때로는 액체(또는) 기체의 전체 압력을 식별하는 것이 중요하지 않지만 대안으로 관찰되는 시스템 내 두 지점 사이의 변화를 간단히 식별해야 합니다. 따라서 이러한 조건에서는 차압 센서가 사용됩니다. 이 센서는 파이프라인 내 밸브 앞과 뒤의 두 지점 간의 비교 측정을 제공합니다. 밸브가 완전히 열린 경우 양쪽의 압력은 비슷해야 합니다. 압력 내에 변화가 있는 경우 밸브가 열리지 않았거나 막혔을 수 있습니다. 이 기사에서는 간략하게 설명합니다. 차압 센서 , 작업 및 응용 프로그램.
차압 센서란 무엇입니까?
차압 센서는 두 지점에서 압력 내 변화를 측정하는 데 사용되는 센서 유형이며 이 두 지점 간의 상대적인 측정을 제공합니다. 이러한 압력 센서 신뢰성과 품질로 잘 알려져 있습니다. 차압 센서의 기능은 가스, 액체 및 증기 내 두 압력 범위의 상호 연결에 관한 데이터를 제공하는 것입니다. 이는 압력 변화를 안전하고 확실하게 결정하는 데 활용됩니다. 이 센서는 제어 및 최적화를 포함하여 다양한 산업 분야에서 다양한 응용 분야를 가지고 있습니다. 이는 안전이 중요한 시스템, 필터 모니터링, 밀폐된 컨테이너 내 레벨 측정에서도 찾아볼 수 있습니다.
이 센서는 주로 다음과 같이 설계되었습니다. 용량 감지 기술. 이 센서에는 두 개의 평행한 금속판 사이에 배열된 얇은 다이어프램이 있습니다. 외부 힘이 제공될 때마다 다이어프램이 약간 구부러져 정전 용량 내에서 변화가 발생하고 이에 따라 센서의 o/p 내에서도 변화가 발생합니다.
차압 센서 작동
차압 센서는 파이프 내 두 지점 사이의 압력 강하를 측정하여 작동합니다. 파이프의 한 지점에서는 입자 필터의 충전 상태를 보고하고 기능을 점검하며, 다른 지점에서는 저압 배기 가스 재순환을 제어합니다. 일반적으로 이러한 센서에는 파이프를 연결할 수 있는 두 개의 포트가 패키지로 제공됩니다. 그 후, 파이프는 측정이 이루어질 때마다 시스템에 간단히 연결됩니다.
차압 센서 회로
두 개의 차압 센서 회로 스트레인 게이지 아래에 나와 있습니다. 이 회로는 일치하는 스트레인 게이지 쌍을 사용합니다. 차압이 강화될 때마다 하나의 스트레인 게이지는 압축되고 다른 스트레인 게이지는 늘어납니다. 다음 회로에서 전압계는 브리지 회로의 불균형을 등록하고 압력 측정값으로 표시됩니다.
이 회로를 사용하여 다음을 결정할 수 있습니다.
회로의 어느 포트가 '고압' 포트인지 확인합니다.
회로의 포트 'B'는 '고압' 포트입니다.
R1 고정 저항이 열리지 않으면 전압계가 무엇을 등록하는지 인식하십시오.
고정 저항기 'R1'이 열리지 않으면 회로의 전압계가 완전히 확장됩니다.
전압계를 완전히 확장하는 결함 구성 요소를 식별합니다.
전압계를 완전히 확장하는 결함 구성 요소는 다음과 같습니다.
스트레인 게이지 1이 실패하면 단락됩니다.
스트레인 게이지 2가 실패하면 열립니다.
'R1'이 실패하면 열립니다.
'R2'가 실패하면 단락됩니다.
Arduino Uno와 인터페이싱하는 MPX7002DP 차압 센서
MPX7002DP 차압 센서는 다음을 사용하여 인터페이싱합니다. 아두이노 우노 아래에 나와 있습니다. 이 인터페이스는 오픈 소스 의료 기기를 설계하는 데 도움이 됩니다. 이 의료 기기는 의사와 의료 전문가가 다양한 호흡기 질환을 치료하는 데 사용됩니다. 여기서는 MPX7002DP 차압 센서를 사용하는 차압 센서 브레이크아웃 보드가 사용됩니다.
