Prednosti digitalnog senzora tlaka

Senzori tlaka koriste se u raznim industrijskim primjenama u rasponu od hidraulike i pneumatike; Upravljanje vodom, mobilna hidraulika i vozila izvan ceste; crpke i kompresori; sustavi klima uređaja i hlađenja do inženjerstva i automatizacije posada. Oni igraju ključnu ulogu u osiguravanju da je sustav sustava u prihvatljivim ograničenjima i pomažu u osiguravanju pouzdanog rada aplikacija. Ovisno o zahtjevima za instalaciju i sustav, postoje različite prednosti korištenja analognih i digitalnih senzora tlaka.

Kada koristiti digitalni i analogniSenzori tlakaU dizajnu sustava

Ako se postojeći sustav temelji na analognoj kontroli, jedna od prednosti korištenja analognog senzora tlaka je njegova jednostavnost postavljanja. Ako je potreban samo jedan signal za mjerenje dinamičkog procesa u polju, analogni senzor u kombinaciji s analogno-digitalnim (ADC) pretvaračem bio bi jednostavnije rješenje, dok bi za senzor za digitalni tlak trebao biti potreban određeni protokol za uspostavljanje komunikacije sa senzorom. Ako elektronika sustava zahtijeva vrlo brzo aktivnu kontrolu povratnih informacija, čisto je analogno tlak. Za sustave koji ne zahtijevaju vrijeme odziva brže od oko 0,5 ms, treba uzeti u obzir digitalni senzori tlaka, jer pojednostavljuju umrežavanje s više digitalnih uređaja i čine sustav više otpornim na budućnost.

Prikladno vrijeme za razmatranje prelaska na digitalni senzori tlaka u analognom sustavu je nadogradnja komponenti na uključivanje programabilnih mikročipova. Moderni mikročipovi sada su jeftiniji i lakši za programiranje, a njihova integracija u komponente poput senzora tlaka mogla bi pojednostaviti održavanje i nadogradnju sustava. To štedi potencijalne troškove hardvera, jer se digitalni senzor može ažurirati putem softvera, a ne zamijeniti cijelu komponentu.

Prikladno vrijeme za razmatranje prelaska na digitalni senzori tlaka u analognom sustavu je nadogradnja komponenti na uključivanje programabilnih mikročipova. Moderni mikročipovi sada su jeftiniji i lakši za programiranje, a njihova integracija u komponente poput senzora tlaka mogla bi pojednostaviti održavanje i nadogradnju sustava. To štedi potencijalne troškove hardvera, jer se digitalni senzor može ažurirati putem softvera, a ne zamijeniti cijelu komponentu.

Dizajn plug-and-play-a i kraća duljina kabela senzora digitalnog tlaka pojednostavljuju postavljanje sustava i smanjuje ukupne troškove instalacije za aplikacije postavljene za digitalnu komunikaciju. Kad se senzor digitalnog tlaka kombinira s GPS praćenjem, on može daljinski locirati i nadzirati udaljene sustave temeljene na oblaku u stvarnom vremenu.

Digitalni senzori tlaka nude mnoge prednosti kao što su mala potrošnja energije, minimalna električna buka, dijagnostika senzora i daljinsko nadgledanje.

Prednosti digitalnog senzora tlaka

Jednom kada korisnik procijeni je li analogni ili digitalni senzor tlaka najbolji za određenu aplikaciju, razumijevanje nekih od korisnih značajki koje digitalni senzori tlaka nude za industrijske aplikacije pomoći će poboljšati sigurnost, učinkovitost i pouzdanost sustava.

Jednostavna usporedba među-integriranog kruga (I 2 C) i serijskog perifernog sučelja (SPI)

Dva protokola digitalne komunikacije koji se obično koriste u industrijskim primjenama su integrirani krug (I 2 C) i serijsko periferno sučelje (SPI). I2c je prikladniji za složenije mreže jer je za instalaciju potrebno manje žica. Također, i2c omogućuje više master/slave mreže, dok SPI omogućuje samo jednu matičnu/više slave mreže. SPI je idealno rješenje za jednostavnije umrežavanje i veće brzine i prijenose podataka poput čitanja ili pisanja SD kartica ili snimanja slika.

