(I) Βασική Αρχή Εργασίας
Ένας αισθητήρας βάθους ανήκει στην κατηγορία τωναισθητήρες βάθους με βάση την πίεση. Η βασική του αρχή βασίζεται στονόμος υδροστατικής πίεσηςγια τη μέτρηση του βάθους του νερού. Ουσιαστικά, είναι μια μονάδα ανίχνευσης πίεσης σε συνδυασμό με έναν αλγόριθμο μετατροπής πίεσης σε βάθος.
Όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος του νερού, τόσο μεγαλύτερη είναι η στατική πίεση που σχηματίζεται από το βάρος του παραπάνω νερού. Ο αισθητήρας μετρά με ακρίβεια την πίεση του υγρού και τη μετατρέπει ξανά στο πραγματικό βάθος. Ο τύπος υδροστατικής πίεσης είναι:P=ρgh
Η αναδιάταξη του τύπου δίνει τον υπολογισμό βάθους:h = P / (ρg)
Οπου:
h= μετρήθηκε βάθος νερού
P= σχετική πίεση υγρού (μετά την αφαίρεση της ατμοσφαιρικής πίεσης)
ρ= πυκνότητα υγρού (περίπου. 1000 kg/m³ για γλυκό νερό, περίπου. 1025 kg/m³ για θαλασσινό νερό)
g= βαρυτική επιτάχυνση (τυπική τιμή 9,8 m/s²)
Για γρήγορη αναφορά: στο τυπικό γλυκό νερό, κάθε αύξηση βάθους κατά 1 μέτρο αντιστοιχεί σε κατά προσέγγιση αύξηση της πίεσης κατά 10 kPa. Η πίεση και το βάθος έχουν γραμμική σχέση.
(II) PG440 Depth Sensor – Επισκόπηση προϊόντος
Ο αισθητήρας βάθους PG440 έχει αναπτυχθεί με βάση τον εσωτερικό σχεδιασμό μαςτσιπ πιεζοαντιστατικής πίεσης πυριτίου, με ειδική βελτιστοποίηση για μέτρηση θαλασσινού νερού. Χρησιμοποιεί ένα απομονωμένο στοιχείο ανίχνευσης πίεσης για να έρθει σε επαφή με το μετρούμενο μέσο. Ολόκληρη η μονάδα ελέγχεται από μικροελεγκτή και διαθέτει δίαυλο CAN 2.0 για μετάδοση ψηφιακού σήματος.
Το προϊόν αποτελείται από τρία κύρια μέρη:μηχανική δομή, κυκλώματα υλικού και ενσωματωμένο λογισμικό. Η μηχανική δομή περιλαμβάνει το αισθητήριο στοιχείο, τη θύρα πίεσης, το περίβλημα, το ακραίο καπάκι, τον αδιάβροχο σύνδεσμο και το καλώδιο σύνδεσης. Το υλικό περιλαμβάνει τέσσερις λειτουργικές πλακέτες κυκλωμάτων. Το ενσωματωμένο λογισμικό προγραμματίζεται στην πλακέτα επεξεργασίας σήματος, που χειρίζεται τον υπολογισμό δεδομένων και την αλληλεπίδραση εντολών.
1. Λειτουργική Διαδικασία
Ο αισθητήρας εγκαθίσταται μέσω εξωτερικού σπειρώματος G1/4. Το μετρούμενο υγρό εισέρχεται μέσω της θύρας πίεσης και δρα στο ενσωματωμένο πιεζοαντιστατικό αισθητήριο τσιπ, ολοκληρώνοντας τη λήψη σήματος πίεσης. Στο κύκλωμα υλικού, ο μικροελεγκτής επικοινωνεί με το τσιπ προετοιμασίας σήματος μέσω της διεπαφής SPI, παρέχοντας την τάση αναφοράς και το ρεύμα λειτουργίας για το αισθητήριο στοιχείο, ενώ ταυτόχρονα διαβάζει δεδομένα δειγματοληψίας ADC από το τσιπ κλιματισμού. Μετά από αλγοριθμική αντιστάθμιση και υπολογισμό, τα δεδομένα μετατρέπονται σε τυπική τιμή πίεσης και εξάγονται μέσω του διαύλου CAN 2.0.
2. Διαδικασία Μηχανικής Συναρμολόγησης
Το εσωτερικό τσιπ απόλυτης πίεσης είναι κολλημένο στη βάση του στοιχείου ευαίσθητης στην πίεση με καουτσούκ σιλικόνης.
Η βάση του στοιχείου ευαίσθητου στην πίεση και το κυματοειδές διάφραγμα σφραγίζονται με συγκόλληση λέιζερ και γεμίζονται με λάδι.
Το πλήρες συγκρότημα ευαίσθητο στην πίεση είναι συγκολλημένο με λέιζερ στη θύρα πίεσης.
Η θύρα πίεσης προς το περίβλημα και το περίβλημα στο ακραίο καπάκι σφραγίζονται και τα δύο με συγκόλληση με λέιζερ.
Ο αδιάβροχος σύνδεσμος στερεώνεται στο ακραίο καπάκι μέσω σύνδεσης με σπείρωμα, εξασφαλίζοντας συνολική αδιάβροχη απόδοση.
