كيفية اختيار مستشعر ضغط للبيئات القاسية

سواء كان قياس ضغط حلقة التحكم التي توفر ملاحظات لضغط المضخة في نظام HVAC ، أو قياس ضغط تدفق المبرد ، فإن أجهزة استشعار الخدمة الشاقة قادرة على إخراج إشارات عالية المستوى. في الوقت الحالي ، يواجه مهندسو التصميم التحدي الهائل المتمثل في تصميم أنظمة التحكم الأكثر تعقيدًا. تعتمد هذه الأنظمة على إشارات ردود الفعل أكثر من الأنظمة السابقة. ونتيجة لذلك ، يجب على مهندسي التصميم النظر في المكونات التي تلبي متطلبات الدقة العالية ، وخفض التكلفة الإجمالية ، وسهولة تنفيذ التطبيق. يستخدم نظام التحكم الحالي مفتاح الضغط للتحكم. يفتح المفتاح ويغلق حول نقطة محددة ، وعادة ما يتم مراجعة ناتجه في نهاية اليوم. تستخدم هذه الأنظمة بشكل رئيسي للمراقبة. بالمقارنة مع أنظمة التحكم الموضحة أعلاه ، يمكن للأنظمة التي تستخدم أجهزة استشعار الضغط قياس طفرات الضغط بطريقة دقيقة ودقيقة للتحذير من المخاطر أو فشل نظام التحكم. يتم توصيل المستشعر بالكمبيوتر لقياس الضغط الفعلي ، مما يسمح للمستخدم بمراقبة النظام والتحكم فيه بدقة. يتم استخدام بيانات الضغط بشكل عام لقياس أداء النظام ديناميكيًا ومراقبة حالة الاستخدام وضمان كفاءة طاقة النظام. يمكن أن توفر الأنظمة التي تستخدم أجهزة الاستشعار نقاط بيانات أكثر فاعلية.

باختصار ، يكون مستشعر الضغط الشاق هو جهاز قياس الضغط مع سكن ، وواجهة ضغط معدني ، وإخراج إشارة عالية المستوى. تأتي العديد من المستشعرات مع مساكن معدنية أو بلاستيكية مستديرة لها مظهر أسطواني مع منفذ ضغط على أحد الطرفين وكابل أو موصل من جهة أخرى. غالبًا ما تستخدم أجهزة استشعار الضغط الشاقة هذه في بيئات التداخل الكهرومغناطيسية الشديدة. يستخدم العملاء في الصناعة والنقل مستشعرات الضغط في أنظمة التحكم لقياس ومراقبة ضغط السوائل مثل سائل التبريد أو زيت التشحيم. في الوقت نفسه ، يمكنه أيضًا اكتشاف ردود فعل ارتفاع الضغط في الوقت المناسب ، والعثور على مشاكل مثل انسداد النظام ، وإيجاد حلول على الفور.

أصبحت أنظمة التحكم أكثر ذكاءً وأكثر تعقيدًا ، ويجب أن تواكب تكنولوجيا المستشعر متطلبات التطبيق. لقد ولت أيام المستشعرات التي تتطلب تكييف الإشارة والمعايرة. لم يعد لديك ما يدعو للقلق بشأن وظائف المستشعر عند تصميم وتنفيذ وتنفيذ التطبيق الخاص بك. بالنظر إلى أن أجهزة الاستشعار هي أجهزة قياس ضغط مهمة للغاية ، وتختلف تنوع وجودة المستشعرات في السوق ، يجب أن تختار بعناية.

