(I) Pamatdarbības princips
Dziļuma sensors pieder kategorijaiuz spiedienu balstīti dziļuma sensori. Tās pamatprincips balstās uzhidrostatiskā spiediena likumslai izmērītu ūdens dziļumu. Būtībā tā ir spiediena sensora vienība, kas apvienota ar spiediena–dziļuma konversijas algoritmu.
Jo lielāks ir ūdens dziļums, jo lielāks statiskais spiediens, ko veido augšā esošā ūdens svars. Sensors precīzi mēra šķidruma spiedienu un pārvērš to atpakaļ faktiskajā dziļumā. Hidrostatiskā spiediena formula ir šāda:P=ρgh
Pārkārtojot formulu, tiek iegūts dziļuma aprēķins:h = P / (ρg)
Kur:
h= izmērīts ūdens dziļums
P= relatīvais šķidruma spiediens (pēc atmosfēras spiediena atskaitīšanas)
ρ= šķidruma blīvums (apmēram . 1000 kg/m³ saldūdenim, aptuveni . 1025 kg/m³ jūras ūdenim)
g= gravitācijas paātrinājums (standarta vērtība 9,8 m/s²)
Ātrai uzziņai: tipiskā saldūdenī katrs dziļuma pieaugums par 1 metru atbilst aptuvenam spiediena pieaugumam par 10 kPa. Spiedienam un dziļumam ir lineāra saistība.
(II) PG440 dziļuma sensors — produkta pārskats
PG440 dziļuma sensors ir izstrādāts, pamatojoties uz mūsu pašu izstrādātosilīcija pjezorezistīvā spiediena mikroshēma, ar īpašu optimizāciju jūras ūdens mērīšanai. Tas izmanto izolētu spiediena sensoru elementu, lai saskartos ar izmērīto vidi. Visu ierīci kontrolē mikrokontrolleris, un tajā ir CAN 2.0 kopne digitālā signāla pārraidei.
Produkts sastāv no trim galvenajām daļām:mehāniskā struktūra, aparatūras shēmas un iegultā programmatūra. Mehāniskā struktūra ietver sensora elementu, spiediena portu, korpusu, gala vāciņu, ūdensnecaurlaidīgu savienotāju un savienojuma kabeli. Aparatūra sastāv no četrām funkcionālām shēmām. Iegultā programmatūra ir ieprogrammēta signālu apstrādes platē, apstrādājot datu aprēķinus un komandu mijiedarbību.
1. Darbības process
Sensors tiek uzstādīts caur G1/4 ārējo vītni. Izmērītais šķidrums ieplūst caur spiediena portu un iedarbojas uz iebūvēto pjezorezistīvo sensoru mikroshēmu, pabeidzot spiediena signāla iegūšanu. Aparatūras shēmā mikrokontrolleris sazinās ar signāla kondicionēšanas mikroshēmu, izmantojot SPI interfeisu, nodrošinot atsauces spriegumu un darba strāvu sensora elementam, vienlaikus nolasot ADC paraugu ņemšanas datus no kondicionēšanas mikroshēmas. Pēc algoritmiskās kompensācijas un aprēķina dati tiek pārveidoti standarta spiediena vērtībā un izvadīti caur CAN 2.0 kopni.
2. Mehāniskās montāžas process
Iekšējā absolūtā spiediena mikroshēma ir savienota ar spiedienjutīgā elementa pamatni ar silikona gumiju.
Spiedienjutīgā elementa pamatne un gofrētā diafragma ir ar lāzeru metināti noslēgti un piepildīti ar eļļu.
Pilns spiedienjutīgais mezgls ir ar lāzeru piemetināts pie spiediena porta.
Spiediena pieslēgvieta korpusam un korpuss gala vāciņam ir noslēgti ar lāzermetināšanu.
Ūdensnecaurlaidīgais savienotājs ir piestiprināts pie gala vāciņa, izmantojot vītņotu savienojumu, nodrošinot vispārēju ūdensizturīgu darbību.
3. Shēmas plates funkcijas
Iekārta ietver četras funkcionālās shēmas plates:
Signāla adaptera plate – pielodēta pie sensora zondes aizmugurējām tapām signāla maršrutēšanai un pārejai.
