سنسور فشار چیست؟ (تفاوت آن با ترانسمیتر و ترانسدیوسر فشار چیست؟)
در صنعت و مهندسی، اندازه‌گیری دقیق فشار سیالات اهمیت بسیار زیادی دارد. برای این منظور، ابزارهای مختلفی توسعه یافته‌اند که یکی از مهم‌ترین آن‌ها سنسور فشار است. این سنسورها در کنار ترانسمیترها و ترانسدیوسرهای فشار، کاربرد گسترده‌ای در فرآیندهای صنعتی، پزشکی، خودروسازی، هوافضا و سیستم‌های هیدرولیکی دارند. اما تفاوت میان این تجهیزات چیست و هر کدام چه نقشی دارند؟
معرفی سنسور فشار
سنسور فشار ابزاری است که فشار یک سیال (مایع یا گاز) را اندازه‌گیری کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. این سنسورها به تغییرات فشار حساس هستند و معمولاً برای اندازه‌گیری فشار نسبی، مطلق یا فشار تفاضلی استفاده می‌شوند.
اصول عملکرد
عملکرد سنسورهای فشار معمولاً مبتنی بر یکی از این فناوری‌هاست:
- پیزوالکتریک
- پیزورزیستیو
- خازنی
- مقاومت متغیر با فشار (Strain Gauge)
با تغییر فشار وارد شده، مشخصه فیزیکی سنسور تغییر می‌کند و این تغییر به سیگنال قابل تفسیر (مثلاً ولتاژ یا جریان) تبدیل می‌شود.
تفاوت سنسور فشار با ترانسمیتر و ترانسدیوسر فشار
در بسیاری از متون فنی، این اصطلاحات به‌جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌هایی میان آن‌ها وجود دارد که دانستن آن‌ها به انتخاب درست تجهیزات کمک می‌کند.
1. تفاوت سنسور فشار و ترانسمیتر فشار
- سنسور فشار فقط تغییر فشار را به سیگنال خام الکتریکی (معمولاً میلی ولت) تبدیل می‌کند.
- ترانسمیتر فشار شامل سنسور فشار و مدار الکترونیکی تبدیل سیگنال است و خروجی آن به صورت استاندارد صنعتی (مثلاً 4–20 میلی‌آمپر یا 0–10 ولت) ارائه می‌شود. این تجهیز آماده ارسال اطلاعات به سیستم کنترل است.
2. تفاوت سنسور فشار و ترانسدیوسر فشار
- ترانسدیوسر فشار نیز مانند سنسور، فشار را اندازه‌گیری می‌کند اما خروجی آن سیگنال تقویت‌شده و قابل استفاده در مدارهای کنترلی است (مانند 0–5 ولت). در واقع، ترانسدیوسر نوعی سنسور با مدار ساده تقویت‌کننده است.
بنابراین:
سنسور فشار = سیگنال خام
ترانسدیوسر = سیگنال ولتاژی تقویت‌شده
ترانسمیتر = سیگنال جریانی استاندارد صنعتی
کاربردهای سنسور فشار
سنسورهای فشار در بسیاری از صنایع استفاده می‌شوند، از جمله:
خودروسازی: کنترل فشار روغن، سوخت یا هوای ورودی
پزشکی: دستگاه‌های تنفس مصنوعی و فشارسنج‌های دیجیتال
صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: کنترل فرآیند و ایمنی تجهیزات
سیستم‌های هیدرولیکی و پنوماتیکی: مانیتورینگ عملکرد سیالات
تأسیسات و HVAC: نظارت بر فشار گازها و سیالات گرمایشی/سرمایشی
سنسور فشار چگونه ساخته می‌شود؟
برای درک بهتر ساختار و تولید این سنسور، بیایید به مراحل طراحی، مونتاژ و آماده‌سازی این تجهیز حیاتی نگاهی بیندازیم.
تولید سنسور فشار از نقطه‌ای آغاز می‌شود که کانکشن فشار به نقطه اندازه‌گیری متصل می‌گردد. در این مرحله، عنصر حسگر یا سنسور اصلی، فشار واردشده را دریافت کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.
