر سنسور

طراحی سنسورهای فشار دیافراگمی باعث دوام بیشتر در برابر عوامل ناشی از مایعات تهاجمی یا فرآیندهای تمیزکاری مثل CIP و SIP میشه که منجر به طول عمر بیشتر سنسور، کاهش نیازهای تعمیر و نگهداری، صرفه جویی در هزینه و افزایش کارایی میشه.

یک آزمایش کوچک برای درک بهتر

بیاید یک تخم مرغ رو در کف دستمون قرار بدیم، به طوری که انتهای نوک تیز تخم مرغ به سمت انگشتان باشه. حالا دست خودتون رو دور تخم مرغ ببندید و فشار بدید. اگر این کار رو به درستی انجام بدید، انگشتان شما به انتهای نوک تیز تخم مرغ فشار میارن و انتهای گرد تخم مرغ هم در کف دست شما قرار می گیره.

می تونید تا جایی که می تونید فشار بدید ولی تخم مرغ نمی‌شکنه. دلیلش هم اینه که شما در جایی که تخم مرغ خیلی قویه، فشار وارد می‌کنید. پوسته تخم مرغ طوری طراحی شده که در برابر چنین فشار هایی مقاومت کنه. اما اگر به هر قسمتی از تخم مرغ یا به هر سطحی ضربه بزنید، تخم مرغ می‌شکنه.

دیافراگم سنسور فشار دیافراگمی هم مثل پوسته تخم مرغه. هنگامی که فشار سیال به طور یکنواخت در کل سطح دیافراگم اعمال بشه، میتونه فشار باورنکردنی‌ای رو تحمل کنه. اما فشار دادن به یک ناحیه یا یک نقطه از دیافراگم باعث ایجاد مشکلاتی میشه، به این دلیل که دیافراگم بسیار نازکه – در حد چند هزارم اینچ. خیلی عجیبه که چنین ورق فلزی نازکی بتونه فشار چنین بالایی رو تحمل کنه – مثلا چند هزار بار!!!!!

اما هنگامی که یک شیء، فشار رو روی یک ناحیه یا نقطه کوچک وارد کنه، دیافراگم آسیب می‌بینه و سنسور نیاز به کالیبره یا تعویض مجدد داره.

دیافراگم ترانسمیتر فشار دیافراگمی

دیافراگم سنسور، کاملاً در معرض سیال!

با اکثر اتصالات مکانیکی (مانند اتصالات رزوه‌ای موجود برای ترانسمیتر های فشار سوزنی)، برای محافظت از دیافراگم نازک در برابر تماس با هر چیزی غیر از سیال، دیافراگم درون یک پورت قرار گرفته و نسبت به دیواره های محل نصب، کمی عقب‌تر قرار می‌گیره. به همین دلیله که به ترانسمیتر های فشار سوزنی، “ترانسمیتر های دیافراگم درونی” یا Internal Diaphragm Pressure Transmitter گفته میشه. پس “ترانسمیتر فشار های دیافراگمی”‌یا Flush Diaphragm Pressure Transmitter، چنین محافظی رو ندارن و سطح صاف دیافراگم در انتهای سنسور، جلوی رزوه ها قرار می‌گیره.

نصب به‌صورت فلاش (Flush)، دو مزیت اصلی داره:

  • هیچ شکافی یا حفره‌ای وجود نداره که باعث ایجاد رسوب یا گرفتگی بشه.
  • با طراحی فلاش، این سنسور می تونه از طریق کاهش مقاومت و حفظ فلوی سیال، فشار رو اندازه‌گیری کنه.

اما این فقط بخشی از یک دنیای بزرگ‌تره!

سنسور فشار انواع مختلفی داره که در یک مقاله جامع، به‌طور کامل به بررسی انواع سنسور فشار، کاربرد هاشون در صنایع مختلف، نحوه انتخاب یک سنسور فشار مناسب و نکات نصب و دستورالعمل پرداختیم. فقط کافیه روی دکمه زیر کلیک کنی تا با انواع دیگر سنسور فشار آشنا بشی!

متریال و طراحی دیافراگم

متریال مورد استفاده در ساخت دیافراگم های فلاش در سنسور فشار دیافراگمی با نوع فناوری سنسور و سیال مایع مورد نظر برای اندازه‌گیری متفاوته. المان حسگر (فناوری) خشک معمولاً دارای دیافراگم های ضخیم تر و مستحکم تری هستن که می‌تونن با متریال های ساینده مثل بتن و دوغاب استفاده بشن. المان حسگر با روغن پرکننده با دیافراگم های نازک از فولاد ضد زنگ می‌تونن در شرایط بهداشتی و در محیط های با دمای بالا استفاده بشن.

