سنسور فشار یا Pressure Sensor تجهیزی است که فشار یک مایع یا گاز را به یک سیگنال الکتریکی قابل استفاده برای PLC، کنترلر، HMI یا سیستم مانیتورینگ تبدیل می‌کند. از این تجهیزات در مدار هیدرولیک، سیستم پنوماتیک، کمپرسور، پمپ، خطوط آب و روغن، ماشین‌آلات تولیدی و سیستم‌های فرایندی استفاده می‌شود.
برای خرید سنسور فشار تنها دانستن عبارتی مانند «10 بار» یا «100 بار» کافی نیست. نوع Gauge، Absolute یا Differential، حداقل و حداکثر فشار، Overpressure مجاز، نوع خروجی، Accuracy، Process Connection، جنس قسمت در تماس با سیال، دمای فرایند و شرایط محیطی باید متناسب با کاربرد انتخاب شوند.
سنسور فشار چیست؟
Pressure Sensor فشار واردشده به یک Measuring Cell را اندازه‌گیری می‌کند و آن را به یک کمیت الکتریکی تبدیل می‌کند. مدار الکترونیکی داخلی این سیگنال اولیه را تقویت، جبران و پردازش می‌کند تا خروجی مناسب در اختیار سیستم کنترل قرار گیرد.
خروجی می‌تواند یک سیگنال پیوسته مانند 4–20mA یا 0–10V، یک خروجی Switching مانند PNP/NPN یا داده دیجیتال از طریق IO-Link باشد. نوع خروجی به ساختار Sensor و نیاز سیستم کنترل بستگی دارد.
در بازار اصطلاح‌های Pressure Sensor، Pressure Transmitter و Pressure Switch گاهی به‌جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما از نظر عملکرد تفاوت مهمی میان آن‌ها وجود دارد.
تفاوت سنسور فشار، ترانسمیتر فشار و پرشر سوئیچ
| نوع تجهیز |
عملکرد |
خروجی رایج |
| Pressure Sensor |
اندازه‌گیری فشار و تبدیل آن به سیگنال الکتریکی |
بسته به مدل Analog، Switching یا Digital |
| Pressure Transmitter |
انتقال پیوسته مقدار فشار به سیستم کنترل |
4–20mA، 0–10V یا Communication |
| Pressure Switch |
تغییر وضعیت خروجی در Set Point مشخص |
PNP، NPN، Relay یا Switching Output |
در یک سیستم ساده ممکن است فقط لازم باشد PLC بداند فشار از 6bar بیشتر شده است یا خیر؛ در این حالت Pressure Switch کافی است. اگر مقدار واقعی فشار در HMI نمایش داده شود یا در PID استفاده شود، Pressure Transmitter یا Sensor دارای خروجی پیوسته مناسب‌تر است.
فشار Gauge یا Relative چیست؟
Gauge Pressure یا Relative Pressure فشار را نسبت به فشار محیط اندازه‌گیری می‌کند. زمانی که Pressure Sensor در هوای آزاد قرار دارد، مقدار آن در حالت ایده‌آل نزدیک صفر است.
این روش رایج‌ترین نوع اندازه‌گیری فشار در ماشین‌آلات، هیدرولیک و پنوماتیک است. فشار باد لاستیک یا فشار خط هیدرولیک نمونه‌هایی از Gauge Pressure هستند.
فشار Absolute چیست؟
Absolute Pressure فشار را نسبت به خلأ مطلق اندازه‌گیری می‌کند. در این حالت تغییرات فشار اتمسفر ناشی از ارتفاع یا شرایط آب‌وهوا مبنای صفر Sensor را تغییر نمی‌دهند.
این ساختار برای کاربردهایی که فشار مطلق واقعی اهمیت دارد، مانند بعضی فرایندهای Vacuum، آزمایشگاهی یا فرایندی، مناسب‌تر است.
