الیکٹرک پریشر سینسر

آج، صنعت کے مختلف شعبوں میں دباؤ کی پیمائش کرنے کے لیے، نہ صرف مرکری بیرومیٹر اور اینرائیڈز کا استعمال کیا جاتا ہے، بلکہ مختلف سینسرز بھی استعمال کیے جاتے ہیں جو آپریشن کے اصول اور اس طرح کے ہر قسم کے سینسر میں موجود فوائد اور نقصانات دونوں میں مختلف ہوتے ہیں۔ جدید الیکٹرانکس پریشر سینسر کو براہ راست برقی، الیکٹرانک بنیادوں پر لاگو کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

تو "الیکٹریکل پریشر سینسر" کی اصطلاح سے ہمارا کیا مطلب ہے؟ الیکٹریکل پریشر سینسر کیا ہیں؟ ان کا اہتمام کیسے کیا جاتا ہے اور ان کے کیا کام ہوتے ہیں؟ آخر میں، آپ کو کون سا پریشر سینسر منتخب کرنا چاہیے تاکہ یہ کسی خاص مقصد کے لیے موزوں ترین ہو؟ ہم اس مضمون کے دوران معلوم کریں گے۔

سب سے پہلے، آئیے خود اصطلاح کی وضاحت کرتے ہیں۔ پریشر سینسر ایک ایسا آلہ ہے جس کے آؤٹ پٹ پیرامیٹر ماپا پریشر پر منحصر ہوتے ہیں۔ ٹیسٹ میڈیم بخار، مائع، یا کچھ گیس ہو سکتا ہے، کسی خاص سینسر کے استعمال پر منحصر ہے۔

جدید نظاموں کو بجلی، تیل، گیس، خوراک اور دیگر بہت سی صنعتوں کے لیے آٹومیشن سسٹم کے اہم اجزاء کے طور پر اس قسم کے درست آلات کی ضرورت ہوتی ہے۔چھوٹے پریشر ٹرانسڈیوسرز طب میں بہت اہم ہیں۔

ہر الیکٹریکل پریشر سینسر میں شامل ہوتا ہے: ایک حساس عنصر جو جھٹکے کو پرائمری ٹرانسڈیوسر، ایک سگنل پروسیسنگ سرکٹ اور ایک ہاؤسنگ میں منتقل کرتا ہے۔ بنیادی طور پر برقی دباؤ کے سینسر کو تقسیم کیا گیا ہے:

• مزاحم (تناؤ سے بچنے والا)؛

• پیزو الیکٹرک؛

• پیزو گونج؛

• Capacitive;

• دلکش (مقناطیسی)؛

• آپٹو الیکٹرانک۔

مزاحمتی یا سٹرین گیج پریشر سینسر یہ ایک ایسا آلہ ہے جس کا حساس عنصر خراب ہونے والے بوجھ کے عمل کے تحت اپنی برقی مزاحمت کو تبدیل کرتا ہے۔ سٹرین گیجز کو ایک حساس جھلی پر نصب کیا جاتا ہے جو دباؤ میں جھک جاتا ہے اور اس سے منسلک سٹرین گیجز کو موڑ دیتا ہے۔ سٹرین گیجز کی مزاحمت بدل جاتی ہے اور کنورٹر کے بنیادی سرکٹ میں کرنٹ کی شدت اسی کے مطابق بدل جاتی ہے۔

ہر سٹرین گیج کے کنڈکٹیو عناصر کو کھینچنا لمبائی میں اضافے اور کراس سیکشن میں کمی کا سبب بنتا ہے، جس کے نتیجے میں مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے۔ کمپریشن میں یہ اس کے برعکس ہے۔ مزاحمت میں متعلقہ تبدیلیوں کو ہزارویں میں ماپا جاتا ہے، لہذا ADCs کے ساتھ درست ایمپلیفائر سگنل پروسیسنگ سرکٹس میں استعمال ہوتے ہیں۔ اس طرح، تناؤ سیمی کنڈکٹر یا کنڈکٹر کی برقی مزاحمت میں تبدیلی اور پھر وولٹیج سگنل میں تبدیل ہو جاتا ہے۔

