מתכננים עומדים בפני אתגר גדול בשעה שהם בוחרים חיישני לחץ עבור יישומים רפואיים ותעשייתיים החייבים לעמוד בלחות מעובה או שהם צריכים למדוד ישירות את לחץ הנוזלים. לעתים קרובות, הם צריכים לטפל בפשרות בתפקודיות, אריזה ועלות. בנוסף, קיימות אופציות חישה מעטות עבור התקנים הדורשים תאימות נוזלים מלבד מתמרי לחץ כבדים, מבודדים-מהתווך. התקני חישה אלה היוו בזמנו הבחירה היחידה עבור מתכננים לפני הכנסת חיישנים תואמי-נוזלים, מותקנים על כרטיס. כאשר משתמשים בהם ביישומים בעלי דרישות לחץ נמוכות או בינוניות – דוגמת כרומטוגרפיית גז או נוזל, נתחי כימיה וציוד לנתחי דם ואבחון – חיישני הלחץ עשויים להתמשק ישירות עם אמצעים נוזליים או לטפל בסביבות לחות תוך הספקת מדידות לחץ מדויקות ביותר עבור מגוון אמצעים הכוללים אוויר ננשם, חומרי תגובה, דגימות ונוזלי ניקוי. ביישומים בעלי תחום לחצים של פחות מ-150psi ואילוצי גודל, חיישן לחץ מותקן על כרטיס הוא לעתים קרובות הפתרון המועדף, המהווה את האיזון הנכון של תפקודיות, גודל מארז, אמינות ועלות.
לשם קריאה מדויקת ביותר של לחץ, יש למקם את החיישנים בקרבה גדולה לסביבה שיש למדוד. אולם, לא כל חיישני הלחץ הם תואמי נוזלים, ויוצרים בכך אתגר מכריע עבור מתכנני התקנים רפואיים ותעשייתיים. ברוב חיישני הלחץ המותקנים על כרטיסים, חיבורי מוליכים, ASICs ורכיבים חשמליים אחרים הם חשופים ישירות לסביבה. נוזלים יכולים לגרום במהירות לכשל של החיישן או לשינויים בביצועים. במקרים רבים, כדי לזכות ביתרונות של השימוש בחיישן מותקן על כרטיס, המתכנן חייב לכלול מעקף או מסנן כדי לענות לסוגיות הלחות, או לחשוב שנית על מיקום הרכיבים, במיוחד הצנרת, במערכת, כדי למנוע מגע בין נוזלים כלשהם והחיישן. דבר זה עשוי לגרום לזמן תכנון ועלות נוספים, ועשוי להשפיע על ביצועי מדידת הלחץ.
הגנה בפני נוזלים ולחות
כיום, יצרני החיישנים מפתחים מוצרים מותקנים על כרטיס המוגנים מסביבות של נוזלים ולחות גבוהה עבור יישומים רפואיים ותעשייתיים הדורשים מדידות לחץ נמוך עד בינוני. חיישנים אלה גם מסייעים לתכנון על-ידי ביטול הצורך בתכונות הגנה נוספות או תכנונים חוזרים של המוצר כדי שהנוזלים לא יגעו בחיישן. לדוגמה, חיישן לחץ מותקן על כרטיס, תואם לסביבה נוזלית, הוא בחירה טובה עבור נתח כימיה מאחר שהוא דורש מדידות מדויקות של הנוזל העובר דרך המערכת. בנוסף להספקת דיוק והדירות בלחצים נמוכים ביישומי נתח כימיה, חיישני הלחץ צריכים לעמוד בלחצים גבוהים יותר במהלך השטיפה והניקוי.
אופיינית, ביישום זה, פיפטה (pipette) מושכת את נוזל הדגימה ומאכסנת אותו במיכל או צלוחית אחרת לשם עירוב או ניתוח. חיישני לחץ משמשים להבטיח שכמות נכונה של נוזל נמדדת בשעה שהדגימה נשלפת, והם יכולים גם לשמש לגילוי סתימות או מיקום לא נכון של הפיפטה בצלוחית הדגימה. כל זה נעשה תוך מגע ישיר עם החומר הנוזלי שיש למדוד.
דוגמאות של חיישנים כאלה כוללות את חיישני הלחץ המורכבים על כרטיס Sensing and Control 24PC/26Pc של Honeywell, שיכולים לגלות שינויים קטנים בלחץ. הם יכולים גם לשמש להספקת מדידה מדויקת והדירה של כמות מסוימת של נוזל העובר דרך המערכת, שמהווה דרישה עיקרית עבור ציוד ניתוח. יותר משמעותי, החיישנים הם ייחודיים בכך שהם מציעים תאימות אמצעי הנוזל על שני פתחי הלחץ.