이 인터페이스를 만드는 데 필요한 구성 요소는 주로 다음과 같습니다. MPX7002DP 차압 센서 및 Arduino Uno 보드. 이 인터페이스의 연결은 다음과 같습니다.
MPX7002DP 차압 센서의 GND는 Arduino Uno 보드의 GND 핀에 연결됩니다.
센서의 +5V 핀은 Arduino의 +5V에 연결됩니다.
센서의 아날로그 핀은 Arduino의 A0 핀에 연결됩니다.
모든 연결이 완료되면 코드를 아두이노 보드 압력 센서를 Arduino로 읽어들이는 것입니다.
// MPX7002DP 테스트 코드
// 이 코드는 MPX7002DP를 실행합니다.
// A0에 연결된 압력 센서
int 센서핀 = A0; // 압력 센서의 입력 핀을 선택합니다.
int 센서값 = 0; // 센서에서 나오는 Raw Data 값을 저장하는 변수
부동 출력값 = 0; // 변환된 kPa 값을 저장할 변수
무효 설정() {
//9600bps에서 직렬 포트를 시작하고 포트가 열릴 때까지 기다립니다.
Serial.begin(9600);
동안(!직렬) {
; // 직렬 포트가 연결될 때까지 기다립니다. 기본 USB 포트에만 필요
}
pinMode(센서핀, INPUT); // 압력 센서는 아날로그 핀 0에 있습니다.
}
무효 루프() {
// 센서에서 값을 읽습니다.
센서값 = 아날로그읽기(센서핀);
// 원시 데이터를 kPa에 매핑합니다.
outputValue = map(센서값, 0, 1023, -2000, 2000);
// 결과를 직렬 모니터에 인쇄합니다.
Serial.print(“센서 = ” );
Serial.print(sensorValue);
Serial.print('\toutput = ');
Serial.println(outputValue);
// 다음 루프 전에 100밀리초를 기다립니다.
// 아날로그-디지털 변환기의 경우
// 마지막 판독 후 안정될 압력 센서:
지연(100);
}
차압 센서의 출력은 A0 아날로그 핀에 연결됩니다. 따라서 실제 데이터는 sensorPin 변수 내에 정수 값처럼 저장됩니다.
변환된 원시 아날로그 데이터는 sensorValue라는 정수 변수 내에 저장됩니다.
kPa 단위로 변경된 출력 데이터는 outputData라는 부동 변수 내에 저장됩니다.
설정 기능의 직렬 통신이 초기화되고 sensorPin 변수가 입력으로 명시될 수 있습니다.
루프 기능의 센서 데이터는 아날로그 핀에서 판독되어 kPa 값으로 매핑됩니다.
그 후, 데이터가 직렬 터미널로 전송되어 검토될 수 있습니다.
시스템이 문제를 해결할 수 있도록 100밀리초 지연이 도입되었습니다.
그 후에는 전체 절차가 영원히 반복됩니다!
차압 센서 유형
일반적으로 사용되는 차압 센서의 유형은 다음과 같습니다. 저항성, 압전성, 용량성, MEMS 및 광학.
저항성 유형
저항성 차압 센서는 스트레인 게이지 전기 저항 내의 변화를 사용하여 압력 변화를 측정합니다. 이는 압력 매체에 노출된 다이어프램에 접착됩니다. 스트레인 게이지는 유연한 뒷면에 금속 저항 요소를 포함하며 다이어프램에 연결되거나 박막 프로세스를 통해 직접 증착됩니다. 금속 다이어프램은 높은 과압 및 파열 압력 능력을 제공합니다.
ㅏ 긴장 정도 후막 증착 공정을 통해 세라믹 다이어프램에 증착됩니다. 금속 다이어프램 장치에 비해 파열 압력 및 과압 허용 오차는 일반적으로 훨씬 낮습니다. 이러한 센서는 다이어프램 편향으로 인해 변형이 가해질 때마다 반도체 재료의 저항률 내 변화를 활용합니다. 변화의 크기는 금속 스트레인 게이지 내에서 생성된 저항 변화에 비해 100배 더 좋습니다. 따라서 이러한 센서는 세라믹이나 금속 센서보다 작은 압력 변화를 측정합니다.
