Kadangkala adalah tidak penting untuk mengenal pasti jumlah tekanan cecair (atau) gas tetapi sebagai alternatif, hanya variasi antara dua titik dalam sistem yang diperhatikan perlu dikenal pasti. Jadi dalam keadaan sedemikian, sensor tekanan pembezaan digunakan. Sensor ini menyediakan ukuran perbandingan antara dua titik sebelum & selepas injap dalam saluran paip. Sekiranya injap terbuka sepenuhnya, maka tekanan pada kedua-dua belah mesti sama. Jika terdapat variasi dalam tekanan, maka injap mungkin tidak terbuka (atau) terdapat halangan. Artikel ini menerangkan secara ringkas tentang sensor tekanan perbezaan , kerja mereka, dan aplikasi mereka.
Apakah itu Penderia Tekanan Berbeza?
Penderia tekanan pembezaan ialah sejenis penderia yang digunakan untuk mengukur variasi dalam tekanan pada dua titik & menyediakan ukuran relatif antara dua titik ini. Tekanan ini penderia terkenal dengan kebolehpercayaan & kualitinya. Fungsi penderia tekanan pembezaan adalah untuk menyediakan data mengenai sambungan bersama dua julat tekanan dalam gas, cecair & wap. Ini digunakan untuk memutuskan variasi tekanan dengan selamat & boleh dipercayai. Sensor ini mempunyai banyak aplikasi dalam pelbagai industri termasuk kawalan & pengoptimuman. Ini juga boleh didapati dalam sistem kritikal keselamatan, pemantauan penapis dan pengukuran tahap dalam bekas tertutup.
Penderia ini direka terutamanya dengan penderiaan kapasitif teknologi. Sensor ini mempunyai diafragma nipis, tersusun di antara dua plat logam selari. Apabila daya luar diberikan, diafragma akan melentur sedikit, menyebabkan perubahan dalam kapasitansi dan dengan itu perubahan dalam o/p sensor.
Penderia Tekanan Berbeza Berfungsi
Sensor tekanan pembezaan berfungsi dengan mengukur penurunan tekanan antara dua titik dalam paip. Pada satu titik dalam paip, ia melaporkan keadaan cas penapis zarah & memeriksa fungsinya manakala pada satu titik lain, ia mengawal peredaran semula gas ekzos tekanan rendah. Secara amnya, penderia ini dibungkus dengan dua port di mana paip boleh disambungkan. Selepas itu, paip digandingkan secara ringkas kepada sistem di mana-mana pengukuran hendak dibuat.
Litar Penderia Tekanan Berbeza
Litar penderia tekanan pembezaan menggunakan dua tolok terikan ditunjukkan di bawah. Litar ini menggunakan pasangan tolok terikan yang dipadankan. Apabila tekanan pembezaan dipertingkatkan, maka satu tolok terikan akan menjadi mampat manakala tolok terikan yang lain akan diregangkan. Dalam litar berikut, voltmeter akan mendaftarkan ketidakseimbangan litar jambatan & ia akan dipaparkan sebagai ukuran tekanan:
Dengan menggunakan litar ini, kita boleh menentukan perkara berikut:
Kenali port mana dalam litar ialah port tekanan 'tinggi'.
Port 'B' dalam litar ialah port tekanan 'tinggi'.
Jika perintang tetap R1 gagal dibuka, kenali apa yang didaftarkan oleh voltmeter.
Jika perintang tetap 'R1' gagal dibuka maka voltmeter dalam litar memacu sepenuhnya kelas atas.
Kenal pasti komponen kerosakan yang memacu voltmeter sepenuhnya berskala tinggi.
Komponen kerosakan yang memacu voltmeter sepenuhnya berskala tinggi berikut sebagai;
Tolok terikan1 gagal, ia akan dipendekkan.
Tolok terikan 2 gagal maka ia akan terbuka.
Apabila 'R1' gagal, ia akan dibuka.
Apabila 'R2' gagal, ia akan dipendekkan.
Pengantaramukaan Sensor Tekanan Berbeza MPX7002DP dengan Arduino Uno
Pengantaramukaan sensor tekanan pembezaan MPX7002DP menggunakan satu Arduino Uno ditunjukkan di bawah. Antara muka ini membantu dalam mereka bentuk peranti perubatan sumber terbuka. Alat perubatan ini digunakan oleh doktor dan juga profesional perubatan untuk merawat pelbagai gangguan pernafasan. Di sini papan pecah penderia tekanan pembezaan digunakan yang menggunakan penderia tekanan pembezaan MPX7002DP.
