પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરના પ્રકારો

પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરનો સરળ સ્વ-પરિચય

પ્રેશર સેન્સર તરીકે જેનું આઉટપુટ એક પ્રમાણભૂત સિગ્નલ છે, પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર એ એક સાધન છે જે દબાણ ચલને સ્વીકારે છે અને તેને પ્રમાણસર પ્રમાણભૂત આઉટપુટ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. તે લોડ સેલ સેન્સર દ્વારા અનુભવાતા ગેસ, પ્રવાહી વગેરેના ભૌતિક દબાણ પરિમાણોને પ્રમાણભૂત વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે (જેમ કે 4-20mADC, વગેરે) જેથી માપન અને સંકેત અને પ્રક્રિયા નિયમન માટે એલાર્મ, રેકોર્ડર, નિયમનકાર વગેરે સૂચવવા જેવા ગૌણ સાધનો પૂરા પાડી શકાય.

પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરનું વર્ગીકરણ

સામાન્ય રીતે આપણે જે પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર વિશે વાત કરીએ છીએ તે સિદ્ધાંત અનુસાર વિભાજિત થાય છે:
ઉચ્ચ-આવર્તન માપન માટે કેપેસિટીવ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર, રેઝિસ્ટિવ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર, ઇન્ડક્ટિવ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર, સેમિકન્ડક્ટર પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર અને પીઝોઇલેક્ટ્રિક પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર. તેમાંના, રેઝિસ્ટિવ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. કેપેસિટીવ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર રોઝમાઉન્ટના 3051S ટ્રાન્સમીટરને ઉચ્ચ-અંતિમ ઉત્પાદનોના પ્રતિનિધિ તરીકે લે છે.

દબાણ સંવેદનશીલ ઘટકો અનુસાર પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરને મેટલ, સિરામિક, ડિફ્યુઝ્ડ સિલિકોન, મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન, નીલમ, સ્પુટર્ડ ફિલ્મ વગેરેમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

• મેટલ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરમાં ચોકસાઈ ઓછી હોય છે, પરંતુ તાપમાનનો પ્રભાવ ઓછો હોય છે, અને તે વિશાળ તાપમાન શ્રેણી અને ઓછી ચોકસાઈની જરૂરિયાતો ધરાવતા વિસ્તારો માટે યોગ્ય છે.
• સિરામિક પ્રેશર સેન્સરમાં વધુ સારી ચોકસાઈ હોય છે, પરંતુ તાપમાનથી વધુ પ્રભાવિત થાય છે. સિરામિક્સમાં અસર પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકારનો પણ ફાયદો છે, જેનો ઉપયોગ પ્રતિભાવના ક્ષેત્રમાં થઈ શકે છે.
• ડિફ્યુઝ્ડ સિલિકોનની પ્રેશર ટ્રાન્સમિશન ચોકસાઈ ખૂબ ઊંચી હોય છે, અને તાપમાનનો પ્રવાહ પણ મોટો હોય છે, તેથી તેનો ઉપયોગ કરતા પહેલા સામાન્ય રીતે તાપમાન વળતર જરૂરી હોય છે. વધુમાં, તાપમાન વળતર પછી પણ, 125°C થી ઉપરનું દબાણ માપી શકાતું નથી. જો કે, ઓરડાના તાપમાને, ડિફ્યુઝ્ડ સિલિકોનનો સંવેદનશીલતા ગુણાંક સિરામિક્સ કરતા 5 ગણો હોય છે, તેથી તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ-ચોકસાઇ માપનના ક્ષેત્રમાં થાય છે.
• સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર ઔદ્યોગિક વ્યવહારમાં સૌથી સચોટ સેન્સર છે. તે ડિફ્યુઝ્ડ સિલિકોનનું અપગ્રેડેડ વર્ઝન છે. અલબત્ત, કિંમત પણ અપગ્રેડેડ છે. હાલમાં, જાપાનનું યોકોગાવા મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન પ્રેશરના ક્ષેત્રમાં પ્રતિનિધિ છે.
• નીલમ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર તાપમાનના ફેરફારો પ્રત્યે સંવેદનશીલ નથી, અને ઉચ્ચ તાપમાનની સ્થિતિમાં પણ સારી કાર્યકારી લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે; નીલમમાં અત્યંત મજબૂત કિરણોત્સર્ગ પ્રતિકાર છે; કોઈ pn ડ્રિફ્ટ નથી; તે સૌથી ખરાબ કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓમાં સામાન્ય રીતે કાર્ય કરી શકે છે અને વિશ્વસનીય છે. ઉચ્ચ પ્રદર્શન, સારી ચોકસાઈ, ન્યૂનતમ તાપમાન ભૂલ અને ઉચ્ચ એકંદર ખર્ચ પ્રદર્શન.
• સ્પટરિંગ થિન ફિલ્મ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરમાં કોઈ એડહેસિવ હોતું નથી, અને તે સ્ટીકી સ્ટ્રેન ગેજ સેન્સર કરતાં લાંબા ગાળાની સ્થિરતા અને વિશ્વસનીયતા વધારે દર્શાવે છે; તે તાપમાનથી ઓછું પ્રભાવિત થાય છે: જ્યારે તાપમાન 100 ℃ બદલાય છે, ત્યારે શૂન્ય ડ્રિફ્ટ માત્ર 0.5% હોય છે. તેનું તાપમાન પ્રદર્શન ડિફ્યુઝન સિલિકોન પ્રેશર સેન્સર કરતાં ઘણું શ્રેષ્ઠ છે; વધુમાં, તે સામાન્ય કાટ લાગતા માધ્યમો સાથે સીધો સંપર્ક કરી શકે છે.