سیالات خاصی وجود دارن که نمیشه اونها رو با سنسورهای فشار معمولی استفاده کرد، چونکه یا بسیار چسبناکن یا به درجه تمیزی بالایی نیاز دارند. در برخی کاربردهای آزمایشی و تحقیقاتی هم، سنسوری که حجم یا شکل مخزن/لوله رو تغییر میده، منجر به عدم قطعیت‌ در اندازه‌گیری اضافی میشه.

تا به اینجا فهمیدیم که یک سنسور فشار دیافراگمی میتونه برای اتصال مکانیکی با/بدون رزوه باشه که اگر سیال توسط یک پورت به دیافراگم برسه، به اون سنسور میگن ترانسمیتر فشار با دیافراگم داخلی (Internal Diaphragm Pressure Transmitter) یا همون ترانسمیتر فشار سوزنی. اما اگه دیافراگم مستقیماً در معرض سیال قرار بگیره یا به قول خودمون، جلوی رزوه قرار بگیره و پورتی وجود نداشته باشه، بهش میگیم سنسور فشار دیافراگمی (Flush Diaphragm Pressure Sensor). و این رو هم فهمیدیم که سنسور فشار دیافراگمی میتونه مایع پرکننده داشته باشه یا نه!

مقایسه اتصالات سنسور فشار استاندارد و سنسور فشار دیافراگمی

بنابراین در کل میتونیم سنسور فشار دیافراگمی رو بر ۲ اساس دسته بندی کنیم: نوع اتصال مکانیکی و تکنولوژی ساخت

اتصال مکانیکی:

  • سنسور فشار دیافراگمی رزوه‌ای
  • سنسور فشار دیافراگمی طرح کلمپ (بهداشتی)

تکنولوژی ساخت:

  • تکنولوژی خشک (بدون مایع پرکننده)
  • تکنولوژی همراه با روغن (با مایع پرکننده – روغن)

انواع بر اساس اتصال مکانیکی

ترانسمیتر فشار دیافراگم فلاش با رزوه "G1/2 و ارینگ شعاعی

G1/2″ Flush With Radial O-ring

سنسور فشار دیافراگمی رزوه "G1/2

G1/2″ Flush DIN 3852

فشار سنج دیافراگمی رزوه "G1 مخروطی

G1″ cone

ترانسمیتر فشار دیافراگمی با رزوه "G3/4 فلاش

G3/4″ Flush DIN 3852

ترانسمیتر فشار دیافراگمی "G1 فلاش با ارینگ شعاعی

G1″ Flush With Radial O-ring (PN ≤ 2 bar)

سنسور فشار دیافراگمی "G1 رزوه فلاش

G1″ Flush DIN 3852

سنسور فشار دیافراگمی رزوه‌ای

رایج ترین نوع سنسور فشار دیافراگمی دارای یک اتصال رزوه‌ای با یک دیافراگم کاملاً باز در انتهاشه (جلوی رزوه‌ها). از اونجایی که اتصال مکانیکی باید درست و دقیق در حفره نصب قرار بگیره، استفاده از رزوه های با قطر بزرگتر مثل ۱/۲ یا ۱ اینچی استاندارد BSP (مثل “G1 و “G1/2) در طراحی مکانیکی دیافراگم در نظر گرفته میشه.

سنسور فشار دیافراگمی رزوه ای

چگونه مقدار تُرک هنگام نصب، روی سنسور فشار دیافراگمی اثر میزاره؟

هنگام نصب هر ترانسمیتر فشار یا ترانسدیوسر ، اگر تُرک بیش از حد باشه، می‌تونه باعث تغییر (شیفت) در خروجی بشه. این اثر بر روی یک سنسور فشار دیافراگمی بیشتر هم میشه. برای به حداقل رسوندن این اثر، از یک آچار گشتاور تنظیم شده در 60 نیوتون متر استفاده کنید. تُرک بیشتر از این به سنسور آسیب می‌رسونه. پس از نصب سنسور، خوانش فشار رو بررسی کنید و آماده شید تا نقطه صفر رو به خاطر شیفت هایی که ممکنه بابت تُرک ایجاد شده باشه رو تنظیم کنید. این کار رو قبل از ایجاد هرگونه فشار در لاین یا مخزن انجام بدید تا بتونید صفر دقیق رو بدست بیارید. برای تنظیم نقاط صفر و اسپن سنسور، از پتانسیومتر های تنظیم استفاده کنید تا خروجی در حالت بدون فشار، معادل صفر باشه. (برای مثال، ۴ در خروجی 20-4 میلی آمپر و عدد 0 در خروجی 10-0 ولت و ...)

سنسور فشار دیافراگمی بهداشتی (طرح کلمپ)

تجهیزات اندازه‌گیری بهداشتی یا هایجنیک (Hygienic) برای استفاده در صنایع غذایی، نوشیدنی و داروسازی طراحی میشن که در فرآیندهای تولیدشون هم به تمیزی و پاکیزگی بالایی نیاز دارند.