Komponen yang diperlukan untuk membuat antara muka ini terutamanya termasuk; sensor tekanan pembezaan MPX7002DP dan papan Arduino Uno. Sambungan antara muka ini mengikuti sebagai;
GND bagi sensor tekanan pembezaan MPX7002DP disambungkan ke pin GND papan Arduino Uno.
Pin +5V sensor disambungkan ke +5V Arduino.
Pin analog sensor disambungkan ke pin A0 Arduino.
Setelah semua sambungan dibuat, muat naik kod ke dalam Papan Arduino yang membaca sensor tekanan ke dalam Arduino.
// Kod Ujian MPX7002DP
// Kod ini menggunakan MPX7002DP
// Sensor tekanan disambungkan ke A0
int sensorPin = A0; // pilih pin input untuk Sensor Tekanan
int sensorValue = 0; // pembolehubah untuk menyimpan nilai Data Mentah yang datang daripada sensor
float outputNilai = 0; // pembolehubah untuk menyimpan nilai kPa yang ditukar
persediaan void() {
//Mulakan port bersiri pada 9600 bps dan tunggu port dibuka:
Serial.begin(9600);
manakala (!Siri) {
; // tunggu port bersiri disambungkan. Diperlukan untuk port USB asli sahaja
}
pinMode(sensorPin, INPUT); // Sensor tekanan berada pada pin Analog 0
}
gelung kosong() {
// baca nilai dari sensor:
sensorValue = analogRead(sensorPin);
// memetakan data Mentah kepada kPa
outputValue = peta(Nilai sensor, 0, 1023, -2000, 2000);
// mencetak keputusan ke monitor bersiri:
Serial.print(“sensor = ” );
Serial.print(sensorValue);
Serial.print(“\toutput = “);
Serial.println(outputValue);
// tunggu 100 milisaat sebelum gelung seterusnya
// untuk penukar analog-ke-digital dan
// sensor tekanan untuk diselesaikan selepas bacaan terakhir:
kelewatan(100);
}
Output penderia tekanan pembezaan disambungkan ke pin analog A0. Jadi data sebenar akan disimpan seperti nilai integer dalam pembolehubah sensorPin.
Data analog yang ditukar mentah disimpan dalam pembolehubah integer yang dikenali sebagai sensorValue.
Data output yang diubah dalam kPa akan disimpan dalam pembolehubah apungan yang dikenali sebagai outputData.
Komunikasi bersiri dalam fungsi persediaan dimulakan & pembolehubah sensorPin boleh dinyatakan sebagai input.
Data sensor dalam fungsi gelung dibaca daripada pin analog & dipetakan kepada nilai kPa.
Selepas itu, data dihantar ke terminal bersiri, kemudian ia boleh disemak.
Untuk membolehkan sistem menyelesaikannya, kelewatan seratus milisaat diperkenalkan
Selepas itu, keseluruhan prosedur berulang selama-lamanya!
Jenis Sensor Tekanan Berbeza
Jenis-jenis penderia tekanan pembezaan yang biasa digunakan ialah; perintang, piezoelektrik, kapasitif, MEMS & optik.
Jenis Rintangan
Sensor tekanan pembezaan rintangan menggunakan perubahan dalam rintangan elektrik tolok terikan untuk mengukur variasi tekanan. Ia terikat pada diafragma yang terbuka pada medium tekanan. Tolok terikan termasuk elemen rintangan logam pada sandaran yang fleksibel dan disambungkan ke diafragma, (atau) disimpan dengan proses filem nipis secara langsung. Diafragma logam menyediakan keupayaan tekanan berlebihan & tekanan pecah yang tinggi.
A tolok terikan diendapkan pada diafragma seramik dengan prosedur pemendapan filem tebal. Berbanding dengan peranti logam-diafragma, tekanan pecah dan Toleransi tekanan berlebihan biasanya jauh lebih rendah. Penderia ini mengambil manfaat daripada perubahan dalam kerintangan bahan semikonduktor apabila mengalami ketegangan kerana pesongan diafragma. Magnitud perubahan akan menjadi seratus kali lebih baik berbanding dengan perubahan rintangan yang dijana dalam tolok terikan logam. Oleh itu penderia ini mengukur perubahan tekanan yang lebih kecil daripada penderia seramik atau logam.
