نمای کلی ترانسمیتر فشار
ابزار دقیق وسیله ای برای اندازه گیری و آزمایش مواد در جهان است. ابزار دقیق قادر است از فناوری اطلاعات در تولید صنعتی استفاده کند و انواع صنایع را به خط مقدم صنعت هدایت کند. در میان آنها، فرستنده فشار، به عنوان یک نوع ابزار اندازه گیری با دقت بالا، به طور گسترده ای در انرژی حرارتی، صنایع شیمیایی، پالایش نفت، مهندسی زیستی، فولاد، هوا فضا و سایر زمینه های صنعتی استفاده شده است. بنابراین، توسعه و تولید ترانسمیترهای فشار با پایداری بالا و دقت بالا از اهمیت بالایی برخوردار است.
مروری بر فرستنده فشار
با توجه به سیگنال های خروجی متنوع سنسور، به منظور افزایش تطبیق پذیری سنسور در کاربردهای عملی و ساده سازی انتقال و ضبط سیگنال ها، معمولاً نیاز به مداری برای تبدیل سیگنال خروجی به سیگنال استاندارد است. فرستنده فشار یک سیگنال اندازه گیری سنسور فشار سیال به یک دستگاه سیگنال استاندارد است. ترانسمیترهای فشار عمدتاً به ترانسمیترهای فشار آدیاباتیک، ترانسمیترهای فشار گیج و فرستنده فشار دیفرانسیل دسته بندی می شوند. ترانسمیترهای فشار آدیاباتیک در کاربردهایی استفاده می‌شوند که فشار اتمسفر نمی‌تواند بر فرآیند اندازه‌گیری تأثیر بگذارد، مانند برج‌های تقطیر خلاء. ترانسمیترهای فشار گیج از فشار اتمسفر به جای خلاء مطلق استفاده می کنند و در طیف وسیع تری از کاربردها استفاده می شوند. از طرف دیگر از ترانسمیترهای فشار دیفرانسیل برای اندازه گیری اختلاف فشار استفاده می شود.
1.1 ساختار بدنه فرستنده فشار
در حال حاضر فرستنده فشار اصلی عمدتاً از سنسورها، کارتریج های اندازه گیری و رابط و مدار پردازشی از سه جزء اصلی تشکیل شده است. سنسورهای فشار و سنسورهای دما در بالای جعبه دیافراگم اندازه‌گیری با هم مهر و موم شده‌اند و توسط دو فلنج آب‌بندی بسته می‌شوند تا قسمت اندازه‌گیری فرستنده را تشکیل دهند، به طوری که اندازه‌گیری میدان فشار سیگنال به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود. صفحه مدار الکترونیکی و سر و پایانه های نمایشگر کریستال مایع، رابط و مدار پردازشی را تشکیل می دهند که وظیفه تقویت سیگنال الکتریکی خروجی از سنسور، تبدیل آنالوگ به دیجیتال، نمایش بلادرنگ داده ها و خروجی سیگنال های استاندارد را بر عهده دارد.
1.2 طبقه بندی ازفرستنده فشار
استفاده از اصول اندازه گیری مختلف تولید شده توسط ترانسمیتر فشار، با توجه به اصول عملکرد مربوطه خود را می توان به ترانسمیترهای فشار خازنی، فرستنده فشار تشدید و فرستنده فشار سیلیکونی تک کریستالی و انواع دیگر فرستنده فشار تقسیم کرد.
① فرستنده فشار خازنی
اصل کار فرستنده فشار خازنی این است که اختلاف فشار سیال از طریق محیط به صفحه قطب خازنی فلزی داخلی منتقل می شود. صفحه یک تغییر شکل متناظر را ایجاد می کند که منجر به تغییر در ظرفیت می شود. این تغییر از طریق مدار پردازش می شود تا سیگنال فشار دریافت شود.
②فرستنده فشار تشدید کننده
اصل فرستنده فشار تشدید عبارت است از: انتشار فیلم سیلیکونی در یک اختلاف فشار خاص تحت عمل تغییر شکل، ناشی از تغییر فرکانس پرتو تشدید داخلی. اختلاف فشار سیال به پرتو تشدید سیلیکونی تک کریستالی داخلی منتقل می شود. پرتو رزونانس در عمل فشار برای تولید سیگنال فرکانس متناظر با سیگنال فرکانس. سیگنال فرکانس از طریق پردازش مدار برای دریافت و خروجی سیگنال فشار.
③سیلیکون تک کریستالیفرستنده فشار
ساختار اصلی ترانسمیتر فشار سیلیکون مونوکریستالی پل وتستون است. اختلاف فشار خارجی از طریق محیط به پل داخلی منتقل می شود. به دلیل اثر پیزومقاومتی مواد، پل مقدار مقاومتی تولید می کند که با فشار تغییر می کند. سیگنال فشار را می توان با تشخیص خروجی پل از طریق مدار بدست آورد. فرستنده فشار سیلیکون تک کریستالی دارای حساسیت خروجی بالا، حجم سیگنال بزرگ، اختلاف برگشت بسیار کم و طراحی مدار نسبتا ساده و قابل اعتماد و غیره است.
