جهاز إرسال الضغط هو جهاز يقوم بتحويل قياسات الضغط من السوائل أو الغازات أو البخار إلى إشارة كهربائية لأغراض المراقبة أو التحكم أو التسجيل. تعتبر هذه الأدوات ضرورية في العديد من الصناعات، بما في ذلك التصنيع والنفط والغاز والهيدروجين والمعالجة الكيميائية وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، حيث تعد مراقبة الضغط الدقيقة أمرًا بالغ الأهمية للسلامة والكفاءة والأداء.
كيف يعمل جهاز إرسال الضغط؟
تعمل أجهزة إرسال الضغط عن طريق استشعار الضغط الواقع على الحجاب الحاجز أو المستشعر، والذي يتشوه استجابة للضغط المطبق. يتم تحويل هذا التشوه إلى إشارة كهربائية، عادةً باستخدام مستشعر مثل مقياس الضغط أو غشاء السيليكون. تتم بعد ذلك معالجة الإشارة وتحويلها إلى مخرجات قابلة للقراءة يمكن عرضها أو دمجها في أنظمة التحكم. يمكن أن تتراوح المخرجات من الإشارات التناظرية (على سبيل المثال، 4-20 مللي أمبير) إلى الإشارات الرقمية، اعتمادًا على متطلبات النظام.
ما هي تقنيات إرسال الضغط المختلفة؟
من بين الأنواع الأكثر شيوعًا، أجهزة إرسال الضغط المقاومة للتجويف، وأجهزة إرسال الضغط السعوية، وأجهزة إرسال الضغط المقاومة ذات الأغشية الرقيقة -، وأجهزة إرسال الضغط البصري- المصنوعة من الألياف.
مستشعر الضغط الضغطي
النوع الأكثر شيوعًا من أجهزة إرسال الضغط هو جهاز إرسال الضغط التجويفى.
يتم تصنيع أجهزة إرسال الضغط هذه من مادة مقاومة تغير المقاومة استجابة للضغط المطبق.
ويمكن قياس هذا التغيير في المقاومة وتحويله إلى إشارة رقمية، مما يعطي المستخدم نظرة عامة على الوضع.
يمكن العثور على أجهزة إرسال الضغط المقاومة للضغط في مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من السيارات وحتى الأجهزة الطبية.
الارسال الضغط بالسعة
أجهزة إرسال الضغط بالسعة هي نوع آخر من أجهزة الإرسال. تستخدم هذه المستشعرات مبدأ السعة لقياس الضغط المطبق. السعة هي مقياس لقدرة موصلين على تخزين شحنة كهربائية. في جهاز إرسال الضغط بالسعة، يكون جهاز استقبال قياس الضغط هو الحجاب الحاجز. يمكن أن تكون مواد الحجاب الحاجز من الفولاذ المقاوم للصدأ أو هاستيلوي C أو التنتالوم، على سبيل المثال. عندما يتم تطبيق الضغط على سطح الحجاب الحاجز، فإن التشوه يغير المسافة بين السعتين، عن طريق سائل التعبئة. يمكن قياس هذا التغيير في السعة وتحويله إلى إشارة رقمية.
غالبًا ما تُستخدم أجهزة إرسال الضغط السعوية هذه، على سبيل المثال، في تطبيقات في صناعات النفط والغاز والطاقة والأغذية والمشروبات والمياه والبيئة والأسمنت والورق والكرتون.
غشاء رقيق-جهاز إرسال الضغط المقاوم
تعد أجهزة إرسال الضغط المقاوم ذات الأغشية الرقيقة-نوعًا آخر من أجهزة الإرسال. تستخدم هذه المستشعرات طبقة رقيقة جدًا من مادة مقاومة لقياس الضغط المطبق. يبلغ سمك هذه الطبقة عادةً بضع مئات من النانومترات فقط، مما يجعلها شديدة الحساسية للتغيرات في الضغط.