سٹرین گیجز عام طور پر ایک زگ زیگ کنڈکٹیو یا سیمی کنڈکٹر عنصر ہوتے ہیں جو ایک لچکدار بنیاد پر لاگو ہوتے ہیں جو جھلی سے چپکتے ہیں۔ سبسٹریٹ عام طور پر ابرک، کاغذ، یا پولیمر فلم سے بنا ہوتا ہے، اور ترسیلی عنصر ایک ورق، پتلی تار، یا سیمی کنڈکٹر ویکیوم سے دھات پر اسپرے کیا جاتا ہے۔سٹرین گیج کے حساس عنصر کا پیمائشی سرکٹ سے رابطہ رابطہ پیڈ یا تاروں کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ سٹرین گیجز کا خود عام طور پر رقبہ 2 سے 10 مربع ملی میٹر ہوتا ہے۔

سیل سینسر لوڈ کریں۔ دباؤ کی سطح، کمپریسیو طاقت اور وزن کی پیمائش کا اندازہ لگانے کے لیے بہت اچھا ہے۔

الیکٹرک پریشر سینسر کی اگلی قسم پیزو الیکٹرک ہے… یہاں، پیزو الیکٹرک عنصر ایک حساس عنصر کے طور پر کام کرتا ہے۔ پیزو الیکٹرک پر مبنی ایک پیزو الیکٹرک عنصر جب یہ بگڑ جاتا ہے تو برقی سگنل پیدا کرتا ہے، یہ نام نہاد ڈائریکٹ پیزو الیکٹرک اثر ہے۔ پیزو الیکٹرک عنصر کو ناپے ہوئے میڈیم میں رکھا جاتا ہے اور پھر ٹرانسڈیوسر سرکٹ میں کرنٹ اس میڈیم میں دباؤ کی تبدیلی کے متناسب ہو گا۔

چونکہ پیزو الیکٹرک اثر کی ظاہری شکل کے لیے مستقل دباؤ کی بجائے دباؤ میں درست تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے اس قسم کا پریشر ٹرانسڈیوسر صرف متحرک دباؤ کی پیمائش کے لیے موزوں ہے۔ اگر دباؤ مستقل ہے، تو پیزو الیکٹرک عنصر کی خرابی کا عمل نہیں ہوگا اور پیزو الیکٹرک کے ذریعہ کرنٹ پیدا نہیں ہوگا۔

پیزو الیکٹرک پریشر سینسر استعمال کیے جاتے ہیں، مثال کے طور پر، پانی، بھاپ، گیس اور دیگر یکساں ذرائع ابلاغ کے لیے بھنور میٹر کے پرائمری فلو ٹرانس ڈوسرز میں۔ اس طرح کے سینسرز کو پائپ لائن میں جوڑوں میں نصب کیا جاتا ہے جس میں بہاؤ کے باڈی کے پیچھے دسیوں سے لے کر سینکڑوں ملی میٹر کا معمولی کھلنا ہوتا ہے اور اس طرح ان بھوروں کو رجسٹر کیا جاتا ہے جن کی فریکوئنسی اور تعداد حجمی بہاؤ کی شرح اور بہاؤ کی شرح کے متناسب ہوتی ہے۔

مزید piezo-resonant پریشر سینسرز پر غور کریں... piezo-resonant پریشر سینسرز میں، ریورس پیزو الیکٹرک اثر کام کرتا ہے، جس میں پیزو الیکٹرک لاگو وولٹیج کے عمل کے تحت خراب ہوتا ہے، اور وولٹیج جتنا زیادہ ہوتا ہے، اخترتی اتنی ہی مضبوط ہوتی ہے۔ سینسر پیزو الیکٹرک پلیٹ کی شکل میں ایک گونجنے والے پر مبنی ہے، جس کے دونوں طرف الیکٹروڈ منسلک ہیں۔

جب الیکٹروڈز پر ایک متبادل وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو پلیٹ کا مواد ہل جاتا ہے، ایک سمت یا دوسری طرف موڑتا ہے، اور کمپن کی فریکوئنسی لاگو وولٹیج کی فریکوئنسی کے برابر ہوتی ہے۔ تاہم، اگر پلیٹ کو اب اس پر کوئی بیرونی قوت لگا کر بگاڑ دیا گیا ہے، مثال کے طور پر دباؤ کے لیے حساس جھلی کے ذریعے، تو گونجنے والے کے آزاد دوغلوں کی فریکوئنسی بدل جائے گی۔

لہذا، ریزونیٹر کی قدرتی فریکوئنسی جھلی پر دباؤ کی مقدار کی عکاسی کرے گی جو گونجنے والے پر دباتی ہے، جس کے نتیجے میں تعدد میں تبدیلی آتی ہے۔ مثال کے طور پر، پیزو گونج پر مبنی مطلق پریشر سینسر پر غور کریں۔