압전형
이러한 유형의 차압 센서는 압전 재료의 특성을 사용하여 압력이 가해질 때마다 표면에 전하를 생성합니다. 여기에서 적용된 힘과 전하 크기는 서로 비례하며 극성은 그 경로를 나타냅니다. 빠르게 변화하는 동적 압력 측정을 통해 압력이 변할 때 전하가 빠르게 축적되고 소멸됩니다.
광학 유형
이 유형의 차압 센서는 전자기 간섭으로 인해 중단되지 않는 광섬유 내에서 압력으로 인한 변화를 측정하기 위해 간섭계를 사용합니다. 시끄러운 환경(또는) 방사선 촬영 장비와 같은 광원 근처에서 사용됩니다. 이는 국소용으로 의학적으로 안전한 소형 부품(또는) MEMS 기술로 형성될 수 있습니다. 광섬유를 따라 여러 지점의 압력을 측정합니다.
MEMS 기술
용어 MEMS MEMS 센서는 'Micro-Electro-Mechanical System'을 의미하며, 이는 미크론 수준의 해상도로 실리콘에 제작된 용량성 또는 압전 압력 감지 메커니즘을 갖추고 있습니다. 소형 MEMS의 전기 출력은 공동 패키지 신호 조정 전자 장치를 통해 아날로그(또는) 디지털 신호로 변환될 수 있습니다. 이는 일반적으로 각 측면의 크기가 약 2~3mm에 불과한 소형 표면 실장 장치입니다.
단계는 이 링크를 참조하세요. MEMS 제조 .
차압 센서를 테스트하는 방법은 무엇입니까?
차압 센서는 멀티미터를 20V 및 압력 게이지로 설정하여 테스트할 수 있습니다. 테스트의 단계별 프로세스는 아래에 설명되어 있습니다.
- 먼저 멀티미터 GND를 배터리 음극 단자에 연결하고 배터리 전압을 확인하여 빠른 타당성을 실행합니다. 배터리를 켜고 엔진을 끄면 대략 12.6V가 되어야 합니다.
- 신호, GND, 5V 기준을 인식하고 전선을 백프로브하려면 제조업체의 서비스 설명서를 확인하세요.
- 엔진을 시동하지 않은 채 점화 스위치를 켜십시오. 따라서 멀티미터는 주로 5V 기준에 대해 4.5~5V 범위의 전압을 표시해야 하고 GND 와이어에 대해서는 안정적인 0V를 표시해야 합니다. 신호선의 범위는 0.5~4.5V입니다.
- 백프로브된 신호선을 통해 엔진을 켭니다.
- 엔진을 후진시키고 전압 판독값에 변화가 있는지 관찰하십시오. 변화가 없으면 압력계를 통해 연결 호스를 점검하십시오.
- 엔진이 계속 작동하는 동안 압력 센서에서 호스를 꺼내십시오.
- 압력 게이지를 사용하여 두 호스의 압력을 계산합니다. 적절한 정확성을 위해 배기 배압 게이지를 사용하여 0~15PSI를 측정합니다.
- 신호 전압을 다시 확인하고 전압은 호스 압력 값 사이의 숫자를 읽어야 합니다.
전압이 크게 변하거나 압력 값이 전압 판독값과 같지 않으면 차압 센서에 결함이 있는 것이므로 교체해야 합니다.
증상
차압 센서의 나쁜 증상으로는 오염, 심한 엔진 열로 인한 전자 장치 손상, 엔진 섹션 내에서의 장기간 경험으로 인한 막힘 및 진동 부상 등이 있습니다.
- 이 유형의 센서에서 가장 일반적으로 발생하는 문제는 다이어프램 손상입니다. 따라서 이로 인해 차압 센서가 왜곡되거나 압력 내 변화에 반응하고 구부러지는 기능이 상실됩니다.
- 또 다른 문제는 튜브 내의 오염 물질이나 이물질로 인해 센서의 포트 영역이 손상되고 센서로 액체가 적절하게 흐르는 것을 제한한다는 것입니다.
- 차압 센서가 PCM에 다시 시작 신호를 보내는 것을 종료할 때마다 이 센서는 오염 물질로 인해 방해를 받습니다.
- 센서 고장, 연비 저하, 엔진 성능 저하, 엔진 온도 상승, 배기 장치에서 발생하는 검은 연기 증가, 최대 변속기 온도 등으로 인해 센서가 올바르게 재생되지 않음을 나타내는 일부 징후입니다.