Jenis Piezoelektrik
Penderia tekanan pembezaan jenis ini menggunakan sifat bahan piezoelektrik untuk menghasilkan cas ke atas permukaan apabila tekanan diberikan. Di sini, daya yang dikenakan dan magnitud cas adalah berkadar antara satu sama lain & kekutuban menyatakan laluannya. Caj terkumpul & hilang dengan cepat apabila tekanan berubah dengan membenarkan pengukuran tekanan dinamik berubah pantas.
Jenis Optik
Penderia tekanan pembezaan jenis ini menggunakan interferometri untuk mengukur perubahan akibat tekanan dalam gentian optik yang tidak terganggu melalui gangguan elektromagnet. Ia digunakan dalam persekitaran yang bising (atau) berhampiran sumber seperti peralatan radiografi. Ini boleh dibentuk dengan komponen kecil (atau) teknologi MEMS yang selamat dari segi perubatan untuk kegunaan topikal. Ia mengukur tekanan pada beberapa titik di sepanjang gentian optik.
Teknologi MEMS
Istilah MEMS dalam sensor MEMS bermaksud 'Sistem Mikro-Elektro-Mekanikal' yang mempunyai mekanisme pengesan tekanan kapasitif atau piezo yang direka pada silikon pada resolusi peringkat mikron. Output elektrik MEMS bermagnitud kecil boleh ditukar kepada isyarat digital (atau) analog oleh elektronik penyaman isyarat yang dibungkus bersama. Ini adalah peranti pelekap permukaan kecil biasanya hanya kira-kira 2 hingga 3mm untuk setiap sisi.
Sila rujuk pautan ini untuk Langkah ke rekaan MEMS .
Bagaimana untuk Menguji Penderia Tekanan Berbeza?
Sensor tekanan pembezaan boleh diuji dengan multimeter dengan menetapkannya kepada 20V & tolok tekanan. Proses ujian langkah demi langkah dibincangkan di bawah.
- Mula-mula, sambungkan multimeter GND ke terminal negatif bateri & jalankan kebolehpercayaan pantas dengan mengesahkan voltan bateri. Ia mestilah 12.6 V lebih kurang dengan menghidupkan bateri & mematikan enjin.
- Semak dengan manual servis pengeluar untuk mengecam isyarat, GND, rujukan 5V & kuar belakang wayar.
- Hidupkan suis pencucuhan tanpa menghidupkan enjin. Jadi multimeter mesti memaparkan voltan dalam julat 4.5 hingga 5V terutamanya untuk rujukan 5V, 0V yang stabil untuk wayar GND. Untuk wayar isyarat, ia berkisar antara 0.5 & 4.5 volt.
- HIDUPKAN enjin melalui wayar isyarat kuar belakang.
- Balikkan enjin & amati jika terdapat perubahan dalam bacaan voltan. Jika tiada perubahan, teruskan periksa hos penyambung melalui tolok tekanan.
- Keluarkan hos dari sensor tekanan apabila enjin masih hidup,.
- Dengan bantuan tolok tekanan, kira tekanan kedua-dua hos. Untuk ketepatan yang mencukupi, gunakan tolok tekanan belakang ekzos untuk mengukur 0 hingga 15 PSI.
- Sekali lagi sahkan voltan isyarat dan voltan mesti membaca nombor di antara nilai tekanan hos.
Jika voltan anda sangat berubah atau nilai tekanan tidak sama dengan bacaan voltan, maka sensor tekanan pembezaan rosak dan perlu ditukar.
simptom
Gejala buruk penderia tekanan pembezaan termasuk pencemaran, elektronik rosak akibat haba enjin yang teruk, dan kecederaan tersumbat dan getaran akibat pengalaman berpanjangan dalam bahagian enjin.
- Isu yang paling biasa disebabkan oleh penderia jenis ini ialah bahaya pada diafragma. Jadi ini menyebabkan sensor tekanan pembezaan diherotkan (atau) kehilangan keupayaan untuk melentur & bertindak balas terhadap perubahan dalam tekanan.
- Satu lagi isu ialah kemudaratan pada kawasan pelabuhan penderia kerana tempat tinggal atau serpihan pencemaran dalam tiub & menyekat aliran cecair yang betul ke dalam penderia.
- Apabila sensor tekanan pembezaan tamat memberi isyarat kepada PCM untuk dimulakan semula, maka sensor ini akan terhalang oleh bahan pencemar.
- Beberapa tanda yang menyatakan sensor bahawa ia tidak menjana semula dengan betul kerana sensor gagal, penjimatan bahan api yang lemah, prestasi enjin yang lemah, suhu enjin yang tinggi, peningkatan asap hitam dari ekzos, suhu penghantaran maksimum, dsb.