در کاربردهای بهداشتی باید تمام قسمت هایی که در تماس با سیال فرآیند هستن، تمیزی و سطح بالایی از پاکیزگی داشته باشن و شامل اقدامات احتیاطی لازم در برابر هرگونه آلودگی باشن.

برای حفظ بهداشت در فرآیندهای تولید، تجهیزات باید به گونه‌ای طراحی بشن که تمیز کردن تمام بخش‌های در تماس با سیال فرآیند به راحتی امکان‌پذیر باشه. همچنین سطح تماس این بخش‌ها باید از تجمع باکتری ها، کپک ها و سایر عوامل بیماری زا که ممکنه به سلامت انسان آسیب بزنن، جلوگیری کنن.

سنسور فشار دیافراگمی کلمپی
ترانسمیتر فشار دیافراگمی Varivent

Varivent® (PN ≤ 25 bar)

سنسور فشار دیافراگمی dairy pipe

Dairy Pipe (DIN11851)

سنسور فشار دیافراگمی با کولینگ

Cooling Element Up to 300°C

سنسور فشار کلمپی clamp

Clamp (DIN 32676)

ویژگی های سنسور فشار دیافراگمی بهداشتی

تجهیزات بهداشتی دارای بخش های ساخته شده از فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) بسیار صیقلی هستن که در معرض سیال قرار دارن و با استفاده از آب‌بندی های کلمپی نصب میشن.

در این نوع سنسور فشار دیافراگمی، از اتصالات رزوه‌ای مستقیم اجتناب میشه چونکه شکاف هایی رو ایجاد می‌کنه که در طول زمان باعث جمع شدن رسوبات میشه و برای تمیز کردن نیاز به جداسازی داره. از رزوه ها در برخی از انواع اتصالات کلمپی استفاده میشه تا دو جزء رو به هم بچسبونن و آب‌بندی ایجاد بشه، اما فقط در سطوح خارجی که در تماس با سیال قرار نمی‌گیرن، استفاده میشه.

متریال

برای سنسور های فشار دیافراگمی بهداشتی، متریال فولاد ضد زنگ 316L بیشتر مرسوم و پرکاربرده: به این دلیل که به راحتی تمیز میشن، میشه اونها رو بدون وارد کردن ماده دیگه‌ای جوش داد، مقاومت خوبی هم در برابر خوردگی دارن و سازگاری شیمیایی بالایی با بیشتر سیالات دارن.

اتصالات فرآیند

انواع اتصالات مکانیکی که برای نصب سنسور های فشار دیافراگمی هایجنیک استفاده میشن، برای کاهش شکاف‌ها و فضاهای پنهانی طراحی شده‌اند که بقایای سیالات ممکنه درون‌شان به دام افتاده و منجر به رشد میکروارگانیسم‌هایی بشن که باعث آلودگی محصول میشن. یک نوع محبوب و رایج از اتصالات بهداشتی، تری کلمپ ها (Tri-clamp) هستن که از یک حلقه کلمپ دو لولایی استفاده می‌کنه که دور دو فلنجی که توسط یک اورینگ الاستومری از هم جدا شده‌اند، محکم می‌شود.

روغن پرکننده با تاییدیه غذایی

همونطور که قبلاً هم گفتیم، نوعی از فناوری اندازه‌گیری فشار، شامل روغن به‌عنوان مایع پرکننده‌ست که در پشت دیافراگم در سنسور فشار دیافراگمی قرار می‌گیره. از اونجایی که این خطر وجود داره که دیافراگم نازک آسیب ببینه (مثلا توسط یک اسپایک فشار) و محتویاتش به داخل سیال فرآیند نشت کنن، لازمه از روغنی استفاده بشه که در صورت مخلوط شدن تصادفی با سیال فرآیند، آسیبی بهش وارد نشه. انواع روغن های قابل استفاده عبارتند از:

  • روغن بادام زمینی
  • روغن زیتون
  • روغن های سیلیکونی با تاییدیه غذایی

ترانسمیتر فشار چیه؟

خیله خب! تا به اینجا درباره سنسور فشار دیافراگمی کلی صحبت کردیم اما آیا می‌دونستید که ترانسمیتر فشار دیافراگمی هم نامیده میشن؟ ترانسمیتر فشار انواع مختلفی داره که در یک راهنمای کامل، به‌طور کامل به بررسی انواع ترانسمیتر فشار، کاربرد هاشون در صنایع مختلف، نحوه انتخاب صحیح یک ترانسمیتر فشار و نکات نصب آن پرداختیم. با کلیک روی دکمه زیر، با انواع مختلف ترانسمیتر های فشار آشنا بشید!