વિવિધ પ્રકારના પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરના સિદ્ધાંતો

• કેપેસિટીવ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરનો સિદ્ધાંત.

જ્યારે દબાણ માપન ડાયાફ્રેમની સપાટી પર સીધું કાર્ય કરે છે, ત્યારે ડાયાફ્રેમ એક નાનું વિકૃતિ ઉત્પન્ન કરે છે. માપન ડાયાફ્રેમ પરનું ઉચ્ચ-ચોકસાઇ સર્કિટ આ નાના વિકૃતિને દબાણના પ્રમાણસર અને ઉત્તેજના વોલ્ટેજના પ્રમાણસર ખૂબ રેખીય વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરે છે. સિગ્નલ, અને પછી આ વોલ્ટેજ સિગ્નલને ઉદ્યોગ માનક 4-20mA વર્તમાન સિગ્નલ અથવા 1-5V વોલ્ટેજ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે સમર્પિત ચિપનો ઉપયોગ કરો.

• ડિફ્યુઝ્ડ સિલિકોન પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરનો સિદ્ધાંત

માપેલા માધ્યમનું દબાણ સેન્સરના ડાયાફ્રેમ (સામાન્ય રીતે 316L ડાયાફ્રેમ) પર સીધું કાર્ય કરે છે, જેના કારણે ડાયાફ્રેમ માધ્યમના દબાણના પ્રમાણમાં સૂક્ષ્મ વિસ્થાપન ઉત્પન્ન કરે છે, સેન્સરના પ્રતિકાર મૂલ્યમાં ફેરફાર કરે છે, અને તેને વ્હીટસ્ટોન સર્કિટ દ્વારા શોધી કાઢે છે. આ ફેરફાર, અને આ દબાણને અનુરૂપ પ્રમાણભૂત માપન સિગ્નલને રૂપાંતરિત અને આઉટપુટ કરે છે.

• મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરનો સિદ્ધાંત

પીઝોરેસિસ્ટિવ પ્રેશર સેન્સર સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોનના પીઝોરેસિસ્ટિવ ઇફેક્ટનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે. સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન વેફરનો ઉપયોગ સ્થિતિસ્થાપક તત્વ તરીકે થાય છે. જ્યારે દબાણ બદલાય છે, ત્યારે સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન સ્ટ્રેન ઉત્પન્ન કરે છે, જેથી તેના પર સીધો ફેલાયેલો સ્ટ્રેન પ્રતિકાર માપેલા દબાણના પ્રમાણમાં ફેરફાર ઉત્પન્ન કરે છે, અને પછી અનુરૂપ વોલ્ટેજ આઉટપુટ સિગ્નલ બ્રિજ સર્કિટ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

• સિરામિક પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરનો સિદ્ધાંત

દબાણ સીરામિક ડાયાફ્રેમની આગળની સપાટી પર સીધું કાર્ય કરે છે, જેના કારણે ડાયાફ્રેમ થોડું વિકૃત થાય છે. જાડા ફિલ્મ રેઝિસ્ટર સિરામિક ડાયાફ્રેમની પાછળ છાપવામાં આવે છે અને વેરિસ્ટરના પાઇઝોરેસિસ્ટિવ અસરને કારણે વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ (બંધ બ્રિજ) સાથે જોડાયેલ છે. આ બ્રિજ દબાણના પ્રમાણસર અને ઉત્તેજના વોલ્ટેજના પ્રમાણસર ખૂબ રેખીય વોલ્ટેજ સિગ્નલ ઉત્પન્ન કરે છે. સામાન્ય રીતે એર કોમ્પ્રેસરના દબાણ માપન માટે ઉપયોગમાં લેવાતા, વધુ સિરામિક્સનો ઉપયોગ થાય છે.

