চাপ এবং প্রবাহ সেন্সর কিভাবে নির্বাচন করা উচিত?

কিভাবে চাপ এবং প্রবাহ সেন্সর নির্বাচন করা উচিত?

চাপ সেন্সর এবং ফ্লো সেন্সর উভয়ই বায়ু প্রবাহের হার পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

অনেক অ্যাপ্লিকেশানে, উভয় ধরনের সেন্সর সাধারণত চাপের পার্থক্য তৈরি করতে প্রবাহ-সীমাবদ্ধ ডিভাইসগুলির সাথে সংমিশ্রণে ব্যবহৃত হয়। কিছু "বায়ু প্রবাহ" সেন্সরকে "ডিফারেনশিয়াল প্রেসার" সেন্সর বলা হয় কারণ তাদের অভ্যন্তরীণ প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে তাদের ক্রমাঙ্কন পদ্ধতির কারণে। নিম্নলিখিত ব্যাখ্যাগুলি এই দুটি ধরণের সেন্সরের মধ্যে পার্থক্য স্পষ্ট করার উদ্দেশ্যে, তাদের পার্থক্যগুলি ব্যাখ্যা করে এবং নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য কোন প্রকারটি বেশি উপযুক্ত তা নির্দেশ করে৷

একটি বায়ু প্রবাহ সেন্সর কি?

সহজ কথায়, একটি এয়ার ফ্লো সেন্সর, আরো সঠিকভাবে একটি এয়ার ভর ফ্লো সেন্সর নামে পরিচিত, হল দুটি চাপ পোর্ট সহ একটি ডিভাইস, যেখান থেকে গ্যাস অন্য বন্দরে প্রবাহিত হয় (চিত্র 1 দেখুন)। সেন্সরের ভিতরে, একটি উত্তপ্ত পৃষ্ঠ সহ একটি আবেশন উপাদান রয়েছে। গ্যাস যখন সেন্সিং উপাদানের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন তাপ উজান থেকে ভাটিতে স্থানান্তরিত হয়। এটি প্রবাহিত উপাদানের ভরের সমানুপাতিক একটি তাপীয় ভারসাম্যহীনতা তৈরি করে, যা ইলেকট্রনিক সার্কিট দ্বারা পরিমাপ করা যায়।

এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে সেন্সরটি স্ট্যান্ডার্ড অবস্থার অধীনে ভর প্রবাহের হার পরিমাপ করে, গ্যাসের প্রকৃত আয়তনের মধ্য দিয়ে যায় না। যদিও বেশিরভাগ সেন্সর তাপমাত্রার প্রভাবের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়, বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তনগুলি গ্যাসের ঘনত্বকে প্রভাবিত করতে পারে, যার ফলে আউটপুট ফলাফলকে প্রভাবিত করে। উপরন্তু, ভর প্রবাহ সেন্সর নির্দিষ্ট গ্যাস মিশ্রণের জন্য ক্রমাঙ্কিত করা আবশ্যক কারণ বিভিন্ন গ্যাসের বিভিন্ন তাপীয় বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

ভর প্রবাহ সেন্সরটি ক্যালিব্রেট করুন যাতে এর আউটপুট দুটি পোর্টের মধ্যে চাপ ড্রপের সমানুপাতিক হয়, কারণ এটি সঠিকভাবে এই চাপ ড্রপ যা সেন্সরের মাধ্যমে প্রবাহকে চালিত করে। এটি কিছু বিভ্রান্তির কারণ হতে পারে কারণ এই সেন্সরগুলি সাধারণত ডিফারেনশিয়াল প্রেসার সেন্সর হিসাবে বিক্রি হয়, যখন তাদের অভ্যন্তরীণ প্রযুক্তি আসলে প্রবাহ পরিমাপ করে।

একটি ডিফারেনশিয়াল চাপ সেন্সর কি?

ঐতিহ্যগত ডিফারেনশিয়াল প্রেসার সেন্সরগুলিরও দুটি চাপ পোর্ট রয়েছে; তবে এ দুটি বন্দরের মধ্যে কোনো গ্যাস প্রবাহ নেই। বিপরীতে, চাপের পার্থক্য পরিমাপের জন্য দুটি পোর্টের মধ্যে একটি MEMS ডায়াফ্রাম রয়েছে। সিলিকন ওয়েফারে ইমপ্লান্ট করা পাইজোরেসিটিভ ডিভাইস দ্বারা ডায়াফ্রামের বিচ্যুতি পরিমাপ করা হয় এবং ইলেকট্রনিক সার্কিট এটিকে আউটপুট সিগন্যালে রূপান্তরিত করে।