Gauge و Absolute قابل جایگزینی ساده نیستند
تفاوت آن‌ها در Reference Pressure است. قبل از سفارش باید مشخص شود صفر اندازه‌گیری نسبت به هوای محیط تعریف می‌شود یا خلأ مطلق.
سنسور فشار تفاضلی چیست؟
Differential Pressure Sensor اختلاف میان دو نقطه فشار را اندازه‌گیری می‌کند. در این Sensor دو ورودی فشار وجود دارد و خروجی متناسب با اختلاف P1 و P2 ایجاد می‌شود.
این تکنولوژی برای پایش گرفتگی Filter، کنترل فشار قبل و بعد از تجهیزات، اندازه‌گیری Flow با تجهیزات اولیه مناسب و اندازه‌گیری Level در بعضی مخازن بسته استفاده می‌شود.
فشار تفاضلی ممکن است بسیار کوچک باشد، در حالی که Static Pressure دو طرف سیستم زیاد است. بنابراین هنگام انتخاب علاوه بر Differential Range، حداکثر Static Pressure مجاز نیز اهمیت دارد.
رنج فشار چگونه انتخاب می‌شود؟
Pressure Range باید فشار عادی سیستم را پوشش دهد و در عین حال آن‌قدر بزرگ نباشد که Resolution و دقت مفید اندازه‌گیری کاهش پیدا کند. انتخاب یک Sensor با Range بسیار بزرگ‌تر از فشار واقعی معمولاً انتخاب ایده‌آلی نیست.
برای مثال اگر فشار کاری یک سیستم حدود 6bar است، الزاماً انتخاب Sensor با Range برابر 600bar منطقی نیست. Range باید بر اساس فشار Normal، Peakهای واقعی و Overpressure Rating مدل انتخاب شود.
در بازار صنعتی رنج‌های مختلف از mbar برای فشار بسیار پایین تا صدها bar برای هیدرولیک و حتی Rangeهای بسیار بالاتر وجود دارند. مقدار دقیق هر مدل باید از Datasheet همان محصول بررسی شود.
Overpressure و Burst Pressure
Measuring Range با Overpressure مجاز یکسان نیست. Overpressure مشخص می‌کند Sensor تا چه فشاری می‌تواند برای مدت یا شرایط تعیین‌شده بدون آسیب دائمی تحمل کند.
Burst Pressure نیز معمولاً فشار بسیار بالاتری است که عبور از آن می‌تواند باعث خرابی مکانیکی ساختار شود. این مقدار به معنی فشار کاری مجاز نیست.
فشار کاری را با Burst Pressure انتخاب نکنید
فشار Normal باید داخل Measuring Range باشد. Overpressure و Burst فقط حدود تحمل تجهیز هستند و نباید به‌عنوان Range کاری در نظر گرفته شوند.
فشارهای ضربه‌ای و Pressure Spike
در سیستم‌های هیدرولیک، بسته شدن سریع Valve، تغییر وضعیت Pump یا حرکت Actuator می‌تواند Pressure Spike ایجاد کند. این Peak ممکن است بسیار بالاتر از مقدار نمایش‌داده‌شده در حالت عادی باشد.
اگر Spike از Overpressure Rating Sensor عبور کند، Measuring Cell ممکن است آسیب ببیند. در چنین کاربردی بررسی Pressure Peak، نوع Sensor و در صورت نیاز استفاده از Snubber یا Restrictor اهمیت دارد.
خروجی 4–20mA در سنسور فشار
4–20mA یکی از رایج‌ترین سیگنال‌های صنعتی برای انتقال Pressure Value است. مقدار 4mA معمولاً متناظر با پایین Range و 20mA متناظر با بالای Range تنظیم می‌شود.
Current Loop برای انتقال سیگنال در فاصله‌های صنعتی مناسب است و نسبت به افت ولتاژ کابل مزیت دارد. بسیاری از Pressure Transmitterهای دو سیمه نیز تغذیه و سیگنال را روی همان Loop منتقل می‌کنند.
