Mnohí používatelia čelia voľbe medzi snímačmi absolútneho tlaku, pretlaku a diferenčného tlaku. Tento článok vysvetľuje princípy, rozdiely a praktické aplikácie týchto troch typov, čo vám pomôže urobiť informovanejší výber.
Ako je znázornené na obrázku (zľava doprava: schéma čipov snímača absolútneho, manometra a diferenčného tlaku), snímač absolútneho tlaku má vákuovo utesnené vnútro. Keď sa na jeho povrch pôsobí tlakom, v skutočnosti meria tlak vo vzťahu k dokonalému vákuu a vydáva absolútnu hodnotu tlaku. Senzor pretlaku je vnútorne utesnený atmosférickým tlakom; keď je aplikovaný tlak, meria tlak vo vzťahu k miestnemu atmosférickému tlaku. Snímač diferenčného tlaku má dva porty pre tlak 1 a tlak 2 a vydáva rozdiel medzi týmito dvoma hodnotami tlaku.
Aplikácie snímačov absolútneho tlaku: Meranie "absolútneho vákua"
Senzor absolútneho tlaku meria tlak vo vzťahu k dokonalému vákuu (referenčný bod nulového tlaku). Predstavte si výstup na vysokú horu – atmosférický tlak klesá; naopak ponor hlboko do mora – tlak prudko stúpa. Senzor absolútneho tlaku meria túto „absolútnu“ hodnotu tlaku. Jeho referenčným bodom je vákuový stav, v ktorom teoreticky neexistuje žiadna hmota, čo mu umožňuje poskytnúť absolútnu hodnotu tlaku, ktorá sa nemení s prostredím.
V meteorologických staniciach senzory absolútneho tlaku nepretržite monitorujú jemné zmeny atmosférického tlaku a poskytujú dôležité údaje pre predpoveď počasia. Vo vesmíre pomáhajú určiť výšku lietadla, pretože výška má priamy vzťah s atmosférickým tlakom. V priemyselných procesoch, ako je vákuové lakovanie a výroba polovodičov, je presné riadenie úrovne vákua neoddeliteľné od vysoko presných snímačov absolútneho tlaku.
Aplikácie snímačov tlaku: Vnímanie "relatívneho tlakového rozdielu"
Na rozdiel od snímačov absolútneho tlaku merajú snímače tlaku v pomere k miestnemu atmosférickému tlaku. Inými slovami, ich referenčným bodom je okolitý atmosférický tlak v mieste senzora. Keď kontrolujete tlak v pneumatikách tlakomerom, zobrazená hodnota je rozdiel medzi vnútorným tlakom v pneumatikách a vonkajším atmosférickým tlakom – ide o typickú aplikáciu merania tlaku v pneumatikách.
Takéto snímače majú zvyčajne ventilačný otvor vystavený okolitej atmosfére, čo im umožňuje automaticky eliminovať vplyv zmien atmosférického tlaku. Z tohto dôvodu sa snímače tlaku vo veľkej miere používajú v priemyselnej automatizácii: od monitorovania tlaku kvapaliny v potrubí a riadenia systému stlačeného vzduchu až po riadenie tlaku v bojleroch, ako aj v lekárskych zariadeniach, ako sú ventilátory a monitory krvného tlaku (väčšina domácich monitorov krvného tlaku skutočne meria tlak). Hovoria nám, či je systém pod „pozitívnym tlakom“ alebo „záporným tlakom“ v porovnaní s okolitým prostredím a presne o koľko.
Senzory diferenčného tlaku: Zachytenie „jemných rozdielov“
Snímač diferenčného tlaku je ešte prepracovanejší. Špecificky meria rozdiel medzi dvoma tlakovými bodmi bez ohľadu na absolútne hodnoty týchto tlakov. Myslite na to ako na sudcu, ktorý sa zameriava len na relatívny rozdiel medzi dvoma súťažiacimi.
Tento typ snímača má dva tlakové porty, každý pripojený k jednému z dvoch porovnávaných zdrojov tlaku. Jeho aplikačné scenáre sú veľmi šikovné: v chemickej výrobe snímače diferenčného tlaku merajú tlakový rozdiel medzi dvoma bodmi v potrubí na výpočet prietoku. V čistých priestoroch monitorujú tlakový rozdiel medzi vnútorným a vonkajším prostredím, aby zabezpečili, že smer prúdenia vzduchu spĺňa požiadavky na čistotu. V automobilovej oblasti sa používajú nielen na monitorovanie nasávaného vzduchu do motora, ale aj na environmentálne funkcie, ako je detekcia úniku výparov paliva. Stojí za zmienku, že mnohé snímače tlaku sú v skutočnosti špeciálnymi prípadmi snímačov diferenčného tlaku – jeden tlakový otvor je vystavený atmosfére, konkrétne meria rozdiel medzi systémovým tlakom a atmosférickým tlakom.
Záver
Od veľkých priemyselných systémov až po medicínske prístroje v minimálnom meradle, od pozemných vozidiel až po lietadlá, snímače absolútneho, meracieho a diferenčného tlaku fungujú ako tiché stráže modernej technológie, ktoré nepretržite monitorujú jemné zmeny tlaku. Možno nie sú nápadné, napriek tomu tvoria rozhodujúcu časť snímacej vrstvy internetu vecí a premieňajú signály fyzického tlaku na presné digitálne údaje.
S rozvojom technológie MEMS sa tlakové senzory stávajú menšími, inteligentnejšími a cenovo dostupnejšími a hranice ich aplikácií sa neustále rozširujú. Keď budete nabudúce kontrolovať predpoveď počasia, merať si krvný tlak alebo riadiť auto, možno si spomeniete, že tieto dômyselné „zmysly tlaku“ potichu zaisťujú našu bezpečnosť a pohodlie a vytvárajú svet, ktorý je lepšie poznať, lepšie ovládať a optimalizovať.