انواع بر اساس تکنولوژی ساخت

تکنولوژی همراه با روغن (با مایع پرکننده – روغن)

تولیدکنندگان سنسور های فشار دیافراگمی با روغن پرکننده، از یک سنسور ساده و کم هزینه شروع می‌کنن، یک دیافراگم خارجی در پایین سنسور اضافه می‌کنن و پشت دیافراگم رو با روغن سیلیکون و غیره پر می‌کنن. هنگام عملیات، فشار روی دیافراگم فرآیند به روغن فشار وارد می‌کنه که باعث انحراف دیافراگم حسگر میشه. برای اینکه این کار به درستی انجام بشه، دیافراگم فرآیند باید خیلی نازک باشه و هیچ گونه سفتی نداشته باشد (که اجازه انعکاس فشار را نمیده). بنابراین چنین دیافراگم هایی به طور کلی نسبتاً بزرگ و نازک هستن.

ثانیاً، ویژگی های دمایی روغن پرکننده پشت دیافراگم می‌تونه تأثیر زیادی داشته باشه و برای حفظ همه این ها، چندین اورینگ میتونه وجود داشته باشه. در نهایت، اگر دیافراگم بشکنه، روغن پرکننده به محصول درون فرآیند نفوذ خواهد کرد.

تکنولوژی خشک (بدون مایع پرکننده)

سنسور فشار دیافراگمی بدون روغن و با تکنولوژی خشک، دارای یک دیافراگم کاملاً صاف با گیج هایی مستقیماً در پشت دیافراگمه. این سنسورها معمولاً گرون‌ترن، اما میتونن فشارهای ترکیدگی (burst pressure) بسیار بالاتری رو تحمل کنن (به دلیل ضخامت دیافراگم). ویژگی‌های دمایی همچنان می‌تونه مشکلاتی ایجاد کنه، بنابراین عاقلانه است که با کارخونه سازنده سنسور فشار دیافراگمی، این مورد رو بررسی کنید.

به طور کلی، هر نوع سنسور فشار دیافراگمی را میشه در هر کاربرد مشخصی استفاده کرد، اما مثل همیشه مزایا و معایبی برای هر نوع وجود داره.

قصد خرید سنسور فشار دیافراگمی داری؟ اما مطمئن نیستی که کدوم سنسور برای کاربرد شما مناسب تره؟ پس لطفاً با ما تماس بگیر. کارشناسان ما خوشحال میشن که شما رو راهنمایی و برای یافتن بهترین راه حل، با شما همکاری کنن.

از نمایی نزدیک‌تر

پس یاد گرفتیم سنسور های فشار دیافراگمی بر اساس تکنولوژی ساخت و نوع اتصال مکانیکی طبقه بندی میشن. حالا بیا اجزای مختلفی که یک سنسور فشار دیافراگمی رو تشکیل می‌دن، باهم بررسی کنیم و بفهمیم که چگونه با هم کار می‌کنن تا فشار سیالات چالش برانگیز رو به راحتی اندازه‌گیری کنن.

اتصال الکتریکی

از این قسمت، سیم‌کشی های مربوطه جهت اتصال الکتریکی انجام میشه و البته، درجه حفاظت یک سنسور هم براساس نوع آن مشخص میشه.

هوزینگ

درون هوزینگ (بدنه)، المان اندازه‌گیری فشار و مبدل سیگنال قرار داره و روی اون البته، یک لیبل از مشخصات فنی!

خنک‌کننده (کولینگ)

کولینگ یا هیت سینک وظیفه داره دمای بالای فرآیند رو در ابتدای سنسور فشار دیافراگمی کاهش بده.

سنسور فشار دیافراگمی از نمای نزدیک

واشر (O-ring)

وظیفه واشر، آب بندی اتصال مکانیکیه که سنسور به خوبی در حفره نصب قرار بگیره و امکان نشتی سیال وجود نداشته باشه.

اتصال مکانیکی

این قسمت امکان اتصال به فرآیند رو به صورت مکانیکی فراهم می‌کنه که میتونه به‌صورت نری (M) یا مادگی (F) باشه.

دیافراگم

در این قسمت، دیافراگم فلاش قرار داره که در معرض سیاله و سیال بهش فشار وارد می‌کنه و باعث منحرف شدنش میشه.