• સ્ટ્રેન ગેજ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરનો સિદ્ધાંત

સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા સ્ટ્રેન ગેજ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર મેટલ રેઝિસ્ટન્સ સ્ટ્રેન ગેજ અને સેમિકન્ડક્ટર સ્ટ્રેન ગેજ છે. મેટલ રેઝિસ્ટન્સ સ્ટ્રેન ગેજ એક પ્રકારનું સંવેદનશીલ ઉપકરણ છે જે ટેસ્ટ પીસ પર સ્ટ્રેન ચેન્જને ઇલેક્ટ્રિક સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. વાયર સ્ટ્રેન ગેજ અને મેટલ ફોઇલ સ્ટ્રેન ગેજ બે પ્રકારના હોય છે. સામાન્ય રીતે સ્ટ્રેન ગેજ ખાસ એડહેસિવ દ્વારા મિકેનિકલ સ્ટ્રેન મેટ્રિક્સ સાથે ચુસ્ત રીતે બંધાયેલ હોય છે. જ્યારે મેટ્રિક્સ સ્ટ્રેસ ચેન્જને આધિન હોય છે, ત્યારે રેઝિસ્ટન્સ સ્ટ્રેન ગેજ પણ વિકૃત થાય છે, જેના કારણે સ્ટ્રેન ગેજનું રેઝિસ્ટન્સ વેલ્યુ બદલાય છે, જેથી રેઝિસ્ટર પર લાગુ વોલ્ટેજ બદલાય છે. સ્ટ્રેન ગેજ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર બજારમાં પ્રમાણમાં દુર્લભ છે.

• નીલમ દબાણ ટ્રાન્સમીટર

નીલમ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર સ્ટ્રેન રેઝિસ્ટન્સ વર્કિંગ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે, ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા સિલિકોન-નીલમ સંવેદનશીલ ઘટકો અપનાવે છે, અને સમર્પિત એમ્પ્લીફાયર સર્કિટ દ્વારા દબાણ સિગ્નલને પ્રમાણભૂત વિદ્યુત સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

• સ્પટરિંગ ફિલ્મ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર

સ્પટરિંગ પ્રેશર સેન્સિટિવ એલિમેન્ટ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ ટેકનોલોજી દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જે સ્થિતિસ્થાપક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ડાયાફ્રેમની સપાટી પર એક મજબૂત અને સ્થિર વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ બનાવે છે. જ્યારે માપેલા માધ્યમનું દબાણ સ્થિતિસ્થાપક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ડાયાફ્રેમ પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે બીજી બાજુ વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ દબાણના પ્રમાણસર વિદ્યુત આઉટપુટ સિગ્નલ ઉત્પન્ન કરે છે. તેના સારા પ્રભાવ પ્રતિકારને કારણે, સ્પટર ફિલ્મોનો ઉપયોગ વારંવાર દબાણના પ્રભાવવાળા પ્રસંગોમાં થાય છે, જેમ કે હાઇડ્રોલિક સાધનો.

પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર પસંદગીની સાવચેતીઓ

• ટ્રાન્સમીટર દબાણ શ્રેણી મૂલ્ય પસંદગી:

સૌ પ્રથમ સિસ્ટમમાં માપેલા દબાણનું મહત્તમ મૂલ્ય નક્કી કરો. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, તમારે મહત્તમ મૂલ્ય કરતા લગભગ 1.5 ગણું મોટું દબાણ શ્રેણી ધરાવતું ટ્રાન્સમીટર પસંદ કરવાની જરૂર છે, અથવા સામાન્ય દબાણ શ્રેણીને દબાણ ટ્રાન્સમીટર પર પડવા દો. સામાન્ય શ્રેણીનો 1/3~2/3 પણ એક સામાન્ય પદ્ધતિ છે.