Izlazni signal i dijagnostika senzora

Važna razlika između analognih i digitalnih senzora tlaka je u tome što analog pruža samo jedan izlazni signal, dok digitalni senzori pružaju dva ili više, poput tlačnih i temperaturnih signala i dijagnostike senzora. Na primjer, u primjeni mjerenja plinskog cilindra, dodatne informacije o temperaturi proširuju tlačni signal u sveobuhvatnije mjerenje, omogućujući izračunavanje volumena plina. Digitalni senzori također pružaju dijagnostičke podatke, uključujući kritične informacije kao što su pouzdanost signala, spremnost signala i pogreška u stvarnom vremenu, omogućavanje preventivnog održavanja i smanjenja potencijala.

Dijagnostički podaci pružaju detaljan status senzora, poput je li senzorski element oštećen, je li napon napajanja točan ili postoje li ažurirane vrijednosti u senzoru koje se mogu dobiti. Dijagnostički podaci digitalnih senzora mogu dovesti do boljih odluka prilikom rješavanja problema od analognih senzora koji ne pružaju detaljne informacije o pogreškama signala.

Još jedna prednost senzora digitalnog tlaka je ta što imaju značajke kao što su alarmi koji mogu upozoriti operatore na uvjete izvan postavljenih parametara i mogućnost kontrole vremena i intervala čitanja, pomažući u smanjenju ukupne potrošnje energije. Budući da digitalni senzor tlaka pruža veliki broj izlaza i dijagnostičkih funkcija, cjelokupni sustav je snažniji i učinkovitiji, jer podaci kupcima pružaju sveobuhvatniju procjenu rada sustava. Osim proširivanja mjerenja i samo-dijagnostičkih sposobnosti, upotreba senzora digitalnog tlaka također može ubrzati razvoj i implementaciju industrijskih internetskih sustava (IIOT) i aplikacija velikih podataka.

buka okoliša

Elektromagnetno bučno okruženje u blizini motora, dugi kabeli ili bežični izvori napajanja mogu stvoriti izazove smetnji signala za komponente kao što su senzori tlaka. Da bi se spriječilo elektromagnetske smetnje (EMI) u analognim senzorima tlaka, dizajn mora uključivati ​​pravilno kondicioniranje signala kao što je

Prizemljeni metalni štitnici ili dodatne pasivne elektroničke komponente, jer električni šum može uzrokovati lažna očitanja signala. Svi analogni izlazi izuzetno su osjetljivi na EMI; Međutim, upotreba analognog izlaza od 4-20mA može pomoći u izbjegavanju ove smetnje.

Suprotno tome, digitalni senzori tlaka manje su osjetljivi na buku okoliša od njihovih analognih ekvivalenta, tako da dobro izbora za aplikacije koje trebaju biti svjesni EMI-ja i zahtijevaju izlaz koji nije rješenje od 4-20mA. Treba napomenuti da različite vrste senzora digitalnog tlaka nude različite stupnjeve robusnosti EMI, ovisno o primjeni. Integrirani krug (I2C) i digitalni protokoli serijskog perifernog sučelja (SPI) dobro su prikladni za kratkotrajno ili kompaktne sustave s duljinama kabela, iako su točni duljini, na kabelu. na otporniku. Za sustave koji zahtijevaju duže kabele do 30 m, Canopen (s opcionalnim zaštitnim senzorima) ili senzorima digitalnog tlaka IO-Link bio bi najbolji izbor za EMI imunitet, iako im je potrebno više od I2C i serijskog perifernog sučelja (SPI) velike potrošnje energije).

Zaštita podataka pomoću cikličke provjere suvišnosti (CRC)

Digitalni senzori nude mogućnost uključivanja CRC -a u čip kako bi se osiguralo da se kupci mogu osloniti na signal. CRC komunikacijskih podataka dodatak je provjere integriteta interne memorije čipa, omogućavajući korisniku da 100% provjeri izlaz senzora, pružajući dodatne mjere zaštite podataka za senzor. Funkcija CRC-a idealna je za aplikacije senzora tlaka u bučnim okruženjima, poput onih instaliranih u blizini prijenosa u oblačnim sustavima. U ovom slučaju, povećava se rizik od buke koja uznemirava čip senzora i generiraju bitne okrete koji bi mogli izmijeniti komunikacijsku poruku. CRC o integritetu memorije zaštitit će unutarnju memoriju od takve korupcije i popraviti je ako je potrebno. Ono digitalni senzori također pružaju dodatni CRC u podatkovnoj komunikaciji, što ukazuje na to da su podaci koji se prenose između senzora i kontrolera pokvareni i mogu pokrenuti drugi pokušaj čitanja ispravnog senzora. Nekim putem, a krajnje je to s obzirom na to da je s internacijem, s tim da je i izvanredno, s vanjskim korisnicima. CRC pojednostavljuje ovaj postupak i pruža veću fleksibilnost dizajneru. Pored provjere valjanosti podataka, neki su proizvođači dodali više elektronike za suzbijanje buke iz izvora kao što su WiFi, Bluetooth, GSM i ISM opsezi kako bi dodatno zaštitili valjanost podataka.

Digitalni senzor tlaka na poslu podržava pametne mreže za distribuciju vode

Gubitak vode zbog curenja, netočnog mjerenja, neovlaštene potrošnje ili kombinacije trojice je stalni izazov za velike mreže za distribuciju vode. Primjena senzora digitalnog tlaka s niskom snagom na čvorove u mreži distribucije vode praktičan je i isplativ način mapiranja regionalne mreže za distribuciju vode i omogućavanja komunalnim uslugama da otkriju i pronalaze područja na kojima se događa neočekivani gubitak vode.

Kada se primjenjuju na čvorove cijele mreže za distribuciju vode, digitalni senzori tlaka mogu pomoći u identificiranju neočekivanih područja gubitka vode, čime se učinkovito rješavanje problema i poboljšanje učinkovitosti sustava.

Senzori tlaka koji su prikladni za ove aplikacije obično su ili hermetički zapečaćeni na IP69K ili modularni kako bi kupcima pružili veću fleksibilnost dizajna. Kako bi spriječili da voda prodire u senzor tijekom životnog vijeka nanošenja, neki proizvođači senzora tlaka koriste hermetičku vezu od stakla do metala. Brtva od stakla do metala je vodonepropusna i stvara hermetički brtvu na "vrhu" senzora, što pomaže senzoru da postigne IP69K. Ovo brtvljenje znači da senzor uvijek mjeri razliku tlaka između tvari u nanošenju i zraka oko nje, sprječavajući pomak odstupanja.

Poboljšana regulacija plinskog sustava pod tlakom

Senzori tlaka igraju razne važne uloge u nadzoru i isporuci zračnih i medicinskih plinova pod tlakom u svim distribucijskim mrežama. U ovim vrstama primjena, senzori tlaka mogu biti odgovorni za kontrolu kompresora i različite funkcije praćenja, uključujući protok unosa i izlaznog protoka, ispušni sustav cilindra i status filtra zraka. Dok jedan signal tlaka može neizravno izmjeriti količinu čestica plina na mjestu u sustavu, kombinacija povratnih tlaka i temperature koju pružaju tu tunki, a sve se može pružiti, a na to je bolje ekraniranje. To omogućava programerima sustava da se približe idealnim radnim uvjetima za aplikaciju.

Iako još uvijek postoje neke instalacije koje su najprikladnije za korištenje analognih senzora tlaka, sve više i više aplikacija za industriju 4.0 imaju koristi od korištenja svojih digitalnih kolega. Od imuniteta EMI i skalabilnog umrežavanja do dijagnostike senzora i zaštite podataka, digitalni senzori tlaka omogućuju daljinsko nadgledanje i prediktivno održavanje, poboljšavajući učinkovitost i pouzdanost sustava. Čvrsti dizajn senzora sa specifikacijama kao što su IP69K ocjena, dodatne provjere integriteta podataka i opsežna ugrađena elektronika za zaštitu EMI pomoći će povećati životni vijek i smanjiti potencijalne pogreške signala.