قبل از اتصال باید Analog Input PLC، Supply Voltage و Load Resistance مطابق Datasheet Sensor بررسی شوند.
خروجی 0–10V
0–10V نیز در بسیاری از Pressure Sensorهای صنعتی ارائه می‌شود. در این حالت ولتاژ خروجی متناسب با Pressure Measurement تغییر می‌کند.
این خروجی در ماشین‌آلات و فاصله‌های سیم‌کشی کوتاه کاربرد زیادی دارد. نوع Input PLC، Grounding و نویز محیط باید به‌درستی بررسی شوند.
PNP و NPN در پرشر سوئیچ
Pressure Switchهای الکترونیکی می‌توانند خروجی PNP یا NPN داشته باشند. این خروجی هنگام عبور فشار از Set Point تعیین‌شده تغییر وضعیت می‌دهد.
در بسیاری از Sensorهای جدید Switching Point، Reset Point، NO/NC و Window Function از طریق کلیدهای روی دستگاه یا Software قابل تنظیم هستند.
انتخاب PNP یا NPN باید با نوع Digital Input PLC هماهنگ شود. مشابه سایر Sensorهای صنعتی، این دو عبارت نشان‌دهنده کیفیت تجهیز نیستند.
IO-Link در سنسور فشار
Pressure Sensorهای جدید می‌توانند از IO-Link برای انتقال مقدار Pressure، Parameterها و اطلاعات Diagnostic استفاده کنند. در این ساختار مقدار اندازه‌گیری به‌صورت دیجیتال به IO-Link Master ارسال می‌شود.
امکان تنظیم Set Point، Hysteresis، واحد نمایش، Scaling و بعضی پارامترهای دیگر نیز بسته به مدل از طریق IO-Link وجود دارد.
بعضی Sensorها هم‌زمان خروجی Analog و IO-Link یا Switching Output و IO-Link دارند. ترکیب دقیق خروجی باید از کد محصول بررسی شود.
Accuracy در سنسور فشار
Accuracy یکی از مشخصات اصلی Pressure Sensor است، اما روش بیان آن میان سازندگان می‌تواند متفاوت باشد. درصد Full Scale، درصد Span یا ترکیبی از Non-linearity، Hysteresis و Repeatability ممکن است در Datasheet استفاده شود.
بنابراین مقایسه دو عدد مانند 0.5% و 0.25% فقط زمانی صحیح است که Definition و شرایط آزمون آن‌ها یکسان باشند.
Temperature Error نیز باید در کاربردهای دقیق بررسی شود، زیرا Accuracy در دمای مرجع ممکن است با Total Error Band در کل محدوده دما متفاوت باشد.
نوع Measuring Cell
Pressure Sensorها با اصول اندازه‌گیری مختلف ساخته می‌شوند. Thin-film، Thick-film و Piezoresistive از تکنولوژی‌های شناخته‌شده در اندازه‌گیری فشار صنعتی هستند.
انتخاب Measuring Cell تنها بر اساس نام تکنولوژی انجام نمی‌شود. Range، Medium، Overpressure، Temperature، Accuracy و ساختار مکانیکی Sensor تعیین می‌کنند کدام طراحی برای کاربرد مناسب‌تر است.
اتصال فرایندی سنسور فشار
Pressure Sensor باید از طریق Process Connection مناسب به لوله، Manifold یا تجهیز متصل شود. G1/4، G1/2 و انواع NPT از اتصال‌های رایج هستند، اما استاندارد رزوه باید دقیقاً با محل نصب تطبیق داشته باشد.
استفاده از Adapter نامناسب یا بستن بیش از حد رزوه می‌تواند باعث نشتی یا آسیب مکانیکی شود. روش Sealing نیز به نوع Thread و توصیه سازنده بستگی دارد.