চাপ সেন্সর এবং বায়ু মানের প্রবাহ সেন্সর মধ্যে প্রধান পার্থক্য

প্রবাহ পথ

চাপ প্রবাহ সেন্সর এবং ভর প্রবাহ সেন্সর মধ্যে সবচেয়ে সুস্পষ্ট পার্থক্য গ্যাস প্রবাহ পথের উপস্থিতি বা অনুপস্থিতিতে নিহিত। ভর প্রবাহ সেন্সরটি সঠিকভাবে কাজ করার জন্য, এটির মধ্য দিয়ে অবশ্যই গ্যাস যেতে হবে। ময়লা বা তরলের মতো প্রবাহ চ্যানেলে যে কোনো সীমাবদ্ধতা বায়ুগত প্রতিরোধের পরিবর্তন করবে, যার ফলে আউটপুট প্রভাবিত হবে। বিপরীতে, চাপ সেন্সর একটি "মৃত শেষ"। এর পাইপলাইন সিস্টেমে একমাত্র গ্যাস প্রবাহ হল উচ্চ চাপে গ্যাসের সংকোচন বা প্রসারণের কারণে অল্প পরিমাণ গ্যাস। পাইপলাইন সিস্টেমের ময়লা বা তরল শুধুমাত্র আউটপুট পার্থক্য সৃষ্টি করবে যখন পাইপলাইনটি প্রায় সম্পূর্ণরূপে অবরুদ্ধ থাকে। প্রবাহ চ্যানেলের দূষণ অবশেষে ভর প্রবাহ সেন্সরের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠকে মেনে চলে এবং সেন্সিং উপাদানে তাপ স্থানান্তরকেও প্রভাবিত করতে পারে, যার ফলে আউটপুটকে প্রভাবিত করে।

একটি বায়ু প্রবাহ সেন্সর শুধুমাত্র তখনই ব্যবহার করা উচিত যখন এর মধ্য দিয়ে যাওয়া গ্যাসে কোনো দূষক থাকে না।

গুণগত এবং রেজোলিউশন

যেহেতু ভর প্রবাহ সেন্সর একটি থার্মোসেনসিটিভ ডিভাইস, এটি শূন্য প্রবাহে (বা শূন্য চাপের পার্থক্য) স্ট্রেস-ভিত্তিক চাপ সেন্সরের চেয়ে বেশি স্থিতিশীল। যাইহোক, উপরে উল্লিখিত ব্যর্থতার মোড সেন্সর আউটপুটের ঢালকে প্রভাবিত করবে। চাপ সেন্সরের সমস্ত ব্যর্থতার মোডগুলি সরঞ্জামের শূন্য চাপ অফসেটকে প্রভাবিত করে। চাপ সেন্সরের ঢাল খুব কমই পরিবর্তিত হয়। উপরন্তু, কম প্রবাহ হারে ভর প্রবাহ সেন্সরের সেন্সিং উপাদানের আউটপুট উচ্চ প্রবাহ হারের তুলনায় বেশি। এর মানে হল যে আউটপুটটি একটি রৈখিক সংকেতে সংশোধন করা হলেও, অত্যন্ত কম প্রবাহ হারে ভর প্রবাহ সেন্সরের রেজোলিউশন এখনও উচ্চ প্রবাহ হারের তুলনায় ভাল হবে। প্রেসার সেন্সরের আউটপুট স্বাভাবিকভাবেই তার কাজের সীমার মধ্যে রৈখিক কাছাকাছি, তাই রেজোলিউশন পরিবর্তন হবে না।

সমতুল্য চাপ সেন্সরগুলির সাথে তুলনা করে, ভর প্রবাহ সেন্সরগুলির খুব কম প্রবাহ হারে ভাল রেজোলিউশন এবং স্থিতিশীলতা রয়েছে।

দূষণ বিরোধী সম্পত্তি

প্রবাহ চ্যানেলে দূষণ বিভিন্ন উপায়ে ভর প্রবাহ সেন্সরের আউটপুটকে প্রভাবিত করতে পারে। এমনকি যদি সংবেদনকারী উপাদানটির পৃষ্ঠে তরল বা ময়লার একটি খুব পাতলা স্তর তৈরি হয় তবে তা তাপ স্থানান্তরে হস্তক্ষেপ করবে এবং ঢাল ত্রুটির কারণ হবে। উপরন্তু, যদি সেন্সরটি একটি বাইপাস কনফিগারেশনে ব্যবহার করা হয়, যেমনটি আগে উল্লিখিত হয়েছে, পাইপলাইনে প্রবাহ প্রতিরোধের যে কোনো উপাদান পরিমাপের ফলাফলকে প্রভাবিত করবে। যখন পাইপলাইন আটকে থাকে, তখন একই প্রবাহের হারকে অতিক্রম করার জন্য অতিরিক্ত চাপের প্রয়োজন হয়, যা প্রবাহের হার এবং চাপের মধ্যে সম্পর্ক পরিবর্তন করবে। বিপরীতে, ডিফারেনশিয়াল প্রেসার সেন্সরের পাইপলাইনে প্রায় কোনও বায়ু প্রবাহ নেই। একমাত্র আন্দোলন হল অল্প পরিমাণে বায়ু গ্রহণ এবং চাপ পরিবর্তনের জন্য নিষ্কাশন। গুরুতরভাবে আটকে থাকা পাইপলাইনগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া সমস্যার কারণ হতে পারে; তবে সেন্সরের আউটপুট সঠিক হবে। একই পরিমাপের জন্য চাপ সেন্সর এবং ভর বায়ু প্রবাহ সেন্সর ব্যবহার করে, একটি প্রায় নির্বোধ সিস্টেম তৈরি করা যেতে পারে। যেহেতু চাপ সেন্সরের বেশিরভাগ ব্যর্থতার মোড অফসেটকে প্রভাবিত করবে, যখন ফ্লো সেন্সরগুলির বেশিরভাগ মোড ঢালকে প্রভাবিত করবে, তাই এই দুটি ডিভাইস একইভাবে একই সাথে ব্যর্থ হওয়ার সম্ভাবনা কম।