אופציות מרובות
חיישני הלחץ TruStability® של Honeywell מספקים מגוון רחב של אופציות עיצוב כדי לזרז את זמן התכנון והפיתוח. מחשבה אשר שימשה בפיתוח החיישן הייתה שעל החיישן להיות מותאם לדרישות המוצר הסופי ולא הדורש מהמתכנן להתאים את התכנון לתצורות החיישן הזמינות.
ניתן להשתמש בחיישן גם ביישומים כגון מאווררים בהם הסביבה תכלול לרוב או תמיד נוזלים. במאוורר, החיישן מודד את לחץ האוויר הזורם אל ומהמטופל. כדי לוודא שלחץ האוויר והחמצן אינו עולה על הרמה שנקבעה על-ידי הרפואה המקצועית, החיישן חייב לספק יציבות ודיוק גבוהים. הדיוק המחמיר של חיישני הלחץ
HSC/SSC מאפשר להם שימוש במאוורר, תוך גילוי לחץ עד כדי 250Pa (עמוד מים בגובה 1 אינטש). חיישנים אלה מספקים מוצאים דיגיטליים של I2C או SPI, המאפשרים להם ממשק ישיר למיקרו-מעבדים או מיקרו-בקרים, עובדה המפשטת את התכנון תוך העלאת ביצועי המערכת.
חיישני ®TruStability מציעים אופציה של אמצעי נוזלי המאפשרת להם לעמוד במגע עם אמצעי נוזלי ישירות או בלחות מתעבה. לדוגמה, אופציה זו צריכה להוות שיקול מפתח כאשר מניחים את החיישנים קרוב למטופל, במיוחד בתוך החלק השואף של המאוורר. כאן החיישן חשוף לאוויר בעל לחות גבוהה מהמטופל בשעת שיעול או נשימה. חיישני הלחץ 24PC/26PC
ו-HSC/SSC מאפשרים למתכנן של התקנים מרוכבים לעצב את חיישן הלחץ קרוב ככל האפשר לנוזלים או לגזים לחים כדי להשיג את קריאת הלחץ המדויקת ביותר. חיישנים אלה יכולים לטפל במגוון רחב של נוזלים או גזים לא-קורוסיביים ולא-מייננים. הם מספקים גמישות תכנונית באמצעות אופציות עבור הגדרות כגון תחום הלחץ, סגנונות האריזה ומוצאים דיגיטליים/אנלוגיים. חיישני הלחץ 24PC/26PC מציעים אופציות אטימה אחדות כדי לענות לדרישות במגוון רחב של סביבות נוזלים ולחים.
מאחר שליישומים רבים יש יכולת להיות במגע עם נוזלים וגזים, על המתכננים לשקול תמיד חיישני לחץ בעלי התאמה לאמצעים נוזליים כדי לפשט את התכנונים שלהם. מתכננים חייבים להבין אילו סוגי נוזלים יכולים לבוא במגע עם חיישן הלחץ כדי לוודא שהוא תואם נוזלים אלה. מתכננים צריכים גם לשקול חיישני לחץ המקוזזים, מוגברים ומכוילים במלואם לשם מימוש קל יותר. חיישנים אלה עשויים לבטל רכיבים מכרטיס המעגל המודפס הקשורים לעיבוד האות. היתרונות נעים מהחיסכון במקום והאמינות הגבוהה יותר לעלויות נמוכות יותר ומימוש מהיר יותר.
תאום חיישנים עם
דרישות היישום
חשוב תמיד לזכור, בכל זאת, שבחירת חיישן הלחץ הנכון תלויה בדרישות היישום. לדוגמה, חיישן לחץ זול, ללא הגברה, ללא קיזוז בעל תאימות אמצעים נוזליים עשוי להיות כל מה שדרוש עבור מעגל אזעקה. חיישני לחץ צריכים להיות קלים לשילוב לתוך תכנון על-ידי הצעה של עיצוב גמיש באמצעות אופציות של סגנונות פתוחות, מארזים, סוגי מוצא (אנלוגי ודיגיטלי) ותכונות נוספות.
-
- מערכות מסוימות ישוו פרופיל הלחץ של השאיבה לפרופיל “טוב” או “רע” ידוע
-
- חיישני הלחץ 24PC/26PC של Honeywell מציעים אופציות אטימה אחדות כדי לענות לדרישות במגוון רחב של סביבות נוזלים ולחות.
באדיבות DATA-JCE נציגת HONEYWELL בישראל
