1。はじめに
圧力は、物理学、工学、産業用途で最も基本的な測定値の1つです。天気予報や空力の自動化や安全性の監視を処理するまで、すべてに影響を与えます。さまざまなタイプの圧力測定の中で - 絶対、 ゲージ、 微分、 そして 密閉 - 密封された圧力 特にさまざまな大気圧力にさらされるシステムでは、ユニークな役割を占めています。
密封された圧力、しばしばと呼ばれます 密閉ゲージ圧力、ゲージ圧力に似ていますが、1つの重要な区別があります。 密閉された参照ポイント - タイピック的には、1大気（ATM）または14.7 psi（1平方インチあたりポンド） - リアルタイムの大気圧力の存在。これにより、周囲の圧力が変動したり、アクセスできない環境で一貫した圧力測定値が可能になります。
3。密閉された圧力の単位
密閉圧は、他の圧力タイプと同じユニットで表されます。
- パスカル（PA） または キロパスカル（KPA）
- バー、 ミリバル（mbar）
- 平方インチあたりのポンド（psi）
- 水銀のインチ（inhg）
- 水銀のミリメートル（mmhg）
例えば：
- 50 psis（密閉）= 1つのATM参照を超える50 psi
- 0 PSIS = 1 ATM実際の圧力
4。他のタイプの圧力との比較
| 圧力タイプ | 基準点 | ユースケースの例 |
|---|---|---|
| 絶対 | 完璧な真空（0 PA） | 高高度アプリケーション、科学研究 |
| ゲージ | リアルタイムの大気圧力 | タイヤの圧力、ポンプシステム |
| 微分 | 2つの測定ポイント | フロー測定、フィルター監視 |
| 密閉 | 密閉された雰囲気（通常は1気圧） | 油圧システム、水中器具 |
重要な違い：ゲージ圧力は周囲圧力で調整されます。密閉された圧力はそうします ない。
5.密閉された圧力センサーの仕組み
5.1センサー構造
a シール圧力センサー 通常は含まれます：
- センシングダイアフラム：圧力下で変形します。
- 参照チャンバー：1気圧の空気または窒素で密閉。
- センシング要素：変形を電気信号に変換します（例えば、ピエゾレス、容量性）。
- 出力モジュール：信号を使用可能な出力（アナログ/デジタル）に変換します。
5.2測定プロセス
- センシングダイアフラムに圧力がかかります。
- ダイアフラムは、密閉室からの圧力差に基づいて偏向します。
- このたわみは、センサーの電気特性を変えます。
- エレクトロニクスは、この変化を密閉された1気圧より上の圧力として解釈します。
6。密閉された圧力センサーのアプリケーション
密閉された圧力センサーは、環境で価値があります 大気圧は一定またはアクセスできない場合があります、 のような：
6.1産業油圧システム
- 密閉センサーは、高度や局所的な圧力の変化に関係なく、一貫した測定値を確保します。
- 遠隔地、山岳地帯、または密閉機関に最適です。
6.2水中機器
- ダイビングまたは海底システムでは、大気参照は無関係です。
- シールされたセンサーは、表面圧力（1 ATM）に比べて圧力を測定し、意味のある深度測定値を提供します。
6.3航空宇宙と航空
- 航空機は、高度で大気圧の大幅な変化を経験しています。
- シールされた圧力センサーは、エンジンと油圧のパフォーマンスに重要な安定した参照測定値を提供します。
6.4自動車とモータースポーツ
- エンジン、トランスミッション、ブレーキシステム用の高性能車両で使用されます。
- 標高や気圧の変動に関係なく、一貫した圧力制御を保証します。
6.5産業自動化
- 密封された参照は、大気への通気の必要性を排除します。
- センサーはエンクロージャーに設置して、汚染リスクを減らすことができます。
7。密閉された圧力測定の利点
7.1環境分離
- 雰囲気への通気は必要ありません。
- 湿気、汚れ、腐食のリスクの低下。
7.2高度独立
- 標高に関係なく、正確な圧力測定値。
- 高度を変えるポータブルおよびモバイルシステムに最適です。
7.3長期安定性
- 密閉室は一定の参照を維持します。
- 気圧の変動と環境ノイズに敏感ではありません。
7.4汎用性の高いインストール
- 密閉されたシステムまたは水没システムに取り付けることができます。
- 大気補償は必要ありません。
8。密封された圧力センサーの設計上の考慮事項
密閉された圧力センサーを選択または設計するときは、次のことを検討してください。