ماپا ہوا دباؤ کنکشن 12 کے ذریعے چیمبر 1 میں منتقل کیا جاتا ہے۔ باڈی 2، بیس 6 اور جھلی 10 کو ایک ساتھ سیل کر دیا گیا ہے تاکہ دوسرا سیل بند چیمبر بنایا جا سکے۔ بیس 6 کے دوسرے مہر بند چیمبر میں، ہولڈرز 9 اور 4 طے کیے گئے ہیں، جن میں سے دوسرا ایک پل 3 کے ذریعے بیس 6 سے منسلک ہے۔ ہولڈر کے ذریعہ طے شدہ 9۔

ناپے ہوئے دباؤ کی کارروائی کے تحت، جھلی 10 آستین 13 کے ذریعے گیند 14 پر دباتی ہے، جو ہولڈر 4 میں بھی طے ہوتی ہے۔گیند 14، بدلے میں، حساس ریزونیٹر 5 کو دباتی ہے۔ تار 7، بیس 6 میں طے شدہ، 8 اور 5 کو بالترتیب جنریٹرز 16 اور 17 سے جوڑ دیتے ہیں۔ مطلق دباؤ کی شدت کے متناسب سگنل پیدا کرنے کے لیے، سرکٹ 15 استعمال کیا جاتا ہے، جو گونجنے والے کی تعدد میں فرق سے آؤٹ پٹ سگنل تیار کرتا ہے۔ سینسر خود ایک فعال تھرموسٹیٹ 18 میں رکھا گیا ہے، جو 40 ° C کا مستقل درجہ حرارت برقرار رکھتا ہے۔

ان میں سے کچھ آسان ترین کپیسیٹیو پریشر سینسر ہیں... دو فلیٹ الیکٹروڈ اور ان کے درمیان کا فاصلہ ایک کپیسیٹر بناتے ہیں۔ الیکٹروڈز میں سے ایک ایک جھلی ہے جس پر ماپا دباؤ کام کرتا ہے، جو اصل کیپسیٹر پلیٹوں کے درمیان خلا کی موٹائی میں تبدیلی کا باعث بنتا ہے۔ یہ بات اچھی طرح سے معلوم ہے کہ پلیٹوں کے مستقل علاقے کے خلا کے سائز میں تبدیلی کے ساتھ فلیٹ کیپیسیٹر کی گنجائش تبدیل ہوتی ہے، لہذا، دباؤ میں بہت چھوٹی تبدیلیوں کا پتہ لگانے کے لیے، کیپسیٹیو سینسر بہت، بہت موثر ہوتے ہیں۔

چھوٹے طول و عرض کے ساتھ Capacitive پریشر سینسر مائعات، گیسوں، بھاپ میں زیادہ دباؤ کی پیمائش کی اجازت دیتے ہیں۔ Capacitive پریشر سینسر ہائیڈرولک اور نیومیٹک سسٹمز کا استعمال کرتے ہوئے مختلف صنعتی عملوں میں کارآمد ہیں، کمپریسرز میں، پمپوں میں، مشین ٹولز پر۔ سینسر کا ڈیزائن درجہ حرارت کی انتہا اور کمپن کے خلاف مزاحم ہے، برقی مقناطیسی مداخلت اور جارحانہ ماحولیاتی حالات سے محفوظ ہے۔

برقی دباؤ کے سینسر کی ایک اور قسم، جو کہ کیپسیٹو سے ملتے جلتے ہیں - انڈکٹیو یا مقناطیسی سینسرز... دباؤ سے حساس کوندکٹو جھلی پتلی ڈبلیو کے سائز کے مقناطیسی سرکٹ سے کچھ فاصلے پر واقع ہوتی ہے، جس کے درمیانی کور پر کوائل زخم ہوتا ہے۔جھلی اور مقناطیسی سرکٹ کے درمیان ہوا کا ایک خاص فرق قائم ہے۔

جب کنڈلی پر وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو اس میں موجود کرنٹ ایک مقناطیسی بہاؤ پیدا کرتا ہے جو خود مقناطیسی سرکٹ سے گزرتا ہے اور ہوا کے خلاء اور جھلی کے ذریعے بند ہوتا ہے۔ چونکہ خلا میں مقناطیسی پارگمیتا مقناطیسی سرکٹ اور جھلی کے مقابلے میں تقریبا 1000 گنا چھوٹا ہے، یہاں تک کہ خلا کی موٹائی میں ایک چھوٹی سی تبدیلی بھی سرکٹ کے اندراج میں نمایاں تبدیلی کا باعث بنتی ہے۔