غالبًا ما تُستخدم أجهزة الاستشعار المقاومة ذات الأغشية الرقيقة- في الحلول الصناعية، حيث تعد الدقة والإحكام أمرًا ضروريًا.
مستشعر الضغط البصري
تعتبر أجهزة إرسال الضغط البصري-نوعًا آخر من أجهزة الإرسال. تستخدم هذه المستشعرات الألياف الضوئية لقياس الضغط المطبق. المبدأ الكامن وراء هذه المستشعرات بسيط للغاية: عندما يمر الضوء عبر الألياف، تتغير خصائصه (مثل الطول الموجي) وفقًا للضغط الذي يمارس على الألياف. ومن خلال قياس التغير في الطول الموجي، يمكن تحديد الضغط بدقة.
غالبًا ما تُستخدم أجهزة إرسال ضغط الألياف الضوئية في تطبيقات قياس الضغط مثل الأنظمة الهيدروليكية وخطوط أنابيب الغاز.
جهاز إرسال الضغط الهيدروستاتيكي لقياس المستوى
تعمل أجهزة إرسال الضغط الهيدروستاتيكي على المبدأ الهيدروستاتيكي لتوفير قياس ضغط يتناسب مع ارتفاع المستوى المطبق.
في جهاز إرسال الضغط الهيدروستاتيكي، يتم احتواء السائل في غرفة مغلقة. عندما يتم تطبيق الضغط على الحجاب الحاجز للغرفة، فإنه يشوه جدران الغرفة، مما يؤدي إلى تغيير في قياس ارتفاع السائل. ويمكن قياس هذا التغيير وتحويله إلى إشارة رقمية.
غالبًا ما يتم استخدام جهاز إرسال الضغط الهيدروستاتيكي في حلول العمليات وقياس المستوى في الخزانات والخزانات.
ما هي إشارات الإخراج لجهاز إرسال الضغط؟
يمكن أن تختلف إشارات الخرج لجهاز إرسال الضغط، ولكنها بشكل عام إما تيار أو جهد تناظري، أو إشارة رقمية.
إن إشارة خرج التيار أو الجهد التناظري هي بشكل عام إشارة مستمرة تختلف وفقًا للضغط المطبق.
ما هي تطبيقات جهاز إرسال الضغط؟
صناعة النفط والغاز
مراقبة ضغط خط الأنابيب
قياس ضغط رأس البئر
أنظمة ضاغط الغاز
المعالجة الكيميائية
قياس مستوى السوائل في الخزانات
أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
مراقبة ضغط وحدة معالجة الهواء
التحكم في ضغط الغلايات
إدارة نظام التبريد
إدارة المياه والصرف الصحي
مراقبة مستوى المياه في الخزانات والخزانات
التحكم في المضخة ومراقبتها
مراقبة ضغط نظام الصرف الصحي والصرف الصحي
التصنيع والأتمتة الصناعية
مراقبة ضغط النظام الهيدروليكي
التحكم في النظام الهوائي
التحكم في العمليات في خطوط الإنتاج
صناعة الطيران
التحكم في ضغط المقصورة
مراقبة ضغط المحرك
أنظمة التحكم البيئي
صناعة السيارات
مراقبة ضغط نظام الوقود
قياس ضغط نظام الفرامل
تحسين أداء المحرك
توليد الطاقة
مراقبة ضغط البخار في الغلايات
التحكم في ضغط توربينات الغاز
إدارة نظام التبريد
تطبيقات الهيدروجين
تطبيقات الهيدروجين
مراقبة ضغط خلية وقود الهيدروجين
التحكم في ضغط نظام تخزين الهيدروجين
إدارة ضغط محطة التزود بالوقود بالهيدروجين.
صناعة الأغذية والمشروبات
مراقبة الضغط في عمليات البسترة
التحكم في مستوى كربنة المشروبات
إدارة ضغط نظام نقل السوائل
تُستخدم أجهزة إرسال الضغط في مجموعة واسعة من التطبيقات التي تكون فيها دقة القياس أمرًا ضروريًا.