| 特徴 | 重要性 |
|---|---|
| 参照精度 | 真の1 ATMまたはその他のベースラインに一致する必要があります |
| メディアの互換性 | センサー材料は、プロセスメディアからの腐食に抵抗する必要があります |
| 温度補償 | 運用温度範囲全体で正確な読み取り値を保証します |
| 機械的堅牢性 | 振動、ショック、および耐衝撃性のため |
| 電気インターフェイス | アナログ（0〜5 V、4〜20 MA）、またはデジタル（I²C、SPI、CAN） |
9。密閉された圧力で使用されるセンサー技術
9.1ピエゾレスセンサー
- 横隔膜株による耐性の変化。
- コンパクトで費用対効果の高い。
- 温度に敏感 - しばしば補償で使用されます。
9.2容量性センサー
- 横隔膜の動きによる静電容量の変化を測定します。
- 高精度と低消費電力。
9.3 MEMS（マイクロエレクトロメカニカルシステム）
- ポータブルおよび消費者デバイス用の小型センサー。
- 信号処理とキャリブレーションのためのASICSと統合されています。
10。課題と制限
その利点にもかかわらず、密閉された圧力センサーにはいくつかの制限があります。
- 時間の経過とともにドリフトします：密閉された参照は、ゆっくりと漏れたり、圧力を変えたりすることがあります。
- 修正された参照制限：リアルタイムの大気変動に適応できません。
- キャリブレーション要件：精度を維持するために、定期的なキャリブレーションが必要になる場合があります。
11。キャリブレーションとメンテナンス
11.1キャリブレーションプロセス
- センサーの出力を既知の標準圧力源と比較します。
- 信号を調整して、参照ポイントおよびフルスケールポイントで正しい測定を確認します。
11.2メンテナンスのヒント
- 機械的な衝撃や圧力スパイクを避けてください。
- 極端な温度から保護します。
- 漏れまたはセンサードリフトサインを検査します。
12。ケーススタディ：電気自動車の密閉圧（EV）
シナリオ：EVバッテリーの熱管理システムは、冷却効率を確保するために正確な圧力制御が必要です。
問題：車両は、広い高度と大気条件で動作します。
解決：密閉された圧力センサーは、標高に関係なく、冷却ラインの流体圧の一貫した測定値を維持します。
結果：可変駆動条件でのシステムの信頼性と熱性能の向上。
13。センサーの選択における密閉圧力
圧力センサーを選択するとき、メーカーはしばしば複数の参照オプションを提供します。
- 絶対
- ゲージ
- 密閉ゲージ
- 微分
選ぶ 密閉ゲージ いつ：
- システムはです 雰囲気から密閉。
- アプリケーションは全体的に動作します さまざまな標高。
- The 環境は厳しいです またはベントは望ましくありません。
14。重要な違いの概要
| 圧力タイプ | 参照 | 環境を使用します | ベントが必要です |
|---|---|---|---|
| 絶対 | 真空（0 PA） | 科学、航空宇宙 | いいえ |
| ゲージ | 周囲空気 | 一般的な目的、タイヤ | はい |
| 密閉 | 密封された1 ATM | 高度に無感覚、水没 | いいえ |
| 微分 | 2つの圧力ポイント | フロー、フィルター監視 | 依存します |
15。新たな傾向と革新
15.1デジタルスマートセンサー
- 温度と圧力の補償を含めます。
- 自己診断と状態の監視。
- リモート監視のためのIoTプラットフォームとの統合。
15.2小型化
- ドローン、ウェアラブル、医療機器で使用されるMEMSベースのシールセンサー。
15.3ワイヤレス圧力センサー
- 回転システムまたは到達しにくいエリアで使用されます。
- エネルギー収穫または長期バッテリーを搭載しています。
16。結論
密封された圧力 現代のエンジニアリングの重要な概念であり、安定した環境に依存しない圧力測定方法を提供します。リモートの油圧システム、自動車用途、または水中機器のいずれであっても、密閉された圧力センサーは、リアルタイムの大気条件に依存することなく信頼できるデータを提供します。
密閉された圧力センサーの使用方法と方法を理解することで、エンジニアはより堅牢で効率的で信頼性の高いシステムを設計できます。テクノロジーが進化し続けるにつれて、密閉された圧力センサーは、次世代のスマートデバイス、車両、産業の自動化において重要な役割を果たします。