در بخش زیرین تجهیز، برد الکترونیکی (PCB) نصب شده و وظیفه دارد سیگنال خام حسگر را تقویت و به سیگنال استاندارد قابل استفاده در سیستم‌های کنترل تبدیل کند. این سیگنال، سپس از طریق کانکتور یا اتصال الکتریکی به واحدهای پردازشگر منتقل می‌شود.
مراحل مونتاژ و آماده‌سازی
1. اتصال اولیه کانکشن فشار به عنصر حسگر
در ابتدای فرایند، اتصال فیزیکی و محکم بین محل ورود فشار و المان حسگر برقرار می‌شود. این قسمت مستقیماً در معرض فشار سیستم قرار دارد.
2. نصب برد الکترونیکی (PCB)
پس از نصب المان حسگر، برد الکترونیکی روی مجموعه سوار می‌شود تا عملیات پردازش اولیه سیگنال را انجام دهد.
3. برقراری اتصال الکتریکی داخلی
بین سنسور و PCB، ارتباط الکتریکی برقرار می‌شود تا سیگنال تولیدشده از طریق مدار منتقل شود.
4. پیش‌تنش‌کاری (Overpressure Preloading)
سنسور در معرض فشاری بیش از محدوده عملکردی خود قرار می‌گیرد. این کار برای **پایداری عملکرد در بلندمدت** و جلوگیری از تغییرات ناشی از تنش مکانیکی انجام می‌شود.
5. نصب بدنه محافظ
پوسته بیرونی تجهیز نصب شده و از بخش‌های الکترونیکی در برابر آسیب‌های محیطی، مکانیکی و شیمیایی محافظت می‌کند.
6. برچسب‌گذاری لیزری
اطلاعات محصول از جمله مدل، شماره سریال، بازه کاری و کد شناسایی به‌صورت لیزری روی بدنه حک می‌شود. این روش دوام بالا و خوانایی مطلوب دارد.
7. نصب اتصال الکتریکی خارجی
کانکتور مخصوص انتقال سیگنال خروجی استاندارد (مانند 4–20mA یا 0–10V) نصب شده و سنسور آماده اتصال به سایر تجهیزات می‌شود.
8. آزمون فشار و تست‌های ایمنی
همزمان با تنظیم فشار مرجع، آزمایش ولتاژ بالا برای بررسی عملکرد صحیح سنسور و عدم نشتی انجام می‌شود.
9. بسته‌بندی نهایی و مستندسازی
پس از تأیید نهایی، سنسور همراه با دفترچه راهنما، گزارش کالیبراسیون و گواهی کیفیت در بسته‌بندی ایمن قرار گرفته و آماده ارسال به مشتری می‌شود.
این فرایند دقیق و کنترل‌شده تضمین می‌کند که سنسور فشار تولیدشده، عملکردی پایدار، دقیق و قابل‌اعتماد در محیط‌های صنعتی متنوع داشته باشد.
جمع‌بندی
سنسور فشار، ابزاری کلیدی برای اندازه‌گیری فشار سیالات است. با این حال، شناخت تفاوت‌های آن با ترانسمیتر فشار (دارای سیگنال خروجی صنعتی) و ترانسدیوسر فشار (دارای خروجی تقویت‌شده) برای انتخاب دقیق تجهیزات ضروری است. در صنایع مختلف، این ابزارها نقش مهمی در بهینه‌سازی عملکرد و افزایش ایمنی سیستم‌ها ایفا می‌کنند.
شرکت آدرین صنعت ابزار دقیق پارس به عنوان یکی از تأمین‌کنندگان و تولیدکنندگان حرفه‌ای در زمینه تجهیزات ابزار دقیق و آنالایزرهای صنعتی، طیف وسیعی از محصولات مانند سنسورها، ترانسمیترها، فلومترها، سطح‌سنج‌ها و تجهیزات کنترلی را ارائه می‌دهد. این شرکت ابزار دقیق با بهره‌گیری از تیم فنی متخصص و تامین از برندهای معتبر جهانی، خدماتی چون مشاوره فنی، نصب، کالیبراسیون و پشتیبانی تخصصی نیز در اختیار صنایع گوناگون قرار می‌دهد.