مبدأ العمل لجهاز إرسال الضغط

Mar 02, 2026 ترك رسالة

عادةً ما يكون المكون الكهربائي الموجود داخل جهاز إرسال الضغط المسؤول عن استشعار الضغط هو مقياس ضغط المقاومة. مقياس ضغط المقاومة هو جهاز حساس يحول الضغط المطبق على الجسم المقاس إلى إشارة كهربائية. النوعان الأكثر استخدامًا من مقاييس انفعال المقاومة هما مقاييس انفعال المقاومة المعدنية ومقاييس انفعال أشباه الموصلات. يتم تصنيف مقاييس انفعال المقاومة المعدنية أيضًا إلى مقاييس انفعال من النوع السلكي - وأجهزة قياس انفعال من النوع المعدني - من الرقائق المعدنية. عادةً، يتم ربط مقياس الانفعال بقوة-باستخدام مادة لاصقة متخصصة-بالركيزة التي تتعرض لإجهاد ميكانيكي. عندما تتعرض الركيزة للقوة وتتعرض لتغير في الضغط، يتشوه مقياس إجهاد المقاومة جنبًا إلى جنب؛ يؤدي هذا التشوه إلى تغيير قيمة المقاومة الكهربائية للمقياس، مما يتسبب في حدوث تغيير مماثل في الجهد المطبق عبر المقاومة.

 

يعد جهاز إرسال الضغط أحد أكثر أنواع أجهزة الاستشعار استخدامًا في الممارسة الصناعية. يتم نشره على نطاق واسع عبر مجموعة متنوعة من بيئات الأتمتة الصناعية، والتي تغطي العديد من القطاعات مثل الحفاظ على المياه والطاقة الكهرومائية، والنقل بالسكك الحديدية، والمباني الذكية، وأتمتة التصنيع، والفضاء، والدفاع، والبتروكيماويات، وآبار النفط، والطاقة الكهربائية، والهندسة البحرية، والأدوات الآلية، وأنظمة خطوط الأنابيب.


تنقسم أجهزة إرسال الضغط إلى فئتين عريضتين: الكهربائية والهوائية. توفر أجهزة إرسال الضغط الكهربائي إشارات خرج موحدة في شكل إشارات كهربائية للتيار المباشر (DC)-عادةً 0–10 مللي أمبير، أو 4–20 مللي أمبير، أو 1–5 فولت. توفر أجهزة إرسال الضغط الهوائي إشارة خرج قياسية في شكل ضغط غاز، يتراوح عادةً من 20 إلى 100 باسكال.


استنادًا إلى مبادئ التحويل الأساسية الخاصة بها، يمكن تصنيف أجهزة إرسال الضغط إلى أنواع مختلفة، بما في ذلك أجهزة الإرسال المعتمدة على توازن القوة (أو عزم الدوران)، وأجهزة الإرسال السعوية، والحثية، والمعتمدة على -المقياس-، والمعتمدة على التردد-. توفر الأقسام التالية نظرة عامة مختصرة على المبادئ والتصميمات الهيكلية والإجراءات التشغيلية ومتطلبات الصيانة وطرق المعايرة المرتبطة بعدة أنواع من أجهزة إرسال الضغط (والضغط التفاضلي).


وتتمثل الوظيفة الأساسية لجهاز إرسال الضغط في نقل إشارات الضغط إلى المعدات الإلكترونية، وبالتالي تمكين عرض قيمة الضغط على واجهة الكمبيوتر. يمكن وصف مبدأ التشغيل بشكل عام على النحو التالي: فهو يحول إشارة الضغط الميكانيكية -مثل ضغط الماء- إلى إشارة كهربائية (على سبيل المثال، 4–20 مللي أمبير). توجد علاقة خطية بين الضغط وحجم جهد الخرج أو التيار؛ عادةً ما تكون هذه العلاقة متناسبة طرديًا. وبالتالي، فإن الجهد أو التيار الناتج من جهاز الإرسال يزداد مع ارتفاع الضغط، وبالتالي إنشاء علاقة وظيفية بين الضغط والجهد أو التيار المقابل. في جهاز إرسال الضغط، يتم توجيه مدخلي الضغط من الوسط الذي يتم قياسه إلى غرف الضغط العالي-والضغط المنخفض-المنفصلة-حيث تستخدم غرفة الضغط المنخفض-عادة إما الضغط الجوي أو الفراغ. تعمل هذه الضغوط على الأغشية العازلة الموجودة على جانبي عنصر الاستشعار؛ يتم بعد ذلك نقل قوى الضغط من خلال هذه الأغشية العازلة وسائل التعبئة الداخلي إلى حاجز القياس الموجود بينهما.


تم تصميم جهاز إرسال الضغط بحيث يشكل غشاء القياس المركزي، مع الأقطاب الكهربائية الموضوعة على الألواح العازلة على كلا الجانبين، مكثفين متميزين. عندما تكون الضغوط على الجانبين غير متساوية، يتعرض غشاء القياس للإزاحة؛ يتناسب حجم هذا الإزاحة بشكل مباشر مع فرق الضغط. وبالتالي تصبح قيم السعة على الجانبين غير متساوية، ويتم معالجة هذا الاختلاف لاحقاً من خلال مرحلتي التذبذب وإزالة التشكيل.

إرسال التحقيق