Basınç Sensörleri Nasıl Çalışır

👤Barış Yücel, Satış Mühendisi - Turck Otomasyon
Basınç bilgisi, ister araba kullanın ister uçakta seyahat ediyor olun, günlük rutinlerimizin bir parçasıdır. Basınç aynı zamanda görecelidir. Çünkü basınç değeri, daima belli bir referans değere göre ölçülür. Pozitif ve negatif basınç ölçüm değerleri, o noktada ölçülen atmosfer basıncı ile arasındaki farkı gösterir. Bu yüzden çoğu ölçüm cihazının atmosfer ile açık referans bağlantısı olmak zorundadır. Bu basınç ölçüm tipi, nispi basıncı gösterir. Örneğin 50 bardan başlayan yüksek bir basınç değeri ölçülecek ise kapalı referans bağlantısı olan cihazları da kullanmak mümkündür. Çünkü yüksek basınç değerleri ölçülürken atmosfer basıncındaki ufak iniş çıkışlar ölçülen değerlerin doğruluğunu etkilemez. Öte yandan mutlak basınç için ise vakum olarak ifade ettiğimiz havasız uzay referans alınır. Pratikte ölçüm cihazının referans ucu, hava geçirmeyecek şekilde kapatılıp vakum oluşturulur. Oluşturulan vakumun seviyesi, ölçüm kalitesinde belirleyici rol oynar. Örneğin meteorolojistler günlük hava tahminlerini hazırlamak için mutlak basınca ihtiyaç duyarlar. Endüstride ise gazların basınç ve sıcaklık değerlerinin dengelenmesi mutlak basınç ölçümü için temel uygulama alanıdır. Proses basıncı, basınç farkı ile ölçümde standart cihazın referans açıklığı tarafında oluşturulur. Bu sayede konteynır dolum seviyesi, akış hızı ve sistemdeki kaçaklar tanımlanabilir. Akış hızının ölçülmesinde eğer basınç değerlerini ölçüm aracı olarak kullanacak iseniz basınç farkının tanımlı kısıtlamalar dahilinde akış hızı ile orantılı şekilde değiştiğini bilmek zorundasınız. Basınç farkı, nadiren bitişik borulardaki statik basınca kıyasla çok küçük olabilir. Basıncı görünür kılmak Basınç, birçok farklı ölçüm cihazı tarafından kayıt altına alınabilir. Çoğu basınç sensörü, ölçülen basınç değerini itme gücüne çevirir. Endüktif ve kapasitif sensörlerden farklı olarak basınç değerleri sıklıkla bir ekranda görüntülenir ya da analog değerlere çevrilir. Basıncın algılanmasında ölçülen değer normal olarak sadece sıcaklığın etkisi ile değişime uğrar. Basınç ölçümü yoğunluk, viskozite ve kimyasal özelliklerden bütünüyle bağımsızdır. Genel olarak direkt ve direkt olmayan ölçüm sistemi olmak üzere iki tip ölçüm sistemi arasında ayrım yapılabilir. Direkt ölçüm tipi, basıncın fiziksel varlığının ölçülmesidir (birim yüzeye uygulanan güç). Basınç kompansatörleri, U-tüpler ve eğimli tüp manometreler bu prensiple çalışır. Sadece birkaç doktor tansiyon ölçerken halen cıvalı kolonları kullanır. Akredite olmuş birçok test laboratuvarında basınç ölçümünde kullanılan birincil standart basınç kompansatörleridir. Fakat endüstriyel uygulamalarda hassas ve güvenilir olmadıkları düşünüldüğünden kullanımlarına bütünüyle son verilmiştir. Bütünüyle farklı bir ölçüm metodu ise indirekt basınç ölçümü olarak karşımıza çıkıyor. Basınç ile orantılı olan bir sinyal üretebilmek için bu cihazlar farklı fiziksel etkileri temel alırlar. Basıncın yarattığı etkiyi direkt harekete dönüştürürler ve bunu ekranda görüntülerler. Bu bir boru ile ya da basınç gauge ile yapılabilir. Bu yüzden tipik bir mekanik ölçüm sistemi olan manometreleri endüstrinin birçok alanında halen görmek mümkündür. Fakat uygulamaya bağlı olarak yerlerini yavaş yavaş elektronik ölçüm cihazlarına terk etmektedirler. Elektronik basınç sistemlerine bakıldığında üreticilerin basınç değerlerini elektrik sinyallerine çevirmek için birçok farklı ölçüm tekniğine sahip ürün imal ettiği görülür. Aralarında en yaygın kullanılan teknolojiler gergili sayaç, piezo elektrik algılayıcılar, kapasitif ve endüktif sensörler ya da rezanatörlerdir. Bu teknolojilerde oluşturulan sinyaller yükseltilmeli ve doğrusal şekle sokulmalıdır. Elektronik ölçüm cihazlarının en büyük avantajları, ölçüm doğruluğu, ölçümün tekrarlanabilir olması ve bir üst sisteme esnek şekilde bağlanabilmesidir. Turck ürünleri Turck, müşterilerine birbirinden farklı endüstrilerde sayısız uygulamaya çözüm sağlayacak oldukça geniş ürün çözümleri ve hizmetler sunmaktadır. Bunlara ilaveten oldukça küçük gövdede geliştirilen PK serisi ürünler pnömatik ve vakum uygulamalarının ihtiyaçlarını karşılamak için geliştirilmiştir. Turck, gazlar ve sıvılar için hepsi seramik ölçüm hücresine sahip olan 4 ürün serisi basınç sensörü sunmaktadır. Bunlar; dayanıklı paslanmaz çelik gövdeli 7-segment 4-haneli ekranı olan dijital ve analog çıkış seçenekleri olan PS serisi, pres baskı gövdeli yine 4-hane 7-segment ekranı olan, paslanmaz çelik bağlantılı PC-M serisi, paslanmaz çelik gövdeli, 2-telli analog çıkış teknolojisi olan PT serisi ve müşteri taleplerine göre ayarlanabilen dijital anahtarlamalı PC serisi ürünlerdir. Ürünün serisine bağlı olarak ölçüm hassasiyetleri yüzde 0,3 ile 2 arasında değişmektedir. Turck mühendisleri tarafından geliştirilen en son ürün çözümü ilk kez Hannover fuarında sergilenmiştir. Bu ürün -1 ile 600 bar arası ölçüm yapabilen hidrolik uygulamalara uygun olan PS300 kompakt basınç sensörüdür. Diğerlerinden ayrılan üstün özellikleri yüksek basınç aşımı direnci, yüzde 0.3 gibi mükemmel ölçüm keskinliği ve bütünüyle pres baskı değerlendirme ünitesi haznesidir. PS300, ilave olarak 3 elektriksel çıkışı tüm ölçüm aralıkları için sunmaktadır. Bu üründe Turck yine herkese açık olan standartları tercih etmiştir. Yeni basınç sensörü sadece VDMA menü yapısını desteklemekle kalmayıp I/O link iletişim standardını da desteklemektedir. Metal destekli mühürleme halkası güvenilir proses bağlantısını mümkün kılmaktadır.