شبیه سازی و بررسی تجربی پکیج 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 سپس شبیه سازی کامپیوتری با استفاده از نرم افزار کامسول که بر اساس تحلیل اجزا محدود می باشد، ارایه شده است. از این طریق 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 می‌باشد. علاوه بر تحلیل استاتیکی و مودال دیافراگم این فشارسنج، اثرات پارامترهای هندسی بر روی ولتاژ خروجی مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که با تغییر ابعاد و موقعیت عنصر مقاومتی روی دیافراگم و همچنین ابعاد و ضخامت دیافراگم، حساسیت حسگر تغییر می‌یابد. سپس، با ساخت برد مدار چاپی و تعبیه نمودن اجزا بر روی آن، پکیج نهایی تهیه شده و مورد تست آزمایشگاهی قرار گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که پکیج فشارسنج میکروالکترومکانیکی دارای خطای کمتر از 5/0 درصد می‌باشد. این پکیج فشارسنج قادر است تا فشار 6 بار را با دقت مذکور اندازه‌گیری کند. نتایج تجربی حاصل از کار آزمایشگاهی در پایان مقاله ارایه شده است. از این پکیج می‌توان با توجه به الزامات طراحی در صنعت پتروشیمی در اندازه‌گیری فشار گاز در تعدادی از مخازن ذخیره و مخازن تحت فشار مشخص شده در پتروشیمی فن‌آوران استفاده کرد.