سازگاری با سیال
قسمت‌هایی از Sensor که با Medium تماس دارند باید با سیال سازگار باشند. آب، روغن هیدرولیک، هوای فشرده، مواد خورنده و سیالات غذایی شرایط یکسانی ندارند.
جنس Stainless Steel، Seal Material و Measuring Cell باید از مشخصات محصول بررسی شوند. در کاربردهای Hygienic یا مواد ویسکوز نیز Flush Diaphragm می‌تواند مزیت داشته باشد.
کاربردهای سنسور فشار
هیدرولیک
کنترل فشار Pump، Cylinder، Accumulator و مدار قدرت.
پنوماتیک
کنترل فشار هوای فشرده و Vacuum.
پمپ و آب
کنترل فشار خط، Booster Pump و سیستم انتقال آب.
کمپرسور
اندازه‌گیری فشار ورودی، خروجی و مخزن.
فیلتر
پایش Differential Pressure برای تشخیص گرفتگی.
فرایند صنعتی
انتقال Pressure Value به PLC، SCADA و سیستم کنترل.
راهنمای انتخاب سنسور فشار
| پارامتر |
نکته انتخاب |
| نوع فشار |
Gauge، Absolute یا Differential مشخص شود. |
| Measuring Range |
فشار Normal و Peakهای سیستم در نظر گرفته شوند. |
| Overpressure |
Peak Pressure از حد تحمل Sensor بیشتر نباشد. |
| Medium |
سازگاری Wetted Parts و Seal با مایع یا گاز بررسی شود. |
| Output |
4–20mA، 0–10V، PNP/NPN یا IO-Link بر اساس PLC انتخاب شود. |
| Accuracy |
Definition دقت و Temperature Error بررسی شوند. |
| Process Connection |
G1/4، G1/2، NPT یا اتصال Hygienic مطابق سیستم باشد. |
| Electrical Connection |
M12، Cable یا Connector متناسب با ماشین انتخاب شود. |
| Environment |
IP Rating، Temperature، Shock و Vibration بررسی شوند. |
نصب سنسور فشار
Sensor باید روی Process Connection مناسب و با Torque توصیه‌شده نصب شود. هنگام بستن Sensor نباید نیروی پیچشی از قسمت‌های نامناسب بدنه وارد شود.
در سیستم دارای ضربان Pump یا Pressure Spike باید شرایط دینامیکی فشار بررسی شود. گاهی محل نصب، استفاده از Snubber یا تغییر طراحی اتصال می‌تواند عمر Sensor را افزایش دهد.
در Pressure Sensorهای Gauge که Reference به هوای محیط نیاز دارند، مسیر Vent نباید مسدود شود. ساختار دقیق Vent و محدودیت شست‌وشو یا رطوبت باید مطابق Manual همان محصول رعایت شود.
تجهیزات جانبی سنسور فشار
- Process Adapter برای تبدیل رزوه و اتصال
- کابل و Connector M12
- Snubber یا Restrictor در کاربردهای دارای Pressure Spike
- Siphon یا تجهیزات محافظ متناسب با دمای فرایند در کاربردهای مربوط
- Analog Input Module برای 4–20mA یا 0–10V
- IO-Link Master برای Sensorهای IO-Link
- Manifold برای کاربردهای Differential Pressure
قیمت سنسور فشار
قیمت سنسور فشار به Range، Accuracy، نوع Measuring Cell، خروجی، Display، IO-Link، Process Connection، جنس Wetted Parts، IP Rating و برند بستگی دارد.
یک Pressure Switch ساده با خروجی PNP از نظر ساختار و قیمت با Pressure Transmitter دقیق 4–20mA یا Differential Pressure Transmitter قابل مقایسه مستقیم نیست.
برای دریافت قیمت دقیق بهتر است Range، نوع Gauge/Absolute/Differential، Medium، Process Connection و Output مورد نیاز همراه با کد تجهیز قبلی اعلام شوند.