- Apabila sensor gagal, maka gas ekzos tidak dapat dibersihkan sepenuhnya apabila tekanan balik tujahan ekzos kembali ke dalam kebuk pembakaran menyebabkan sensor bercampur melalui minyak enjin.
- Gejala utama kegagalan sensor tekanan pembezaan termasuk; misfire/letupan, kekurangan kuasa enjin, periksa lampu enjin menyala, penggunaan bahan api yang melampau, dan enjin akan dihidupkan dengan teruk.
- Apabila menyelesaikan masalah penderia enjin, adalah disyorkan untuk mencari sebarang tanda kerosakan yang boleh dilihat terlebih dahulu. Periksa semua sambungan, bermula dengan penyambung elektrik penderia, dan cari sebarang kerosakan seperti retak atau cair. Sebarang wayar yang rosak perlu diganti.
- Seterusnya, periksa hos yang disambungkan ke sensor. Sekali lagi, cari sebarang kerosakan seperti retak atau cair.
- Jika hos rosak, ia perlu diganti dan kemungkinan besar dihalakan semula supaya ia tidak rosak dengan cara yang sama sekali lagi. Jika hos kelihatan berada dalam keadaan fizikal yang baik, periksa sebarang tersumbat atau tersumbat. Jika tersumbat, hos perlu dibersihkan atau diganti.
Kegunaan/Aplikasi
Aplikasi penderia tekanan pembezaan dibincangkan di bawah.
- Penderia tekanan pembezaan digunakan dalam bidang perubatan untuk rawatan trombosis urat dalam.
- Ini juga digunakan dalam pam infusi, alat pernafasan & peralatan pengesanan pernafasan.
- Penderia ini ditemui di banyak lokasi untuk penderiaan Aliran, pengesan tahap atau kedalaman dan ujian kebocoran.
- Penderia tekanan pembezaan sering ditemui dalam persekitaran industri di mana-mana variasi dalam tekanan boleh digunakan untuk menentukan aliran cecair atau gas.
- Ini digunakan dalam loji rawatan efluen, pemprosesan minyak & gas bawah laut, dan sistem pemanasan jauh yang menggunakan air yang dipanaskan (atau) wap.
- Secara amnya, ini digunakan untuk pemantauan tekanan berbeza & mengawal air, gas dan minyak.
- Ini juga terdapat dalam ukuran aras dalam bekas tertutup, pemantauan penapis & sistem kritikal keselamatan.
- Penderia ini digunakan dalam pelbagai aplikasi dalam pusat data.
- Ini sangat membantu dalam mengukur aliran merentasi tiub venturi, tiub pitot, plat orifis & aplikasi berasaskan aliran lain.
- Penderia tekanan pembezaan digunakan untuk memantau aliran proses, mengukur tahap selamat dalam tangki cecair, dan mengurus gelung kawalan.
- Ini digunakan dalam bilik bersih, HVAC & automasi bangunan, hospital, ruang pengasingan, makmal, industri farmaseutikal, dsb.
- Peranti yang sangat tepat menggunakan penderia ini untuk semua gas yang tidak agresif & tidak mudah terbakar.
- Ini boleh digunakan untuk memantau penapis dalam aplikasi yang berbeza
- Penderia tekanan berbeza boleh didapati dalam sistem pelindung kebakaran dalam unit pemerciknya.
- Ini sangat membantu apabila jumlah cecair dalam bekas tertutup juga mesti diukur.
Oleh itu, ini adalah gambaran keseluruhan pembezaan sensor tekanan, ia berfungsi , dan aplikasinya. Penderia ini merupakan komponen penting dalam aplikasi yang berbeza merentasi pelbagai industri. Sensor ini boleh mengukur variasi tekanan dengan ketepatan yang tinggi yang membolehkan proses selamat dan cekap banyak sistem.
Peranti pengukur hanya terdedah kepada julat luas tegasan terma, kimia atau mekanikal supaya nilai yang diukur berbeza-beza & kehilangan ketepatan dari semasa ke semasa. Contohnya, histerisis atau pengimbangan Sifar boleh membawa kepada risiko keselamatan & pengurangan kecekapan proses. Penentukuran yang kerap tidak dapat mengelakkan perubahan sedemikian, walaupun mengesannya dalam masa. Oleh itu, adalah dicadangkan untuk melakukan Penentukuran setiap tahun sekali kepada peranti pengukur tekanan elektrik & mekanikal. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah penderia tekanan?