3. Λειτουργίες πλακέτας κυκλώματος
Η μονάδα περιλαμβάνει τέσσερις λειτουργικές πλακέτες κυκλωμάτων:
Πλακέτα προσαρμογέα σήματος – Συγκολλημένη στις πίσω ακίδες του αισθητήρα ανίχνευσης για δρομολόγηση και μετάβαση σήματος.
Πίνακας επεξεργασίας σήματος – Εκτελεί τον υπολογισμό, την προσαρμογή και τη μετατροπή των ακατέργαστων σημάτων δειγματοληψίας, παράγοντας ταυτόχρονα αναλογική τάση και ψηφιακά σήματα.
Πλακέτα τροφοδοσίας – Παρέχει σταθερή ισχύ σε όλες τις μονάδες κυκλώματος.
Πλακέτα EMC – Καταστέλλει τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, ενισχύοντας τη λειτουργική σταθερότητα σε πολύπλοκα περιβάλλοντα.
Σχέδιο βαθμονόμησης πίεσης
Για την εξάλειψη της μετατόπισης της θερμοκρασίας και των σφαλμάτων που εισάγονται από τα κυκλώματα υλικού, το προϊόν συνοδεύεται από ένα αποκλειστικό σύστημα βαθμονόμησης που βασίζεται σε υπολογιστή, που λειτουργεί σε συνδυασμό με θάλαμο θερμοκρασίας και εξοπλισμό βαθμονόμησης πίεσης για πλήρη βαθμονόμηση. Το σύστημα συλλέγει ταυτόχρονα δεδομένα πίεσης, θερμοκρασίας και ADC, εκτελεί υπολογισμούς, ενίσχυση σήματος και διόρθωση παραμέτρων μέσω του μικροελεγκτή και του τσιπ κλιματισμού, επιτυγχάνοντας τελικά έξοδο ψηφιακού σήματος υψηλής ακρίβειας.
Διαδικασία βαθμονόμησης:Επιλέγονται έξι τυπικά σημεία θερμοκρασίας: -10 μοίρες , 5 μοίρες , 20 μοίρες , 40 μοίρες , 55 μοίρες και 80 μοίρες . Σε κάθε θερμοκρασία εφαρμόζονται πέντε τυπικά επίπεδα πίεσης: 0 MPa, 1,75 MPa, 3,5 MPa, 5,25 MPa και 7 MPa. Η συσκευή καταγράφει ταυτόχρονα τις αντίστοιχες τιμές ADC υπό αυτές τις συνθήκες. Οι παράμετροι αντιστάθμισης δημιουργούνται μέσω αλγοριθμικής προσαρμογής και αποθηκεύονται στη μνήμη Flash του μικροελεγκτή, επιτυγχάνοντας αντιστάθμιση σφαλμάτων πλήρους εύρους θερμοκρασίας και πλήρους κλίμακας.
Ηλεκτρικές και Προστασίας Παράμετροι
Τροφοδοτικό:Το εύρος τάσης εισόδου του τσιπ ισχύος είναι 9 V έως 40 V, υποστηρίζοντας συμβατική παροχή 28 V. Μετά τη ρύθμιση επί του σκάφους, η τάση λειτουργίας είναι 5 V.
Ηλεκτρική μόνωση:Αντοχή μόνωσης Μεγαλύτερη ή ίση με 100 MΩ στα 100 V DC. το κύκλωμα είναι ηλεκτρικά απομονωμένο από το μεταλλικό περίβλημα.
Κατανάλωση ρεύματος:Ονομαστική ισχύς λειτουργίας<0.6 W; measured power consumption of a mature model in the same series is only 0.3 W, demonstrating excellent low‑power performance.
Βαθμολογία προστασίας:Σχεδιασμένο για IP65 (ανά GB/T 4208-2017). Οι πραγματικές δοκιμές παρόμοιων μοντέλων έχουν φτάσει στο IP67, διασφαλίζοντας αξιόπιστη προστασία από το νερό και τη σκόνη.
Βασικές προδιαγραφές απόδοσης και βάρους
Ακρίβεια μέτρησης:Συνδυασμένη ακρίβεια Μικρότερη ή ίση με 0,1% FS (πλήρης κλίμακα). Το προϊόν χρησιμοποιεί ένα τσιπ ανίχνευσης απόλυτης πίεσης με ώριμους αλγόριθμους αντιστάθμισης θερμοκρασίας και πίεσης, παρέχοντας σταθερή ακρίβεια.
Συνολικό βάρος:Ανάλυση βάρους εξαρτήματος – θύρα πίεσης 50 g, αισθητήριο στοιχείο 18 g, περίβλημα 20 g, ακραίο κάλυμμα 15 g, αδιάβροχο βύσμα 15 g, καλώδιο 15 g, πλακέτες κυκλωμάτων 21 g, στρώμα γλάστρας 20 g. Το συνολικό βάρος μονάδας είναι 174 g, αντικατοπτρίζοντας ένα ελαφρύ δομικό σχέδιο.
Κύρια ροή προγράμματος
Το PG440 προσφέρει υψηλή ακρίβεια, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και στιβαρή κατασκευή – ιδανικό για παρακολούθηση βάθους γλυκού νερού, θαλασσινού νερού και άλλων υγρών. Επικοινωνήστε μαζί μας σήμερα για περισσότερες πληροφορίες ή μια προσαρμοσμένη λύση.
📧 Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου: mihuitec@gmail.com
📞 Τηλέφωνο: +86 18066965135
🌐 Ιστότοπος: www.mihuitec.com