* در این ویدیو، میتونید قسمت های مختلف یک سنسور فشار دیافراگمی و تفاوتش با سنسور های رزوه‌ای استاندارد رو در واقعیت هم ببینید! ​*

انواع حسگر های نصب فلاش

در این بخش، مهم‌ترین انواع حسگر های نصب فلاش (Flush-mounted Sensors) یا در واقع همون فناوری‌های مورد استفاده در سنسور های فشار دیافراگمی، مزایا و معایب آنها و همچنین کاربرد آنها را به شما توضیح خواهیم داد.
همه سنسور های فشار دیافراگمی، آب‌بندی بدون فضای مرده و همچنین قابلیت تمیز کردن آسان تمام سطوح در تماس با سیال رو امکان‌پذیر می‌‌کنن. این امر، به ویژه در کاربردهایی که هر دفعه سیال تغییر کنه، بسیار مهمه تا از هرگونه آلودگی اجتناب بشه. سنسور فشار دیافراگمی، در بیشتر مواقع، برای اندازه‌گیری سطح استفاده میشه و فشار هیدرواستاتیکی که توسط مایع درون مخزن ایجاد میشه، در بیشتر کاربردها اونقدرا هم زیاد نیست. مثلاً، فشار ۱ بار مربوط به سطحی در حدود ۱۰ متر آبه. هنگامی که برای اندازه‌گیری فشار در سیستم های پمپاژ استفاده میشه، یک محدوده فشاری تا حدودی بالاتر، معمولاً بین ۱۰ تا ۱۰۰ بار مورد نیازه!

حسگر های فشار پیزومقاومتی (Piezoresistive pressure sensor)

متداول ترین فناوری به‌کار رفته در سنسور فشار دیافراگمی، حسگر پیزورزیستیو یا پیزومقاومتی‌ست. حسگر واقعی، یک المان اندازه‌گیری سیلیکونیه که در روغن جاسازی میشه. این روغن که معمولاً یک روغن سیلیکونیه (Silicon Oil)، به عنوان یک سیال برای انتقال فشار از دیافراگم فرآیند به دیافراگم حسگر عمل می‌کنه. دیافراگم حسگر، یک غشای نازک از جنس استیل با ساختار موجی مشخص که فناوری حسگر رو از سیال موجود در فرآیند جدا می‌کنه. فقط و فقط، دیافراگم فرآیند با سیال فرآیند در تماسه و باید هم خیلی نازک باشه تا بر مقدار اندازه گیری شده تأثیر نزاره!

مزیت حسگرهای پیزومقاومتی، حساسیت بالاشونه و به همین خاطر، محدوده های اندازه‌گیری‌شون کم ولی دقت‌شون هم بالاتره. حسگر های پیزومقاومتی برای اندازه‌گیری فشار مطلق و فشار نسبی با محدوده های اندازه‌گیری کمتر از ۱۰۰ میلی بار تا چند ۱۰۰ بار مناسبن. دیافراگم حسگر میتونه از متریال های مختلفی ساخته بشه و در صورت نیاز، حتی پوشش خاصی روی اون قرار بگیره. متداول‌ترین متریال، فولاد ضدزنگ 1.4435 (AISI316L) هستش. از طرف دیگه، آلیاژ های مختلفی هم مثل نیکل یا تیتانیوم، برای مقاومت در برابر خوردگی، میتونن به‌عنوان متریال مورد استفاده قرار بگیرن. حسگرهای پیزورزیستیو برای سیالات همگن، نسبتاً خمیری و برای مایعاتی که فاقد مواد جامد یا فقط حاوی مواد جامد کوچک و نرم هستن، مناسبه. ذرات سخت و سالید میتونن به دیافراگم حسگر که بسیار نازک هستن، آسیب برسونن (دیافراگم حسگر، ضخامتی معادل تقریباً ۲۰ تا ۷۰ میکرومتر داره) و در نتیجه، منجر به یک افست سیگنال غیرقابل برگشت میشه. اگر غشاء نه تنها تغییر شکل، بلکه حتی سوراخ هم بشه، روغن سنسور فشار به بیرون نشت می‌کنه و بسته به کاربرد، می‌تونه کل سیستم را آلوده کنه. یکی دیگر از معایب حسگرهای پیزومقاومتی، پایداری درازمدت پایین سیلیکون در دماهای بالاست که میتونه منجر به دریفت سیگنال بشه.

سنسور پیزورزیستیو
سنسور سرامیکی

حسگر های فشار سرامیک (Ceramic pressure sensor)

حسگرهای فشار سرامیکی به طور ایده‌آل زمانی استفاده میشن که مایع مورد اندازه‌گیری حاوی ذرات ساینده یا جامدات سخت و سالید باشه. این به این دلیله که دیافراگم اندازه‌گیری با متریال سرامیک، بسیار سخت و مقاوم در برابر خوردگی ناشی از اکثر سیالات در کاربردهای صنعتیه.