نظرة عامة على السيناريوهات المحتملة

قبل إنشاء قائمة بمشتريات المستشعر ، من المهم مراجعة سيناريوهات التطبيق المختلفة. فكر في البدائل المتاحة وكيفية تلبية متطلبات ومواصفات التصميم الخاص بك. كما ذكرنا سابقًا ، تغيرت أنظمة التحكم والمراقبة بشكل كبير خلال العقود القليلة الماضية ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى زيادة تعقيد التصميم. تتضمن هذه التغييرات أنظمة يدوية لأنظمة التحكم الإلكترونية ، والمكونات المتعددة للمنتجات المتكاملة للغاية ، وزيادة التركيز على مشكلات التكلفة. هناك حلول متعددة لتطبيقات التحميل الزائد ، وما هي بيئات التحميل الزائد؟ فيما يلي بعض الأمثلة المحددة ، مثل البيئات ذات نطاق درجة حرارة واسع (على سبيل المثال -40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية [-40 درجة فهرنهايت إلى 257 درجة فهرنهايت]) ، المبردات ، الزيت ، سائل الفرامل ، الزيت الهيدروليكي ، إلخ. في حين أن نطاقات درجة الحرارة المذكورة أعلاه والبيئات القاسية قد لا تكون الأكثر تطرفًا ، إلا أنها تمثل معظم تطبيقات النقل والبيئة الصناعية.

يمكن استخدام أجهزة استشعار الضغط الشاقة في المناطق التالية:

• بالنسبة لتطبيقات HVAC/R ، وأداء نظام المراقبة ، والتحكم في ضغوط مدخل ومواجهة الضاغط ، ومبردات السطح ، وخلجان التبريد ، وأنظمة استرداد التبريد ، وضغط زيت الضاغط.

• بالنسبة لضواغط الهواء ، ومراقبة أداء الضاغط والكفاءة ، بما في ذلك مراقبة ضاغط مدخل وضغط المخرج ، وإسقاط ضغط المرشح ، وضغط ماء التبريد وضغط المخرج ، وضغط زيت الضاغط.

• تستخدم في تطبيقات النقل للحفاظ على المعدات الشاقة من خلال مراقبة الضغط ، والهيدروليكية ، والتدفق ، ومستويات السوائل في الأنظمة الهامة مثل المواد الرئوية ، والهيدروليات الخفيفة ، وضغط الفرامل ، وضغط الزيت ، والنقل ، وأداء الفرامل الشاحنة/المقطورة.

تتطلب تنوع وجودة المستشعرات المتوفرة في السوق دراسة متأنية للبدائل. على وجه التحديد ، يجب تحليل المنتج من حيث الموثوقية والمعايرة والتعويض الصفر والحساسية ونطاق الخطأ الكلي.

استخدم أجهزة استشعار للخدمة الشاقة للتحكم في ضاغط مدخل وضغط المبارز ، ومبردات السطح ، وأنظمة الاسترداد والضغط الأخرى في تطبيقات HVAC/R 

معايير الاختيار

كما هو الحال مع معظم الإلكترونيات ، تعكس معايير اختيار المستشعر تحديات تصميم مهمة. يتطلب تصميم النظام أجهزة استشعار مستقرة للتأكد من أن النظام يمكنه العمل بشكل صحيح في أي وقت ومكان. يعد تناسق النظام بنفس القدر من الأهمية ، ويجب أن يكون مستشعر واحد من الصندوق قابلاً للتبديل مع أي مستشعر آخر في المربع ، ويجب أن يؤدي المنتج كما هو مقصود. المعيار الثالث الذي يجب مراعاته هو التكلفة ، وهو تحد في كل مكان. نظرًا لزيادة الذكاء ودقة المعدات الإلكترونية ، كان لا بد من تحديث المكونات القديمة في الحل. لا تعتمد التكلفة فقط على المستشعر الفردي ، ولكن على التكلفة الإجمالية لاستبدال المنتج. ما هي المنتجات التي استبدلها المستشعر؟ هل تحتاج إلى إجراء عمليات مثل ما قبل المعايرة أو التعويض الكامل قبل الاستبدال؟

عند اختيار مستشعر لتطبيق صناعي أو نقل ، فكر في العوامل التالية:

1) التكوين

عند استخدام كل مستشعر ، هل تحتاج إلى النظر في ما إذا كان الجهاز منتجًا موحدًا أو مخصصًا؟ تشمل خيارات التخصيص الموصلات ومنافذ الضغط وأنواع الضغط المرجعي والنطاقات وأنماط الإخراج. سواء كان ذلك بعيدًا عن الرف أو المكون ، فهل من السهل تلبية المنتج المحدد متطلبات التصميم الدقيقة ومتاح بسرعة؟ عندما تقوم بتصميم منتجك ، هل يمكنك الحصول على عينات بسرعة حتى لا يتم تأجيل وقت السوق أو التعرض للخطر؟