خرید سنسور فشار
برای خرید سنسور فشار ابتدا مشخص کنید هدف فقط کنترل یک Set Point است یا مقدار واقعی Pressure باید به PLC منتقل شود. برای حالت اول Pressure Switch و برای حالت دوم Pressure Transmitter یا Sensor دارای خروجی Analog/Digital بررسی می‌شود.
سپس نوع فشار، Range، Overpressure، Medium و اتصال فرایندی انتخاب می‌شوند. بعد از آن نوع خروجی و سازگاری با PLC، Supply Voltage و شرایط محیطی بررسی می‌شوند.
اگر Sensor برای جایگزینی تجهیز موجود انتخاب می‌شود، کد کامل مدل قبلی بهترین مرجع است. اگر کد در دسترس نیست، Range، Output، Thread، Electrical Connection و نوع Medium باید مشخص شوند.
سوالات متداول سنسور فشار
سنسور فشار چیست؟
تجهیزی است که فشار مایع یا گاز را اندازه‌گیری کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی قابل استفاده برای سیستم کنترل تبدیل می‌کند.
تفاوت سنسور فشار و ترانسمیتر فشار چیست؟
Pressure Sensor اصطلاح کلی‌تر است؛ Pressure Transmitter معمولاً سنسوری با Interface و خروجی استاندارد برای انتقال مقدار فشار به سیستم کنترل است.
Gauge و Absolute چه تفاوتی دارند؟
Gauge Pressure نسبت به فشار هوای محیط اندازه‌گیری می‌شود، اما Absolute Pressure نسبت به خلأ مطلق تعریف می‌شود.
سنسور فشار تفاضلی چیست؟
اختلاف فشار میان دو نقطه را اندازه‌گیری می‌کند و برای Filter Monitoring، بعضی اندازه‌گیری‌های Level و کاربردهای فرایندی استفاده می‌شود.
خروجی 4–20mA چه کاربردی دارد؟
برای انتقال پیوسته مقدار Pressure به Analog Input PLC یا سیستم کنترل استفاده می‌شود و یکی از سیگنال‌های رایج صنعت است.
PNP و NPN در سنسور فشار چیست؟
این دو نوع خروجی Switching برای اتصال Pressure Switch به Digital Input PLC هستند و باید با سیم‌بندی سیستم سازگار باشند.
آیا سنسور فشار IO-Link دارد؟
بعضی مدل‌های جدید از IO-Link برای انتقال Pressure Value، Parameterها و Diagnostics استفاده می‌کنند.
برای سیستم 6bar چه رنجی انتخاب کنیم؟
Range باید با فشار Normal، Peakهای سیستم و Overpressure Rating هماهنگ شود. انتخاب عدد دقیق بدون دانستن Pressure Spike و شرایط واقعی صحیح نیست.
آیا سنسور فشار آب و روغن یکسان است؟
الزاماً خیر. Materialهای در تماس با Medium، Seal، Range و Temperature باید با سیال مورد استفاده سازگار باشند.
قیمت سنسور فشار به چه عواملی بستگی دارد؟
Range، Accuracy، نوع خروجی، IO-Link، Display، جنس بدنه و قسمت‌های در تماس با سیال، Process Connection و برند روی قیمت اثر دارند.
خرید و قیمت سنسور فشار
برای انتخاب Pressure Sensor، نوع Gauge، Absolute یا Differential، Range، Overpressure، Medium، Process Connection و خروجی مورد نیاز PLC را مشخص کنید. برای انتقال پیوسته مقدار فشار، مدل‌های 4–20mA، 0–10V یا IO-Link و برای کنترل نقطه‌ای، Pressure Switchهای مناسب قابل بررسی هستند.
برای راهنمای خرید و دریافت قیمت سنسور فشار با شماره
03191091031
تماس بگیرید.
هنوز نظری ثبت نشده است. اولین نفر باشید!