Sensori di pressione demistificati: nomi, guasti, pro e contro

Sensori di pressione demistificati: nomi, guasti, pro e contro

I sensori di pressione sono gli eroi non celebrati di innumerevoli applicazioni industriali, automobilistiche, mediche e di consumo. Monitorano e controllano silenziosamente processi vitali, garantendo tutto, dall'efficienza del motore alla sicurezza del paziente. Ma quanto ne sapete davvero su di loro? Immergiamoci in tre aspetti chiave: come vengono chiamati, come possono guastarsi e i loro intrinseci vantaggi e svantaggi.

1. Cos'è un sensore di pressione, noto anche come?

Sebbene "sensore di pressione" sia il termine ombrello più comune, incontrerai frequentemente altri nomi, che spesso riflettono sottili sfumature di funzione o output:

• Trasduttore di pressione: Questo termine enfatizza la conversione della pressione in un segnale elettrico (ad esempio, uscita mV/V, spesso non amplificata). È il termine più intercambiabile con "sensore."

• Trasmettitore di pressione: Questo di solito si riferisce a un dispositivo che converte la pressione in un segnale industriale standardizzato (più comunemente 4-20 mA o 0-10 V CC) progettato per la trasmissione su distanze maggiori con una degradazione minima del segnale. I trasmettitori spesso includono circuiti di amplificazione e condizionamento del segnale all'interno di un alloggiamento protettivo.

• Trasmettitore/Unità di invio di pressione: Utilizzato frequentemente in contesti automobilistici (ad esempio, trasmettitore di pressione dell'olio), implica un dispositivo più semplice che invia un segnale di base (spesso resistenza variabile) a un manometro.

• Interruttore di pressione: Un tipo specifico progettato per aprire o chiudere un circuito elettrico quando viene raggiunta una soglia di pressione preimpostata (ad esempio, un interruttore del compressore del frigorifero, un interruttore di sicurezza HVAC).

• Manometro (elettronico): Sebbene tradizionalmente meccanici, i manometri elettronici utilizzano un sensore di pressione come elemento di rilevamento principale.

• Indicatore di pressione: Simile a un manometro, evidenziando l'aspetto del display.

Essenzialmente, tutti questi dispositivi rilevano la pressione, ma il nome specifico spesso suggerisce il tipo di uscita, la complessità e l'applicazione prevista.

2. Come si guastano i sensori di pressione?

Come qualsiasi componente, i sensori di pressione non sono infallibili. Comprendere le modalità di guasto comuni è fondamentale per la diagnostica e la prevenzione:

• Sovrapressione/Sovraccarico: Superare la pressione massima nominale del sensore (anche brevemente) è una delle cause principali. Questo può deformare permanentemente il diaframma di rilevamento, incrinandolo o danneggiando i componenti interni.

• Picchi di pressione/Colpo d'ariete: Improvvisi e estremi picchi di pressione (comuni nei sistemi fluidici quando le valvole si chiudono rapidamente) possono causare guasti catastrofici simili alla sovrapressione, anche se la pressione media è entro i limiti.

• Temperature estreme: Il funzionamento al di fuori dell'intervallo di temperatura specificato può:

  • Causare deriva permanente nella calibrazione.

  • Danneggiare l'elettronica sensibile o i materiali di incollaggio.

  • Alterare le proprietà dei fluidi di riempimento (in alcuni tipi di sensori).

• Incompatibilità dei media/Attacco chimico: Esposizione a gas o liquidi corrosivi che attaccano i materiali bagnati (diaframma, guarnizioni, alloggiamento). Ciò porta a perdite, degrado del diaframma o ostruzione delle porte di pressione.

• Porte di pressione ostruite: Sporco, particolato o mezzi di processo solidificati che bloccano la porta impediscono alla pressione di raggiungere l'elemento di rilevamento.

• Problemi elettrici:

  • Sovratensione/Picchi: Danneggiamento dei circuiti interni.

  • Cortocircuiti/Circuiti aperti: Guasti del cablaggio o guasti dei componenti interni.

  • Problemi di anello di massa: Causano letture errate o rumore del segnale.

• Vibrazioni meccaniche/Urti: Vibrazioni eccessive possono affaticare i componenti, rompere i fili o allentare i collegamenti. Urti violenti possono causare danni fisici immediati.

• Affaticamento del diaframma: Ripetuti cicli ad alta pressione possono eventualmente causare la rottura o la deformazione del sottile diaframma di rilevamento.

• Guasto della guarnizione: O-ring o guarnizioni che si degradano nel tempo, causando perdite (particolarmente critiche nei sensori a tenuta stagna o assoluti).

• Ingresso di umidità/Umidità: L'acqua che entra nell'alloggiamento del sensore (soprattutto quelli non ermetici) corrode l'elettronica e causa deriva o guasto.

• Spostamento/Deriva dello zero: Variazione graduale dell'uscita del sensore a pressione zero, o una variazione della sua sensibilità nel tempo, spesso dovuta all'invecchiamento, agli effetti della temperatura o al rilassamento delle sollecitazioni.

3. I pro e i contro dei sensori di pressione

I sensori di pressione sono indispensabili, ma la scelta di quello giusto implica la valutazione dei loro punti di forza e di debolezza: