Czujniki ciśnienia pełnią bardzo ważną funkcję we współczesnych zakładach produkcyjnych, ale nie tylko. Samo ciśnienie należy do podstawowych wielkości fizycznych mierzonych w przemyśle. Dobrze działający, nowoczesny czujnik pozwala na uzyskanie informacji o wysokości ciśnienia i przekazanie jej do innych urządzeń, a także porównanie konkretnych wartości względem ciśnienia zewnętrznego. Dzięki pracy czujników możliwa staje się detekcja wszelkich ewentualnych odchyleń od pożądanej wysokości ciśnienia oraz odpowiednio wczesne reagowanie w razie ich powstania.
Technologia czujników ciśnienia
Produkowane obecnie czujniki opierają się na technologii wykorzystującej właściwości sprężystej membrany, wrażliwej na nacisk zewnętrzny gazu. W przypadku wywierania takiego nacisku membrana odkształca się, a skala jej odkształcenia jest miarą mierzonego ciśnienia i różnicy ciśnień. Membrany są zwykle wytwarzane z metali, krzemu lub ceramiki, a zastosowanie technologii mechaniki precyzyjnej sprawia, że czujnik płynnie współpracuje z układami elektronicznymi. Nowoczesne detektory ciśnienia mogą także występować jako układy mikro-elektro-mechaniczne. Powiązanie ich z mechanizmami elektronicznymi daje możliwość tworzenia bardzo popularnych obecnie czujników z wyświetlaczem (na którym można odczytać mierzone wartości).
Obecnie najczęściej produkowane są półprzewodnikowe czujniki wykonane w krysztale krzemu. Wynika to z faktu, iż materiał ten stosowany w membranach ma bardzo dużą odporność na wywierany nacisk. Dzięki temu czujniki krzemowe mogą być stosowane niezwykle długo. Wykazują niemal nieskończoną żywotność. Dużą popularność zyskują również czujniki wykonane w tzw. technologii SOS, które łączą w sobie krzem z ceramiką.
Rodzaje czujników ciśnienia
Na rynku dostępne są różne rodzaje czujników ciśnienia. Ich wybór w głównej mierze uzależniony jest od potrzeb układu, w którym mają być stosowane. Sporą popularnością cieszą się tzw. czujniki różnicowe, które informują o różnicy ciśnień. Detekcja w takim przypadku polega na tym, iż na membranę z dwóch stron oddziałują gazy. Różnica ta powoduje odkształcanie membrany i daje informację o relacji między ciśnieniem gazów wewnątrz danego procesu a ciśnieniem zewnętrznym.
Innym rodzajem tego typu podzespołów są czujniki ciśnienia względnego, które pozwalają mierzyć ciśnienie absolutne i nadciśnienie, a także próżnię w gazach czy cieczach. Współcześnie szeroko stosowane w detektorach są wyświetlacze elektroniczne, które pozwalają na bieżąco kontrolować wysokość mierzonego ciśnienia. Zaletą takich urządzeń jest właśnie możliwość stałego monitorowania sytuacji i podejmowania działań w razie wystąpienia ewentualnych nieprawidłowości.
Zakres pomiarowy czujników ciśnienia
Na użyteczność czujników wpływa również ich zakres pomiarowy. Im większy, tym szersze zastosowanie podzespołu (dzięki możliwości mierzenia ciśnienia o różnej wartości). Zakres pomiarowy wyznacza granice wartości, przy których dany miernik działa poprawnie i tylko dla wartości znajdujących się w tym przedziale (przewidzianym w specyfikacji urządzenia), daje pewność dokładnego pomiaru. Profesjonalne czujniki stosowane przez duże zakłady przemysłowe zwykle charakteryzują się jednak możliwością przełączania między różnymi zakresami. Wynika to z faktu, iż dokładność pomiaru na krańcach zakresu jest zwykle mniejsza niż w środku. Można więc dostosować potrzebny zakres do danego układu tak, by zwiększyć jego dokładność.
Zastosowanie czujników ciśnienia
Czujniki ciśnienia znajdują zastosowanie w wielu różnych branżach i gałęziach przemysłu. Przeciętnemu człowiekowi najbardziej znane są z meteorologii, w której barometry dokonują pomiaru ciśnienia atmosferycznego, a także z aparatury medycznej (głównie aparatom do pomiaru ciśnienia krwi). Czujniki ciśnienia są powszechnie wykorzystywane również w:
- przemyśle (w procesach produkcyjnych),
- sprzęcie gospodarstwa domowego,
- technice lotniczej (w układach kontroli silników i wysokościomierzach),
- technice wojskowej (np. pomiar głębokości zanurzenia w okrętach podwodnych),
- układach klimatyzacji oraz ogrzewania.
Czujniki ciśnienia to dziś bardzo ważne, choć zwykle niewielkie i niezbyt widoczne urządzenia. Kontrolują prawidłowy przebieg procesów produkcyjnych w wielu gałęziach przemysłu i przekazują informacje istotne dla naszego zdrowia przy pomiarach ciśnienia tętniczego. Często nawet nie zdajemy sobie sprawy z tego, jak szerokie zastosowanie mają tego typu podzespoły w naszym codziennym życiu.