در حسگرهای فشار سرامیکی، یک پل مقاومتی در پشت یک صفحه سرامیکی نازک قرار داره که از طریق یک اتصال گلسی مانند و فوق‌العاده قوی به بدنه پایه حسگر سرامیکی متصل میشه. کل حسگر سرامیکی در بدنه فلزی سنسور فشار دیافراگمی قرار داده میشه و با استفاده از یک سیل الاستومری، معمولاً یک اورینگ، مهر و موم و آب‌بندی میشه. بدنه فلزی ترانسمیتر فشار دیافراگمی رو میشه از متریال های مختلفی ساخت. هوزینگ (بدنه) برخی از این ترانسمیتر ها، از تیتانیوم ساخته میشه که حداکثر مقاومت در برابر خوردگی رو داره. سنسورهای فشار دیافراگمی با حسگر سرامیکی برای اندازه گیری فشار مطلق و نسبی و اندازه گیری محدوده فشار هایی از حدود ۱۰۰ میلی بار تا حدود ۴۰۰ بار مناسبن. در حالی که در محدوده های اندازه گیری پایین (کمتر از ۲ بار)، از دیافراگم سرامیکی نازک و حساس، و برای محدوده‌های اندازه‌گیری بیشتر، از دیافراگم بسیار ضخیم تر استفاده میشه که مقاومت زیادی رو در برابر دستکاری های نادرست ازجمله تمیز کردن با اجسام سخت مثل برس های فولادی یا پیچ گوشتی ارائه میده. برخلاف حسگر های سرامیکی، دیافراگم حسگر پیزورزیستیو، همیشه تقریباً به همون ضخامت و به همون نسبت هم حساسه. نقطه ضعف اصلی سنسورهای سرامیکی، دقت کمتر آنهاست و واقعیت اینه که مستقیماً به هوزینگ جوش داده نمیشن بلکه فقط از طریق سیل الاستومری به بدنه متصل میشن. 

حسگر های فشار فیلم نازک روی استیل (Thin-film-on-steel pressure sensor)

حسگرهای فیلم نازک روی استیل که به صورت فلاش نصب میشن، به دلیل وجود پل های مقاومتی sputtered-on، حداکثر پایداری طولانی مدت رو ارائه میدن. دیافراگم مستقیماً به هوزینگ سنسور فشار دیافراگمی جوش داده میشه. این نوع حسگر به طور قابل توجهی، ضخیم‌تر و مقاوم‌تر از حسگرهای پیزورزیستیوه، اما به اندازه حسگرهای سرامیکی نسبت به فشار های بالا حساس نیست. بنابراین ترانسمیتر فشار دیافراگمی برای اندازه‌گیری فشار سیالات چسبناک، خمیری و چسبنده و همچنین سیالات حاوی مواد جامد مناسبه. همچنین، برای مایعات با ذرات کمی ساینده مناسب بوده و مقاومت خوبی هم در برابر جامدات سخت‌تر دارن. در مورد مایعات متبلور مانند آب در حال انجماد، مزیتشون اینه که به طور قابل توجهی در برابر انبساط حجمی، نسبت به حسگرهای پیزومقاومتی و سرامیکی، به دلیل متریال غشایی انعطاف پذیر، یعنی بسیار الاستیک، قوی تر هم هستن. به این معنی که آنها بهتر میتونن از نشت در صورت آسیب ناشی از فشار بیش از حد در سیال یا انبساط مایعات منجمد جلوگیری کنن. با این حال، ترانسمیتر های فشار دیافراگمی که از حسگرهای فیلم نازک روی استیل استفاده می‌کنن، خیلی مورد استفاده قرار نمی‌گیرن، زیرا تولیدشون خیلی سخته و کارخانه های بسیار کمی بر روش تولیدشون مسلطن. علاوه بر این، آلیاژ فولاد 1.4542 (17-4PH) که معمولاً برای حسگرهای فیلم نازک روی استیل استفاده میشه، مقاومت محدودی در برابر خوردگی داره.

سنسور فیلم نازک روی استیل

محبوب‌ترین های سنسور فشار دیافراگمی

اما ترانسمیتر اختلاف فشار چیه؟

ترانسمیتر اختلاف فشار، نوعی از ترانسمیتر فشاره که اختلاف بین دو لاین ورودی فشار رو اندازه‌گیری می‌کنه. از ترانسمیتر اختلاف فشار در اندازه‌گیری سطح مخازن، تصفیه آب و اسمز معکوس، فشار دو طرف فیلتر، اندازه‌گیری فلو و غیره استفاده زیادی میشه.

از اینجا تا یادگیری همه چیز درباره ترانسمیتر اختلاف فشار (ترانسمیتر فشار تفاضلی) فقط به اندازه یک کلیک فاصله داری!