• કયા પ્રકારનું દબાણ માધ્યમ:

ચીકણું પ્રવાહી અને કાદવ દબાણ બંદરોને અવરોધિત કરશે. દ્રાવકો અથવા કાટ લાગતા પદાર્થો ટ્રાન્સમીટરમાં રહેલા પદાર્થોનો નાશ કરશે જે આ માધ્યમોના સીધા સંપર્કમાં હોય છે.
માધ્યમનો સંપર્ક કરતા સામાન્ય દબાણ ટ્રાન્સમીટરની સામગ્રી 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ છે. જો માધ્યમ 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટે કાટ લાગતું ન હોય, તો મૂળભૂત રીતે બધા દબાણ ટ્રાન્સમીટર માધ્યમના દબાણને માપવા માટે યોગ્ય છે;
જો માધ્યમ 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટે કાટ લાગતું હોય, તો રાસાયણિક સીલનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ, અને પરોક્ષ માપનનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. જો સિલિકોન તેલથી ભરેલી કેશિલરી ટ્યુબનો ઉપયોગ દબાણને માર્ગદર્શન આપવા માટે કરવામાં આવે છે, તો તે પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરને કાટ લાગવાથી અટકાવી શકે છે અને પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરનું જીવન લંબાવી શકે છે.

• ટ્રાન્સમીટરને કેટલી ચોકસાઈની જરૂર છે:

ચોકસાઈ આના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: બિન-રેખીયતા, હિસ્ટેરેસિસ, પુનરાવર્તિતતા, તાપમાન, શૂન્ય ઓફસેટ સ્કેલ અને તાપમાન. ચોકસાઈ જેટલી વધારે હશે, તેટલી કિંમત વધારે હશે. સામાન્ય રીતે, ડિફ્યુઝ્ડ સિલિકોન પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરની ચોકસાઈ 0.5 અથવા 0.25 હોય છે, અને કેપેસિટીવ અથવા મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરની ચોકસાઈ 0.1 અથવા તો 0.075 હોય છે.

• ટ્રાન્સમીટરનું પ્રક્રિયા જોડાણ:

સામાન્ય રીતે, પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર પાઈપો અથવા ટાંકીઓ પર ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે. અલબત્ત, તેમાંથી એક નાનો ભાગ ફ્લો મીટર સાથે ઇન્સ્ટોલ અને ઉપયોગમાં લેવાય છે. પ્રેશર ટ્રાન્સમીટરના ઇન્સ્ટોલેશન સ્વરૂપો સામાન્ય રીતે ત્રણ હોય છે: થ્રેડ, ફ્લેંજ અને ક્લેમ્પ. તેથી, પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર પસંદ કરતા પહેલા, પ્રક્રિયા જોડાણ પણ ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે. જો તે થ્રેડેડ હોય, તો થ્રેડ સ્પષ્ટીકરણ નક્કી કરવું જરૂરી છે. ફ્લેંજ માટે, નજીવા વ્યાસના ફ્લેંજ સ્પષ્ટીકરણો ધ્યાનમાં લેવા જરૂરી છે.

પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર ઉદ્યોગ પરિચય

વિશ્વભરમાં લગભગ 40 દેશો સેન્સરના સંશોધન અને ઉત્પાદનમાં રોકાયેલા છે, જેમાંથી યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જાપાન અને જર્મની સૌથી વધુ સેન્સર આઉટપુટ ધરાવતા પ્રદેશો છે. આ ત્રણેય દેશો મળીને વિશ્વના સેન્સર બજારના 50% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે.

આજકાલ, મારા દેશમાં પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર બજાર એક પરિપક્વ બજાર છે જેમાં બજારનું પ્રમાણ વધુ છે. જો કે, મુખ્ય સ્થાન એમર્સન, યોકોગાવા, સિમેન્સ વગેરે દ્વારા રજૂ કરાયેલા વિદેશી દેશોનું છે. બ્રાન્ડ-નામ ઉત્પાદનો બજાર હિસ્સાના લગભગ 70% હિસ્સો ધરાવે છે અને મોટા અને મધ્યમ કદના એન્જિનિયરિંગ પ્રોજેક્ટ્સમાં સંપૂર્ણ ફાયદો ધરાવે છે.

આ મારા દેશ દ્વારા "ટેકનોલોજી માટે બજાર" વ્યૂહરચનાના પ્રારંભિક અપનાવવાના પરિણામ છે, જેણે મારા દેશના રાજ્ય-માલિકીના સાહસોને ખૂબ જ ફટકો માર્યો હતો અને એક સમયે નિષ્ફળતાની સ્થિતિમાં હતો, પરંતુ તે જ સમયે, ચીનના ખાનગી સાહસો દ્વારા રજૂ કરાયેલા કેટલાક ઉત્પાદકો શાંતિથી દેખાય છે અને મજબૂત બને છે. ચીનનું ભાવિ પ્રેશર ટ્રાન્સમીટર બજાર નવા અજાણ્યાઓથી ભરેલું છે.