Em cenários de engenharia, como testes aerodinâmicos aeroespaciais, monitoramento de pressão multiponto em processos químicos e testes de campo de fluxo automotivo, os engenheiros muitas vezes enfrentam desafios comuns: dados não sincronizados de sensores discretos em medição de pressão multiponto, fiação confusa com vários pontos de falha, distorção de sinal em transmissão de longa distância, calibração e manutenção complicadas no local e até mesmo falhas de teste ou problemas de controle de processo causados por desvios de medição. No centro destes problemas está uma decisão fundamental – não ter selecionado o dispositivo de medição de pressão certo para aplicações multiponto: oscanner de pressão.
Princípio básico de funcionamento de um scanner de pressão
Um scanner de pressão não é uma simples conexão paralela de vários sensores de pressão de ponto único. Em vez disso, é um sistema de medição de pressão do tipo array multicanal altamente integrado, capaz de realizar detecção de pressão, aquisição sincronizada, condicionamento de sinal, conversão analógico-digital, saída digital e calibração on-line. Ele resolve fundamentalmente os principais problemas da medição multiponto com sensor discreto.
Tomando como exemplo um scanner de 64 canais, o processo básico de trabalho é brevemente descrito abaixo. O núcleo consiste nas seguintes unidades funcionais: um módulo de comutação pneumática de precisão, um conjunto de sensores de pressão MEMS, um multiplexador (MUX) e unidade de condicionamento de sinal, um ADC síncrono de alta velocidade para conversão de dados, um módulo principal de controle e comunicação digital e grupos de válvulas de calibração e purga integrados.
Diagrama de arquitetura do sistema/diagrama de princípio básico
Conforme ilustrado nas figuras acima, o processo de trabalho completo é o seguinte:
As tomadas de pressão na superfície do artigo de teste capturam vários sinais de pressão, que são fornecidos por meio de tubulação ao scanner de pressão de 64 canais. Através de comandos de seleção de canal, os canais de medição correspondentes são ativados sequencialmente, direcionando com precisão a pressão medida para o elemento sensor de pressão. Dentro do elemento sensor, um chip sensor piezoresistivo MEMS – baseado no efeito piezoresistivo semicondutor – usa resistores de precisão dispostos em uma ponte de Wheatstone em um diafragma de silício para converter a deformação elástica induzida por pressão do diafragma em um sinal elétrico analógico fraco linearmente proporcional ao valor da pressão. Este sinal é então amplificado e filtrado por um circuito de condicionamento de alta precisão, e a conversão analógico-digital é completada por um ADC de alta velocidade. Todos os dados do canal são amostrados de forma síncrona no nível de microssegundos e normalizados pelo controlador principal e, finalmente, transmitidos para um sistema de aquisição de dados e um computador host para processamento de dados, monitoramento e análise em tempo real.
Ao mesmo tempo, o sistema pode ser conectado a uma fonte de pressão de referência padrão. O grupo de válvula solenóide integrado alterna automaticamente os caminhos de fluxo para realizar calibração zero on-line e calibração span para todos os canais. Com o grupo de válvulas de purga, é possível introduzir ar de purga limpo para realizar a limpeza on-line da tubulação de pressão e dos caminhos de fluxo internos, enquanto as impurezas e os gases de exaustão são descarregados através da porta de ventilação. Isso permite a correção da precisão do instrumento e a manutenção de rotina sem desmontagem, tornando o sistema adequado para testes de pesquisa exigentes e ambientes industriais complexos.
possui recursos de processo completo que vão desde o design e prototipagem de chips de pressão MEMS até a montagem e testes completos do scanner. Oferecemos uma série completa de scanners de pressão de 16 a 64 canais e oferecemos suporte a projetos personalizados para aplicações em amplas temperaturas, à prova de explosão e resistentes à corrosão. Podemos fornecer soluções dedicadas de medição de pressão multicanal, adaptadas às suas condições operacionais específicas. Para qualquer dúvida sobre seleção de equipamentos ou design personalizado, não hesite em entrar em contato com nossa equipe de engenharia para obter suporte técnico profissional.
