У інженерних сценаріях, таких як аерокосмічні аеродинамічні випробування, багато-моніторинг тиску в хімічних процесах і польові випробування автомобільного потоку, інженери часто стикаються з типовими проблемами: несинхронізовані дані з дискретних датчиків під час багато-точкового вимірювання тиску, безладна проводка з кількома точками відмови, спотворення сигналу на великі-відстані, громіздке-калібрування й технічне обслуговування на місці й навіть тестування збої або проблеми з керуванням процесом, викликані відхиленнями вимірювань. В основі цих проблем лежить ключове рішення – вибір правильного приладу для вимірювання тиску для багато-точкових застосувань:сканер тиску.
Основний принцип роботи сканера тиску
Сканер тиску – це не просте паралельне з’єднання кількох-одноточкових датчиків тиску. Натомість це високоінтегрована багато{2}}канальна система вимірювання тиску{3}}типу, яка здатна виконувати вимірювання тиску, синхронізоване отримання, кондиціювання сигналу, аналого--цифрове перетворення, цифровий вихід і онлайнове-калібрування. Це принципово вирішує основні проблеми дискретного-сенсорного-багатоточкового вимірювання.
На прикладі 64-канального сканера базовий робочий процес коротко описано нижче. Ядро складається з наступних функціональних блоків: прецизійного пневматичного комутаційного модуля, матриці датчиків тиску MEMS, мультиплексора (MUX) і блоку формування сигналу, високошвидкісного синхронного АЦП для перетворення даних, головного модуля керування та цифрового зв’язку, а також вбудованих груп калібрування та продувних клапанів.
Схема архітектури системи / Основна принципова схема
Як показано на малюнках вище, повний робочий процес виглядає наступним чином:
Відводи тиску на поверхні досліджуваного виробу вловлюють численні сигнали тиску, які по трубках надходять до 64-канального сканера тиску. За допомогою команд вибору каналу відповідні канали вимірювання послідовно активуються, точно направляючи виміряний тиск на чутливий елемент тиску. Усередині чутливого елемента п’єзорезистивний чутливий чіп MEMS, заснований на напівпровідниковому п’єзорезистивному ефекті, використовує прецизійні резистори, розташовані в мосту Уітстона на кремнієвій діафрагмі, щоб перетворювати пружну деформацію діафрагми, викликану тиском, у слабкий аналоговий електричний сигнал, лінійно пропорційний значенню тиску. Потім цей сигнал посилюється та фільтрується за допомогою високоточної схеми кондиціювання, а аналого-цифрове перетворення завершується високошвидкісним АЦП. Усі дані каналу синхронно дискретизуються на рівні мікросекунд і нормалізуються головним контролером, а потім передаються в систему збору даних і головний комп’ютер для обробки даних, моніторингу та аналізу в реальному часі.
У той же час систему можна підключити до стандартного джерела еталонного тиску. Вбудована група електромагнітних клапанів автоматично перемикає шляхи потоку для виконання онлайн-калібрування нуля та калібрування діапазону для всіх каналів. За допомогою групи продувних клапанів можна вводити чисте продувне повітря для оперативного очищення напірних труб і внутрішніх шляхів потоку, тоді як домішки та вихлопні гази виводяться через вентиляційний отвір. Це дає змогу коригувати точність приладу та планове технічне обслуговування без розбирання, завдяки чому система добре підходить для складних дослідницьких випробувань і складних промислових умов.
Xi'an Mihui Technology Co., Ltd. володіє всіма-можливостями технологічного процесу, починаючи від проектування чіпа тиску MEMS і створення прототипів до повного складання сканера та тестування. Ми пропонуємо повну серію сканерів тиску від 16 до 64 каналів і підтримуємо індивідуальні конструкції для широкотемпературних, вибухозахищених і стійких до корозії застосувань. Ми можемо надати спеціалізовані багатоканальні рішення для вимірювання тиску, адаптовані до ваших конкретних умов експлуатації. З будь-якими запитаннями щодо вибору обладнання або індивідуального дизайну, будь ласка, зв’яжіться з нашою командою інженерів для професійної технічної підтримки.