کاربرد های سنسور فشار دیافراگمی

سنسور های فشار دیافراگمی در کاربردهای مختلفی استفاده میشن که در آن‌ها احتمال انسداد سیال درون اتصال مکانیکی، اختلال در عملکرد فرآيند به دلیل افزایش حجم یا سطح بالایی از بهداشت و تمیزی مورد نیازه. انواع مایعاتی که برای اندازه‌گیری فشارشان به سنسور فشار دیافراگمی نیاز دارید شامل: فاضلاب، خمیر کاغذ، چسب، رنگ، مواد غذایی، نوشیدنی ها، داروها، پزشکی، بتن، قیر و دوغاب.

کاربرد سنسور فشار دیافراگمی برای مایعات ویسکوز

مایعات با ویسکوزیته بالا

موادی مانند رنگ، روغن، واکس، خمیر، مذاب پلاستیک یا دوغاب میتونن اتصال مکانیکی یک سنسور فشار دیافراگمی رو مسدود کنن. ممکنه مایع خیلی سفت باشه که به اندازه کافی، فضای خالی داخلی اتصال مکانیکی رو پر کنه یا ممکنه سیال پس از خنک شدن فرآیند تبدیل به ژل بشه. برای این نوع مواد لازمه از اتصال فلاش استفاده کنید که در آن دیافراگم کاملاً بازه و با سیال مستقیماً در تماسه.

داروسازی، غذایی، نوشیدنی و بایوتک

برای این نوع کاربردها، نگرانی لزوماً ویسکوزیته بالا نیست، بلکه بیشتر به تمیزی و بهداشتی بودن مربوط میشه. یک سطح صاف که کاملاً از فولاد ضد زنگ 316L ساخته شده و فاقد هرگونه حفره‌ست، ساختار ترجیحی برای جلوگیری از تجمع بقایای سیالات، تسهیل تمیز کردن و محافظت در برابر خوردگی شیمیاییه. برای سنسورهای فشار دیافراگمی با مایع پرکننده روغن، روغن با سیال فرآیند باید سازگار باشه تا اگه دیافراگم به‌صورت اتفاقی شکسته بشه، هیچ مایعی به فرآیند نشت نکنه که برای مصرف کننده اون محصول مضر باشه.

کاربرد ترانسمیتر فشار دیافراگمی در صنعت غذایی و نوشیدنی
کاربرد ترانسمیتر فشار دیافراگمی در صنعت فاضلاب و پساب شهری و صنعتی

فاضلاب

قرار گرفتن در معرض فاضلاب حاوی مواد جامد، لجن و مخلوطی از مواد شیمیایی، منجر به آلوده‌سازی سنسور فشار دیافراگمی میشه. برای جلوگیری از مشکلات ناشی از خوردگی و انسداد اتصال مکانیکی، یک دیافراگم باز منعطف که بتونه در برابر ضربه های ناشی از مواد زائد جامد و اثرات خورنده واکنش‌های شیمیایی مقاومت کنه، ضروریه!

سنسور فشار دیافراگمی باید به راحتی تمیز بشه و بتونه در فواصل زمانی منظم، در برابر فرآیند های پاکسازی مثل CIP و SIP مقاومت کنه.

حجم های ناچیز

در برخی از نصب‌های آزمایشی و تحقیقاتی، این الزام وجود داره که حجم داخلی یا تاثیر بر جریان به حداقل برسه. یک سنسور فشار با حجم داخلی خودش ممکنه باعث تغییر قابل توجهی در حجم سیستم / آزمایش بشه. اگر مشخصه های جریان یک مخزن / لوله برای اندازه‌گیری ها حیاتی باشه، یک ترانسمیتر فشار دیافراگمی ممکنه با تغییر عملکرد جریان دستگاه در اندازه‌گیری اختلال ایجاد کنه. یک سنسور فشار دیافراگمی به گونه‌ای که دیافراگم با دیواره دستگاه همسطح باشه، هیچ حجم اضافی به سیستم اضافه نمی‌کنه یا ویژگی های جریان رو مختل نمی‌کنه.

تاثیر حجم ترانسمیتر فشار دیافراگمی در کاربرد آزمایشات و تحقیقات

کاربرد های سنسور فشار دیافراگمی در عمل

قسمت کاربرد محصولات در منابع آموزشی

صنایع

کاربرد تجهیزات اندازه‌گیری فشار را در نظارت و کنترل فشار، سطح و جریان سیالات را در هر قسمت از صنایع مختلف مشاهده کنید!