2) نطاق الخطأ الكلي

يعد إجمالي خطأ الخطأ (TEB) (في الصورة أدناه) معلمة قياس مهمة شاملة وواضحة. إنه يوفر دقة حقيقية للجهاز على مدى درجة الحرارة المعوبة (40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية [-40 درجة فهرنهايت إلى 257 درجة فهرنهايت]) ، وهو أمر بالغ الأهمية لقياس تناسق المنتج وضمان إمكانية تبادل المنتج. على سبيل المثال ، عندما يكون نطاق الخطأ الإجمالي ± 2 ٪ ، بغض النظر عن درجة الحرارة ، طالما أنها ضمن النطاق المحدد ، وبغض النظر عما إذا كان الضغط يرتفع أو ينخفض ​​، يكون الخطأ دائمًا ضمن 2 ٪ من النطاق.

تكوين الخطأ من نطاق الخطأ الكلي

في كثير من الأحيان ، لا يسرد الشركات المصنعة نطاق الخطأ الكلي على ورقة بيانات المنتج ، ولكن بدلاً من ذلك سرد الأخطاء المختلفة بشكل منفصل. عند إضافة الأخطاء المختلفة معًا (أي نطاق الخطأ الكلي) ، سيكون نطاق الخطأ الكلي كبيرًا جدًا. لذلك ، يمكن استخدام نطاق الخطأ الكلي كأساس اختيار مهم لاختيار المستشعرات.

3) الجودة والأداء

ما هي معايير الأداء التي يفي المنتج؟ في كثير من الحالات ، يتم تصنيع أجهزة الاستشعار إلى واحد أو اثنين من التحمل سيجما. ومع ذلك ، إذا تم تصنيع منتج إلى ستة معايير Sigma ، فسيكون له مزايا عالية الجودة والأداء العالي والاتساق ، وبالتالي يمكن اعتبارها أداء وفقًا لمواصفات المنتج.

4) اعتبارات أخرى

عند اختيار مستشعر ثقيل ، ينبغي أيضًا النظر في العوامل التالية:

• يجب تعويض المستشعرات ومعايرتها وتضخيمها ، ويجب أن تكون غير قابلة للتكيف مع متطلبات التطبيق دون موارد إضافية.

• يجب أن تكون المعايرة المخصصة ، أو المعايرة المخصصة مع الإخراج المخصص ، قادرة على إخراج مختلف الفولتية المحددة وتلبية مواصفات التصميم دون تغيير التصميم.

• يتوافق المنتج مع توجيه CE ، ويلبي متطلبات مستوى حماية IP ، ولديه وقت طويل للفشل ، ويفي بمتطلبات التوافق الكهرومغناطيسي ، ولديه متانة عالية حتى في البيئات القاسية.

• يتيح نطاق درجة حرارة التعويض الواسع استخدام نفس الجهاز لاستخدامه في أجزاء مختلفة من النظام ، وحقل التطبيق أوسع.

• تمكن مجموعة متنوعة من الموصلات ومنافذ الضغط المستشعرات من تلبية مجموعة متنوعة من احتياجات التطبيق.

• الحجم الصغير يجعل موضع المستشعر أكثر مرونة

• النظر في التكلفة الإجمالية للمستشعر ، بما في ذلك تكاليف التكامل والتكوين والتنفيذ.

عامل رئيسي آخر يجب مراعاته هو التصميم والتطبيق. هل هناك أي شخص يمكنه الإجابة على أسئلة مهمة لمهندسي التصميم أثناء التصميم والتطوير والاختبار والإنتاج؟ هل لدى المورد ما يكفي من المواقع العالمية والمنتجات والدعم لمساعدة العملاء في التصميم إلى التصنيع العالمي؟

يمكن لمهندسي التصميم اتخاذ قرارات سريعة وصوتية استنادًا إلى بيانات حقيقية يمكن التحقق منها باستخدام قائمة مراجعة اختيار كاملة لتحديد مستشعر ضغط شاق. مع وجود مستويات دقة مستشعر اليوم التي تتجاوز بكثير مستوياتها منذ بضع سنوات فقط ، من المهم لمهندسي التصميم أن يكونوا قادرين على اختيار المنتجات التي يمكن استخدامها بسرعة دون تغييرات.