ناپے ہوئے دباؤ کے زیر اثر، سینسر ڈایافرام موڑتا ہے اور کوائل کی پیچیدہ مزاحمت بدل جاتی ہے۔ ٹرانس ڈوسر اس تبدیلی کو برقی سگنل میں بدل دیتا ہے۔ کنورٹر کا ماپنے والا حصہ برج سرکٹ کے مطابق بنایا جاتا ہے، جہاں سینسر کی کنڈلی ایک بازو میں شامل ہوتی ہے۔ ADC کا استعمال کرتے ہوئے، ماپنے والے حصے سے سگنل کو ناپے ہوئے دباؤ کے متناسب برقی سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

پریشر سینسر کی آخری قسم جس کو ہم دیکھیں گے وہ آپٹو الیکٹرانک سینسر ہیں… وہ دباؤ کا پتہ لگانے کے لیے کافی آسان ہیں، ان کا ریزولوشن زیادہ ہے، زیادہ حساسیت ہے اور تھرمل طور پر مستحکم ہیں۔ روشنی کی مداخلت کی بنیاد پر کام کرتے ہوئے، چھوٹے نقل مکانی کی پیمائش کے لیے Fabry-Perot انٹرفیرومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے، یہ سینسر خاص طور پر امید افزا ہیں۔ آپٹیکل کنورٹر کرسٹل کے ساتھ ایک یپرچر، ایک ایل ای ڈی اور تین فوٹوڈیوڈس پر مشتمل ایک ڈیٹیکٹر اس طرح کے سینسر کے اہم حصے ہیں۔

Fabi-Perot آپٹیکل فلٹرز ایک چھوٹے موٹائی کے فرق کے ساتھ دو فوٹوڈیوڈس سے منسلک ہیں۔ یہ فلٹرز سامنے کی سطح کے عکاس سلکان آئینے ہیں جو سلکان آکسائیڈ کی ایک تہہ سے ڈھکے ہوئے ہیں، جس کی سطح پر ایلومینیم کی ایک پتلی تہہ جمع ہوتی ہے۔

آپٹیکل ٹرانسڈیوسر کیپسیٹو پریشر سینسر کی طرح ہوتا ہے، ایک مونوکرسٹل لائن سلکان سبسٹریٹ میں اینچنگ سے بننے والا ڈایافرام دھات کی ایک پتلی تہہ سے ڈھکا ہوتا ہے۔ شیشے کی پلیٹ کے نیچے بھی دھات کی کوٹنگ ہوتی ہے۔ شیشے کی پلیٹ اور سلکان سبسٹریٹ کے درمیان چوڑائی ڈبلیو کا فاصلہ ہے، جو دو اسپیسروں کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔

دھات کی دو پرتیں متغیر ہوا کے خلا کے ساتھ ایک Fabia-Perot انٹرفیرومیٹر بناتی ہیں، جس میں شامل ہیں: جھلی پر واقع ایک حرکت پذیر آئینہ، جو دباؤ تبدیل ہونے پر اپنی پوزیشن بدلتا ہے، اور شیشے کی پلیٹ پر اس کے متوازی ایک ساکن پارباسی آئینہ۔

اس بنیاد پر، FISO ٹیکنالوجیز صرف 0.55 ملی میٹر قطر کے ساتھ مائکروسکوپک حساس پریشر ٹرانسڈیوسرز تیار کرتی ہے جو سوئی کی آنکھ سے آسانی سے گزر جاتی ہے۔ کیتھیٹر کی مدد سے، مطالعہ شدہ حجم میں ایک منی سینسر ڈالا جاتا ہے، جس کے اندر دباؤ کی پیمائش کی جاتی ہے۔

آپٹیکل فائبر ایک ذہین سینسر سے جڑا ہوا ہے، جس میں، مائکرو پروسیسر کے کنٹرول میں، فائبر میں متعارف کرائی جانے والی یک رنگی روشنی کا ایک ذریعہ آن کیا جاتا ہے، بیک ریفلیکٹڈ لائٹ فلوکس کی شدت کی پیمائش کی جاتی ہے، اس پر بیرونی دباؤ سینسر کا حساب انشانکن ڈیٹا سے کیا جاتا ہے اور ڈسپلے پر دکھایا جاتا ہے۔ میڈیسن میں، مثال کے طور پر، اس طرح کے سینسر کا استعمال انٹراکرینیل پریشر کی نگرانی کے لیے، پلمونری شریانوں میں بلڈ پریشر کی پیمائش کے لیے کیا جاتا ہے، جس تک کسی اور طریقے سے نہیں پہنچا جا سکتا۔