চাপ সেন্সরের ঢাল ভর বায়ু প্রবাহ সেন্সরের তুলনায় আরো স্থিতিশীল হবে এবং দূষণ দ্বারা প্রভাবিত হওয়ার সম্ভাবনা কম।

জিরো-পয়েন্ট স্বয়ংক্রিয় ক্রমাঙ্কন প্রযুক্তি

স্বয়ংক্রিয় জিরোইং হল একটি চাপ সেন্সর ক্রমাঙ্কন প্রযুক্তি যা পরিচিত রেফারেন্স অবস্থার অধীনে নমুনা আউটপুটের উপর ভিত্তি করে, যা অফসেট ত্রুটি, তাপীয় প্রভাব (অফসেট পরিবর্তন) এবং অফসেট ড্রিফ্ট দ্বারা সৃষ্ট অফসেট সহ বহিরাগত আউটপুট ত্রুটিগুলির অতিরিক্ত সংশোধনের অনুমতি দেয়। যদি এই প্রযুক্তিটি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রয়োগ করা যায়, তাহলে ভর প্রবাহ সেন্সরগুলির সমস্যাগুলি এড়িয়ে চাপ সেন্সরগুলির সুবিধাগুলি অর্জন করার জন্য এটি একটি সহজ পদ্ধতি হবে।

শক্তি খরচ

ভর প্রবাহ সেন্সরের হিটারের সঠিকভাবে কাজ করার জন্য বিদ্যুতের প্রয়োজন হয় এবং প্রি-হিট এবং স্থিতিশীল হওয়ার জন্য অল্প সময়ের প্রয়োজন হয়। বিপরীতে, বেশিরভাগ চাপ সেন্সরে সাধারণ প্রতিরোধের Wheatstone ব্রিজ অনেক কম কারেন্ট খরচ করে এবং দ্রুত স্থিতিশীল হতে পারে। একটি সাধারণ ফ্লো সেন্সরের জন্য 10 mA থেকে 15 mA কারেন্টের প্রয়োজন হতে পারে, যখন একই কর্মক্ষমতার একটি চাপ সেন্সরের প্রয়োজন শুধুমাত্র 2 mA। একটি চাপ সেন্সরের আউটপুট সাধারণত 2 ms বা তার কম রেঞ্জের মধ্যে স্থিতিশীল থাকে, যখন একটি ফ্লো সেন্সরের জন্য 35 ms প্রয়োজন হতে পারে। এটি শক্তি সংরক্ষণের জন্য গৃহীত পাওয়ার সাপ্লাই সাইক্লিং কৌশলের কার্যকারিতাকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।

প্রেসার সেন্সর সাধারণত কম-পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনে পছন্দ করা হয়।

ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া

চাপ সেন্সরের সেন্সিং উপাদান একটি যান্ত্রিক ডায়াফ্রাম। এটি সাধারণত 10 kHz এর চেয়ে বেশি ফ্রিকোয়েন্সি থাকে। ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনে, সেন্সর প্রতিক্রিয়া সাধারণত ইলেকট্রনিক ডিভাইস দ্বারা প্রদত্ত আনুমানিক 1 kHz এর মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে। বিপরীতে, বায়ুপ্রবাহ সেন্সরগুলি দ্রুত পরিবর্তনশীল বায়ুপ্রবাহের জন্য আরও ধীরে ধীরে সাড়া দেয় এবং দ্রুত পরিবর্তনগুলি গড় করার প্রবণতা রাখে - প্রিহিটিং সময়ের পার্থক্যটি স্মরণ করুন। ভর প্রবাহ সেন্সরের ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া সঠিকভাবে পরিমাপ করা একটু বেশি কঠিন। যাইহোক, বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, এটি 100 হার্টজের কম হতে পারে। এই পার্থক্য অ্যাপ্লিকেশনের কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করতে পারে.