اندازه گیری سطح مخزن توسط ترانسمیتر فشار دیافراگمی

مخزن نگهداری مواد غذایی مایع

صنعت غذایی و نوشیدنی

اندازه‌گیری سطح در مخازن ذخیره‌سازی مواد غذایی مایع

ارتفاع سنجی مخزن شکلات مایع با ترانسمیتر فشار دیافراگمی

مخزن نگهداری شکلات

صنعت غذایی و نوشیدنی

اندازه‌گیری سطح در مخازن شکلات مایع در حضور همزن

اندازه گیری سطح مخازن ذخیره سازی شیر و فرآورده های آن

مخزن نگهداری شیر و فرآورده ها

صنعت غذایی و نوشیدنی

اندازه‌گیری سطح در مخزن شیر و فرآورده های شیر

سنسور هیدرواستاتیک

سنسور های هیدرواستاتیک یا همون ترانسمیتر های فشار غوطه ور، دسته‌ای از سنسور های فشار هستند که برای اندازه‌گیری فشار هیدرواستاتیک سیالات، بصورت فلاش نصب می‌شوند. بنابراین، از نظر نوع نصب، در دسته سنسور های فشار دیافراگمی طبقه بندی میشن. برای آشنایی بیشتر با سنسور های هیدرواستاتیک به راهنمای زیر مراجعه کن:

راهنمای خرید سنسور فشار دیافراگمی

در بخش زیر، سعی کردیم تا بصورت جامع، نکات انتخاب یک سنسور فشار دیافراگمی رو بهت بگیم که قبل از انتخاب، باید در نظر بگیری. همچنین، همه گزینه های موجود برای انتخاب هم، پایین‌تر روی میزن 🙂

محدوده اندازه‌گیری فشار

دقت مورد نیاز

اتصال مکانیکی

اتصال الکتریکی

سیگنال خروجی

محدوده دمایی سیال

نوع مایع پرکننده

تاییدیه مورد نیاز

محدوده اندازه‌گیری فشار

حداقل و حداکثر فشاری که باید اندازه‌گیری بشه چقدره؟

نکته: حداقل فشار میتونه از ۱- بار (در قسمت منفی بازه) یا ۰ بار شروع و حداکثر فشار در محدوده های مثبت میلی بار و بار (در قسمت مثبت بازه) به اتمام برسه. مثلاً: ۱۰ ~ ۱- بار

دقت حسگر فشار [FS%]

• ±۰.۰۱

• ±۰.۰۵

• ±۰.۰۷۵

• ±۰.۱

• ±۰.۲۵

• ±۰.۵

اتصال مکانیکی

• M20 x 1.5

• “1/4 G

• “3/4 G

• “1/2 G

• “1 G

• دیافراگم سیل

• کلمپ (Clamp)

• تری کلمپ (Tri-clamp)

• ®VARIVENT

• Dairy Pipe

• ®WECO

انواع خروجی

انواع خروجی جریانی/دیجیتالی:

• ۴ تا ۲۰ میلی آمپر

• ۴ تا ۲۰ میلی آمپر + ®HART

• ®PROFIBUS

• FOUNDATION™ Fieldbus

• ®Wireless HART

انواع خروجی ولتاژی:

• ۰ تا ۱۰ ولت دی سی

• ۰ تا ۵ ولت دی سی

• ۰.۵ تا ۴.۵ ولت دی سی

انواع متریال دیافراگم

• Stainless steel 316L

• Stainless steel 316

• Stainless steel 304

• ®Hastelloy

• Tantalum

• ®Monel

• Titanium

• ®Inconel

تاییدیه ضد انفجار

قابلیت استفاده در مناطق مستعد اشتعال یا خطرناک:

• ATEX اروپا

• IECEx جهانی

• c-UL-us ایالات متحده آمریکا و کانادا

• NEPSI چین

• CSA ایالات متحده آمریکا و کانادا

• FM ایالات متحده آمریکا

راهنمای انتخاب و خرید ترانسمیتر فشار دیافراگمی

اتصال الکتریکی

• کابل متصل

• Cable gland

• کانکشن DIN مدل A و C

• کانکتور سوکتی M12x1

• ترمینال الکتریکی (مدل نمایشگر سرخود)

تاییدیه غذایی و بهداشتی

قابل استفاده در صنایع غذایی و علوم زیستی:

• NSF ایالات متحده آمریکا

• FDA ایالات متحده آمریکا

• USP ایالات متحده آمریکا

• FCC ایالات متحده آمریکا

• PZH لهستان

• EHEDG اتحادیه اروپا

• A-3 ایالات متحده آمریکا

انواع مایع پرکننده

• روغن سیلیکون

• روغن سازگار با مواد غذایی

• روغن دمای پایین

• روغن دمای بالا

آیا آماده‌ای تا کسب و کار خودت رو به سطحی بالاتر ارتقا بدی؟

پس همین الآن با ما تماس بگیر!

۰۹۱۰-۲۰۷-۱۰۸۷

همچنین می‌تونی فرم زیر رو پر کنی تا کارشناسان ما در اسرع وقت باهات تماس بگیرن یا همین الآن، با یکی از کارشناسان بصورت آنلاین گفتگو کنی.

اسکرول به بالا