(I) Principiul de bază de lucru
Un senzor de adâncime aparține categoriei desenzori de adâncime bazați pe presiune. Principiul său de bază se bazează pelegea presiunii hidrostaticepentru a măsura adâncimea apei. În esență, este o unitate de detectare a presiunii combinată cu un algoritm de conversie a presiunii în adâncime.
Cu cât adâncimea apei este mai mare, cu atât presiunea statică formată de greutatea apei de deasupra este mai mare. Senzorul măsoară cu precizie presiunea lichidului și o convertește înapoi la adâncimea reală. Formula presiunii hidrostatice este:P=ρgh
Rearanjarea formulei dă calculul adâncimii:h = P / (ρg)
Unde:
h= a măsurat adâncimea apei
P= presiune relativă a lichidului (după deducerea presiunii atmosferice)
ρ= densitate lichidă (aproximativ. 1000 kg/m³ pentru apă dulce, aproximativ. 1025 kg/m³ pentru apă de mare)
g= accelerație gravitațională (valoare standard 9,8 m/s²)
Pentru referință rapidă: în apa dulce tipică, fiecare creștere de 1 metru în adâncime corespunde unei creșteri de presiune aproximativă de 10 kPa. Presiunea și adâncimea au o relație liniară.
(II) Senzor de adâncime PG440 – Prezentare generală a produsului
Senzorul de adâncime PG440 este dezvoltat pe baza proiectării noastre internecip de presiune piezorezistiv de siliciu, cu optimizare specială pentru măsurarea apei de mare. Utilizează un element izolat de detectare a presiunii pentru a contacta mediul măsurat. Întreaga unitate este controlată de un microcontroler și dispune de o magistrală CAN 2.0 pentru transmiterea semnalului digital.
Produsul este format din trei părți majore:structură mecanică, circuite hardware și software încorporat. Structura mecanică include elementul de detectare, portul de presiune, carcasa, capacul de capăt, conectorul impermeabil și cablul de conectare. Hardware-ul cuprinde patru plăci de circuite funcționale. Software-ul încorporat este programat în placa de procesare a semnalului, gestionând calculul datelor și interacțiunea comenzilor.
1. Procesul de operare
Senzorul este instalat printr-un filet exterior G1/4. Lichidul măsurat intră prin portul de presiune și acționează asupra cipului de detectare piezoresistiv încorporat, completând achiziția semnalului de presiune. În circuitul hardware, microcontrolerul comunică cu cipul de condiționare a semnalului prin interfața SPI, furnizând tensiunea de referință și curentul de funcționare pentru elementul de detectare, în timp ce citește simultan datele de eșantionare ADC de pe cipul de condiționare. După compensarea algoritmică și calcul, datele sunt convertite într-o valoare standard de presiune și sunt transmise prin magistrala CAN 2.0.
2. Procesul de asamblare mecanică
Cipul intern de presiune absolută este lipit de baza elementului sensibil la presiune cu cauciuc siliconic.
Baza elementului sensibil la presiune și diafragma ondulată sunt sigilate cu laser și umplute cu ulei.
Ansamblul complet sensibil la presiune este sudat cu laser pe portul de presiune.
Portul de presiune către carcasă și carcasa către capacul de capăt sunt ambele sigilate prin sudare cu laser.
Conectorul impermeabil este fixat de capacul prin intermediul unei conexiuni filetate, asigurând performanța generală a impermeabilității.
3. Funcțiile plăcii de circuite
Unitatea include patru plăci de circuite funcționale:
Placă adaptoare de semnal – lipită la pinii din spate ai sondei de detectare pentru rutarea și tranziția semnalului.
Placă de procesare a semnalului – Efectuează calculul, potrivirea și conversia semnalelor eșantionate brute, emitând simultan semnale analogice și digitale.
Placă de alimentare – Oferă energie stabilă tuturor modulelor de circuit.
Placă EMC – Suprimă interferențele electromagnetice, sporind stabilitatea operațională în medii complexe.
Schema de calibrare a presiunii
Pentru a elimina deviația de temperatură și erorile introduse de circuitele hardware, produsul este însoțit de un sistem de calibrare dedicat, bazat pe PC, care funcționează împreună cu o cameră de temperatură și un echipament de calibrare a presiunii pentru o calibrare completă. Sistemul colectează simultan date de presiune, temperatură și ADC, efectuează calcule, amplificarea semnalului și corecția parametrilor prin microcontroler și cipul de condiționare, obținând în cele din urmă semnal digital de înaltă precizie.
Procedura de calibrare:Sunt selectate șase puncte tipice de temperatură: -10 grade, 5 grade, 20 grade, 40 grade, 55 grade și 80 grade. La fiecare temperatură, se aplică cinci niveluri standard de presiune: 0 MPa, 1,75 MPa, 3,5 MPa, 5,25 MPa și 7 MPa. Dispozitivul captează simultan valorile ADC corespunzătoare în aceste condiții. Parametrii de compensare sunt generați prin potrivire algoritmică și stocați în memoria flash a microcontrolerului, obținând intervalul de temperatură complet și compensarea erorilor la scară maximă.
Parametrii electrici și de protecție
Alimentare electrică:Gama de tensiune de intrare a cipul de alimentare este de la 9 V la 40 V, acceptând alimentarea convențională de 28 V. După reglarea la bord, tensiunea de funcționare este de 5 V.
Izolatie electrica:Rezistență de izolație Mai mare sau egală cu 100 MΩ la 100 V DC; circuitul este izolat electric de carcasa metalică.
Consum de energie:Putere nominală de operare<0.6 W; measured power consumption of a mature model in the same series is only 0.3 W, demonstrating excellent low‑power performance.
Gradul de protecție:Proiectat pentru IP65 (conform GB/T 4208‑2017); testarea efectivă a modelelor similare a atins IP67, asigurând o protecție fiabilă la apă și praf.
Specificații de performanță și greutate de bază
Precizia măsurării:Precizie combinată Mai mică sau egală cu 0,1% FS (scală completă). Produsul folosește un cip de detectare a presiunii absolute cu algoritmi maturi de compensare a temperaturii și a presiunii, oferind o precizie stabilă.
Greutate totala:Defalcarea greutății componentelor – port de presiune 50 g, element senzor 18 g, carcasă 20 g, capac de capăt 15 g, conector impermeabil 15 g, cablu 15 g, plăci de circuite 21 g, strat de ghiveci 20 g. Greutatea totală a unității este de 174 g, reflectând un design structural ușor.
Fluxul principal al programului
PG440 oferă o precizie ridicată, un consum redus de energie și o construcție robustă - ideal pentru monitorizarea apei proaspete, a apei de mare și a altor lichide. Contactați-ne astăzi pentru mai multe informații sau pentru o soluție personalizată.
📧 E-mail: mihuitec@gmail.com
📞 Telefon: +86 18066965135
🌐 Site: www.mihuitec.com