- 센서가 고장날 때마다 배압으로 인해 배기 가스가 연소실로 다시 유입되어 센서가 엔진 오일을 통해 혼합될 때 배기 가스를 완전히 제거할 수 없습니다.
- 차압 센서 고장의 주요 증상은 다음과 같습니다. 실화/폭발, 엔진 출력 부족, 엔진 표시등이 켜져 있는지 확인, 과도한 연료 사용, 엔진 시동 불량.
- 엔진 센서의 문제를 해결할 때 먼저 눈에 보이는 손상 징후를 찾는 것이 좋습니다. 센서 전기 커넥터부터 시작하여 모든 연결을 점검하고 갈라지거나 녹는 등의 손상이 있는지 살펴보십시오. 손상된 전선은 교체해야 합니다.
- 다음으로 센서에 연결된 호스를 검사합니다. 다시 한 번 균열이나 녹는 등의 손상이 있는지 살펴보십시오.
- 호스가 손상된 경우 교체해야 하며 같은 방식으로 다시 손상되지 않도록 경로를 다시 지정해야 합니다. 호스의 물리적 상태가 양호한 것으로 보이면 막힌 부분이 있는지 확인하십시오. 막힌 경우 호스를 청소하거나 교체해야 합니다.
용도/응용
차압 센서 애플리케이션은 아래에 설명되어 있습니다.
- 차압 센서는 심부 정맥 혈전증 치료를 위한 의료 분야에서 사용됩니다.
- 이는 주입 펌프, 인공호흡기 및 호흡 감지 장비에도 사용됩니다.
- 이러한 센서는 흐름 감지, 레벨 또는 깊이 감지, 누출 테스트를 위해 다양한 위치에서 발견됩니다.
- 차압 센서는 액체 또는 가스의 흐름을 결정하기 위해 압력 내 변화를 활용할 수 있는 산업 환경에서 흔히 볼 수 있습니다.
- 이는 폐수 처리 공장, 해저 석유 및 가스 처리, 가열된 물(또는) 증기를 사용하는 원격 가열 시스템에 사용됩니다.
- 일반적으로 물, 가스, 오일의 차압 모니터링 및 제어에 사용됩니다.
- 이는 밀폐된 용기 내의 레벨 측정, 필터 모니터링 및 안전이 중요한 시스템에서도 발견됩니다.
- 이러한 센서는 데이터 센터 내의 다양한 애플리케이션에 사용됩니다.
- 이는 벤투리관, 피토관, 오리피스 플레이트 및 기타 흐름 기반 응용 분야의 흐름을 측정하는 데 매우 유용합니다.
- 차압 센서는 공정 흐름을 모니터링하고, 액체 탱크 내 안전 레벨을 측정하고, 제어 루프를 관리하는 데 사용됩니다.
- 이는 클린룸, HVAC 및 건물 자동화, 병원, 격리실, 실험실, 제약 산업 등에 사용됩니다.
- 매우 정확한 장치는 모든 비공격성 및 비가연성 가스에 대해 이러한 센서를 사용합니다.
- 이는 다양한 애플리케이션 내에서 필터를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다.
- 차압 센서는 스프링클러 장치의 화재 방지 시스템에서 찾을 수 있습니다.
- 이는 밀폐된 용기 내의 액체 양을 측정해야 할 때마다 매우 유용합니다.
따라서 이것은 차등의 개요입니다. 압력 센서, 작동 중 , 그리고 그 응용 프로그램. 이 센서는 다양한 산업 분야의 다양한 응용 분야에서 필수적인 구성 요소입니다. 이 센서는 높은 정확도로 압력 변화를 측정할 수 있어 많은 시스템의 안전하고 효율적인 프로세스를 가능하게 합니다.
측정 장치는 광범위한 열, 화학적 또는 기계적 응력에 노출되므로 시간이 지남에 따라 측정 값이 변하고 정밀도가 떨어집니다. 예를 들어 히스테리시스 또는 제로 오프셋은 보안 위험 및 프로세스 효율성 감소로 이어질 수 있습니다. 따라서 자주 교정하면 이러한 변화를 피할 수는 없지만 시간 내에 감지할 수는 있습니다. 따라서 전기적, 기계적 압력 측정 장치에 대해서는 매년 1회 교정을 수행하는 것이 좋습니다. 여기 질문이 있습니다. 압력 센서란 무엇입니까?