Signālu apstrādes plate – veic neapstrādātu parauga signālu aprēķinu, pielāgošanu un pārveidošanu, vienlaikus izvadot analogo spriegumu un digitālos signālus.
Strāvas padeves plate – Nodrošina stabilu jaudu visiem ķēdes moduļiem.
EMC plate – nomāc elektromagnētiskos traucējumus, uzlabojot darbības stabilitāti sarežģītās vidēs.
Spiediena kalibrēšanas shēma
Lai novērstu temperatūras novirzi un kļūdas, ko rada aparatūras ķēdes, izstrādājumam ir pievienota īpaša uz datoru balstīta kalibrēšanas sistēma, kas darbojas kopā ar temperatūras kameru un spiediena kalibrēšanas aprīkojumu pilnīgai kalibrēšanai. Sistēma vienlaikus apkopo spiediena, temperatūras un ADC datus, veic aprēķinus, signāla pastiprināšanu un parametru korekciju, izmantojot mikrokontrolleri un kondicionēšanas mikroshēmu, galu galā panākot augstas precizitātes digitālā signāla izvadi.
Kalibrēšanas procedūra:Tiek atlasīti seši tipiski temperatūras punkti: -10 grādi, 5 grādi, 20 grādi, 40 grādi, 55 grādi un 80 grādi. Katrā temperatūrā tiek piemēroti pieci standarta spiediena līmeņi: 0 MPa, 1,75 MPa, 3,5 MPa, 5,25 MPa un 7 MPa. Ierīce šajos apstākļos vienlaikus uztver atbilstošās ADC vērtības. Kompensācijas parametri tiek ģenerēti ar algoritmisku pielāgošanu un saglabāti mikrokontrollera zibatmiņā, panākot pilna temperatūras diapazona un pilna mēroga kļūdu kompensāciju.
Elektriskie un aizsardzības parametri
Barošanas avots:Strāvas mikroshēmas ieejas sprieguma diapazons ir no 9 V līdz 40 V, kas atbalsta 28 V parasto barošanu. Pēc borta regulēšanas darba spriegums ir 5 V.
Elektriskā izolācija:izolācijas pretestība ir lielāka vai vienāda ar 100 MΩ pie 100 V līdzstrāvas; ķēde ir elektriski izolēta no metāla korpusa.
Enerģijas patēriņš:Nominālā darba jauda<0.6 W; measured power consumption of a mature model in the same series is only 0.3 W, demonstrating excellent low‑power performance.
Aizsardzības vērtējums:Paredzēts ar IP65 (par GB/T 4208-2017); līdzīgu modeļu faktiskā pārbaude ir sasniegusi IP67, nodrošinot drošu aizsardzību pret ūdeni un putekļiem.
Galvenās veiktspējas un svara specifikācijas
Mērījumu precizitāte:Kombinētā precizitāte Mazāka vai vienāda ar 0,1% FS (pilna skala). Produkts izmanto absolūtā spiediena sensora mikroshēmu ar nobriedušiem temperatūras un spiediena kompensācijas algoritmiem, nodrošinot stabilu precizitāti.
Kopējais svars:Sastāvdaļas svara sadalījums – spiediena pieslēgvieta 50 g, sensora elements 18 g, korpuss 20 g, gala vāciņš 15 g, ūdensnecaurlaidīgs savienotājs 15 g, kabelis 15 g, shēmas plates 21 g, ieliktņa slānis 20 g. Kopējais vienības svars ir 174 g, kas atspoguļo vieglu konstrukcijas dizainu.
Galvenā programmas plūsma
PG440 piedāvā augstu precizitāti, zemu enerģijas patēriņu un izturīgu konstrukciju – ideāli piemērots saldūdens, jūras ūdens un citu šķidrumu dziļuma uzraudzībai. Sazinieties ar mums jau šodien, lai iegūtu plašāku informāciju vai pielāgotu risinājumu.
📧 E-pasts: mihuitec@gmail.com
📞 Tālrunis: +86 18066965135
🌐 Vietne: www.mihuitec.com
