تجهیزصنعت تامین و تجهیز صنایع
فشارسنج پیزوالکتریک Piezoelectric barometer
فشارسنج پیزو الکتریک، یکی از انواع ترانسمیتر های فشار می باشد که از طریق سنسور پیزو الکتریک، فشار سیال را اندازه گیری و کنترل می کند.
پیزوالکتریک از واژه یونانی piezein نشات گرفته است که به معنای فشار دادن یا فشار است. این نوع از ترانسمیترها که بر اساس اصل پیزوالکتریک عمل می کنند. در وافع نیروی مکانیکی را به شکل فشار تشخیص می دهند و در نهایت نیروی مکانیکی را به سیگنال الکتریکی 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل و به سیستم کنترل ارسال می کنند.
این سنسورها نسبت به تغییرات فشار حساس هستند و خروجی آنها معمولاً به صورت یک اندازه گیری فشار نسبی (Relative) است.
عملکرد فشار سنج پیزوالکتریک
فشارسنج های پیزو الکتریک، از موادی مانند کریستال های کوارتز و سرامیک ساخته می شوند همچنین ساختار ساده و مستحکمی دارند.
هنگامی که فشار سیال به پیزو الکتریک وارد شود، یک شارژ الکتریکی ایجاد می شود. تقویت کننده این شارژ را به ولتاژ خروجی متناسب با آن تبدیل می کند.به مرور زمان این شارژ الکتریکی از بین می رود و برای تشخیص آن به یک تقویت کننده شارژ نیاز است تا سیگنال ها را به ولتاژ تبدیل کند. این تقویت کننده باید نزدیک به پیزوالکتریک قرار داشته باشد.
تفاوت سنسور پیزوالکتریک با سنسور خازنی و پیزو مقاومتی
هر سه سنسور ساختار ساده، مقاوم و کم هزینه ای دارند و تفاوت اصلی آنها در محدوده اندازه گیری فشار می باشد. آنها در محدوده گسترده ای از دما و فشار های مختلف در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.
سنسورهای پیزوالکتریک، در مقابل لرزش و شتاب حساس هستند. عناصر حسگر از خودشان تغدیه می کنند و توان مصرفی کمی دارند. یکی از معایب این سنسورها این است که نمی تواند فشار استاتیک را اندازه گیری کند و فقط برای اندازه گیری فشار دینامیک به کار می رود.
سنسورهای پیزو مقاومتی گسترده ترین محدوده اندازه گیری فشار از 3تا 20000 psi را دارند ولی یکی از معایب آنها این است که نیاز به منبع تغذیه دارند. هم چنین این سنسورها در مقیاس بندی محدودیت دارند زیرا متعادل کردن فشار باعث کاهش حساسیت سنسور می شود. آنها بسیار حساس هستند و درستی تجهیزات MEMS با نشت جریان کاهش می یابد.
سنسور های خازنی، قابلیت تحمل (Over-pressure) در مدت کوتاه را دارند. آنها تجهیزات وابسته (Passive) نیاز به منبع تغدیه ندارند و برای کاربرد بی سیم مناسب هستند زیرا جریان DC از سنسور عبور نمی کند. یکی از معایب این سنسورها غیرخطی بودن (Non-linearity) می باشد زیرا خروجی به طور معکوس متناسب با فاصله ی بین صفحات خازن (d) است.
مزایا و معایب فشارسنج پیزو الکتریک
سنسورهای پیزو الکتریک به دلیل استحکام بالا و پاسخ دهی سریع در طیف گسترده ای از صنایع کاربرد دارند. این سنسورها معمولا برای اندازه گیری فشار تلاطم ها، انفجار و احتراق موتور مورد استفاده قرار می گیرند. مزایای فشارسنج پیزو الکتریک عبارتند از:
- این سنسورها مناسب برای استفاده در محیط های خشن می باشند.
- برای ساخت سنسور از متریال سفت و سخت نظیر کریستال کوارتز یا سرامیک مخصوص استفاده می شود.
- در ساختار آنها از قطعات متحرک استفاده نمی شود.
- برای تولید یک خروجی نیاز به یک تغییر شکل کوچک دارند و سیگنال خروجی توسط خود پیزوالکتریک تولید می شود.
- مورد استفاده در دما و فشار بالا (اندازه گیری فشار در موتور جت)
- ساختار ساده و ارزان قیمت و مقاوم
- استحکام بالا و توان مصرفی پایین
- ابعاد کوچک و سرعت پاسخ دهی بسیار سریع (اندازه گیری فشار تا 1 میلیونیوم ثانیه)
- از این سنسورها با متریال سرامیک میتوان برای اندازه گیری فشار از 0.1 تا 10000 Psi با دقت (Accuracy) بالا استفاده کرد.
- اندازه گیری فشار مطلق و نسبی
- در برابر تداخل الکترو مغناطیسی و تابش غیر حساس هستند.
یکی از معایب سنسورهای پیزو الکتریک این است که از آنها فقط برای اندازه گیری فشار دینامیک استفاده می شود. زیرا هنگامی که یک نیروی استاتیک (ثابت) موجب ایجاد شارژ الکتریکی متقابل در سنسور شود، به مرور زمان در اثر عوامل مختلف مانند مقاومت داخلی سنسور و … این شارژ الکتریکی کاهش پیدا می کند و به تدریج به صفر می رسد. به همین خاطر پیزوالکتریک ها برای اندازه گیری فشار استاتیک مناسب نمی باشند.
پارامترهای خرید فشار سنج پیزوالکتریک
نقش اصلی ترانسمیترهای پیزوالکتریک جلوگیری از کاهش یا افزایش بیش از حد فشار سیالات در صنایع می باشد. در ادامه ملاحظاتی که در انتخاب فشارسنج پیزو الکتریک مناسب باید رعایت شود عبارتند از:
- مقیاس اندازه گیری(بار یا psi)
- نوع سیال
- دقت
- محدوده اندازه گیری فشار
- متریال
- شرایط محیطی مانند دما و…
- نوع فشار اندازه گیری (نسبی یا مطلق)
- نوع پروتکل ارتباطی نظیر HART و …
- نوع اتصال
- استاندارد نفوذ IP و ضد انفجار EX
- ملاحظات ایمنی
فروش فشارسنج پیزوالکتریک
فروش انواع ترانسمیترهای فشار نظیر فشارسنج پیزوالکتریک، خازنی و پیزو مقاومتی از برند های معتبر بازار و روز دنیا (روزمونت – فیشر – اندرس هاورز و..) با قیمت مناسب و ارسال سریع به سراسر کشور در فروشگاه ابزار دقیق تجهیز صنعت را می توانید مشاهده نمایید. جهت مشاوره خرید رایگان و استعلام قیمت با کارشناسان فروش ما در تماس باشید.
کارشناسان ما به شما کمک می کنند با توجه به ملاک هایی از قبیل بودجه، نیاز فنی و برند مورد نظر، انتخاب مناسب و هوشمندانه ای داشته باشید.
لینک مرتبط :
