مدلسازی و بررسی تجربی فشارسنج میکرو الکترومکانیکی پیزومقاومتی بر اساس الزامات عملکرد صنعت پتروشیمی

در این مقاله به بررسی تحلیلی و تجربی پکیج فشارسنج میکرو الکترومکانیکی پرداخته شده است. این پکیج فشارسنج از یک حسگر میکروالکترومکانیکی، برد مدار چابی، نمایشگر خازنی تشکیل شده است. در ابتدا، مدلسازی ریاضی و کامپیوتری با استفاده از نرم افزار کامسول ارائه شده که بر اساس تحلیل اجزاء محدود مقادیر خروجی ولتاژ و حساسیت از حسگر فشار میکروالکترومکانیکی پیزومقاومتی محاسبه شده است. شایان ذکر است که عنصر مقاومتی در نظر گرفته شده روی دیافراگم از نوع ضربدری می باشد. علاوه بر تحلیل استاتیکی و مودال دیافراگم این فشارسنج، اثرات پارامترهای هندسی بر روی ولتاژ خروجی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با تغییر ابعاد و موقعیت عنصر مقاومتی روی دیافراگم و ابعاد و ضخامت دیافراگم، حساسیت حسگر تغییر می یابد. سپس، با ساخت برد مدار چاپی و تعبیه نمودن اجزا بر روی آن، پکیج نهایی تهیه شده و مورد تست آزمایشگاهی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که پکیج فشارسنج میکروالکترومکانیکی دارای خطای کمتر از 5/0 درصد می باشد. این پکیج فشارسنج قادر است تا فشار 6 بار را با دقت مذکور اندازه گیری کند که نتایج تجربی حاصل از کار آزمایشگاهی در پایان مقاله ارائه شده است. از این پکیج می توان با توجه به الزامات طراحی در صنعت پتروشیمی در اندازه گیری فشار گاز مخازن ذخیره و مخازن تحت فشار پتروشیمی فن آوران استفاده می شود.