Tersedia berbagai jenis sensor yang berbeda-beda, masing-masing dengan mekanisme kerja yang spesifik. Salah satu jenis yang populer di antara semua itu adalah sensor tekanan vakum. Sensor ini mendeteksi tekanan dalam lingkungan vakum. Prinsip kerja sensor tekanan vakum adalah sesuatu yang membuatnya unik dibandingkan jenis sensor lainnya.
Penggunaan sensor tekanan vakum adalah hal yang umum di laboratorium dan mesin canggih. Jadi, orang awam kurang begitu mengenalnya. Dalam artikel ini, kita akan membahas segala sesuatu tentang sensor tekanan vakum. Anda akan belajar tentang apa itu sensor tekanan vakum dan cara kerjanya. Jadi, mari kita mulai!
Apa itu Sensor Tekanan Vakum?
Sebelum membahas prinsip kerja, mari kita cermati terlebih dulu dasar-dasar sensor tekanan vakum.
Sensor ini adalah perangkat elektronik kecil yang digunakan untuk mengukur tekanan di dalam ruang hampa udara. Sensor ini melakukan hal ini dengan membandingkan tekanan sistem vakum dengan tekanan atmosfer. Sensor ini digunakan dalam sistem di mana operator perlu menciptakan ruang hampa udara (tekanan rendah) untuk tujuan tertentu.
Contoh utama penggunaan sensor vakum adalah pada sistem penguat rem. Pada sistem ini, ruang hampa udara harus dipertahankan. Jika ada tekanan, rem tidak akan bekerja secara efektif. Jadi, sistem ini dilengkapi dengan sensor tekanan vakum khusus.
Sensor ini mendeteksi tekanan di dalam sistem. Jika mendeteksi adanya tekanan, sensor ini akan mengirimkan sinyal listrik ke mobil. Dengan cara ini, pengemudi akan mengetahui bahwa efisiensi rem telah berkurang. Pengemudi membawa kendaraan ke mekanik, memperbaiki masalah, dan menghilangkan tekanan dari sistem. Ada berbagai jenis sensor tekanan vakum.
Mekanisme kerja tiap sensor adalah unik. Berikut ini daftarnya:
- Sensor Vakum Pirani
- Sensor Vakum Garpu Penyetelan
- Sensor Vakum Piezoelektrik
- Sensor Vakum Pengukur Regangan
- Sensor Vakum Elektromagnetik
- Sensor Tekanan Vakum Kapasitif
- Sensor Vakum Ionisasi Katoda Panas
- Sensor Tekanan Vakum Piezoresistif
- Sensor Vakum Ionisasi Katoda Dingin
Yang menarik, prinsip kerja tiap jenis sensor tekanan vakum berbeda-beda. Contohnya, sensor vakum Pirani beroperasi berdasarkan konduktivitas termal. Di sisi lain, sensor tekanan vakum kapasitif mendeteksi perubahan kapasitansi. Ingatlah bahwa sensor tekanan vakum kapasitif dan piezoresistif adalah yang paling umum di berbagai industri.
Bagian & Komponen Sensor Tekanan Vakum
Sensor tekanan vakum tampak sebagai perangkat yang sederhana. Namun demikian, sebenarnya tidak, karena terdiri dari berbagai bagian dan komponen. Semua bagian itu bekerja bersama untuk memastikan fungsionalitas yang tepat dari sensor tekanan ini. Berikut ini adalah tabel yang menunjukkan komponen sensor tekanan vakum dan perannya.
| Komponen | Fungsi |
| Diafragma. | Membungkuk dengan tekanan |
| Elemen Penginderaan | Mendeteksi gerakan diafragma |
| Elektroda (Kapasitif) | Mengukur perubahan kapasitansi |
| Pengukur Regangan (Piezoresistif) | Mengukur perubahan resistansi |
| Sirkuit Pengkondisian Sinyal | Memperkuat dan memproses sinyal |
| Antarmuka Keluaran. | Mengirimkan sinyal yang dapat dibaca (misalnya tegangan) |
| Perumahan/Kandang. | Melindungi bagian internal |
Prinsip Kerja Sensor Tekanan Vakum
Seperti yang sudah saya sebutkan sebelumnya, setiap jenis sensor tekanan vakum beroperasi secara berbeda dari yang lain. Namun demikian, sebagian besar sensor tekanan vakum menggunakan diafragma untuk mendeteksi tekanan sistem yang dievakuasi. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut:
Sensor ini bekerja dengan membandingkan tekanan di dalam sistem dengan tekanan atmosfer. Sensor mendeteksi perbedaan tekanan apabila tekanan sistem turun di bawah tekanan atmosfer. Perbedaan tekanan ini menyebabkan elemen penginderaan, seperti diafragma, merespons.
Hal ini memungkinkan sensor untuk menentukan tingkat tekanan vakum yang tepat dalam sistem. Ingat, ketika tekanan turun di bawah tekanan atmosfer, elemen penginderaan (membran) akan melengkung. Pembengkokan membran ini sangat penting karena membantu kita mengetahui tekanan di dalam ruang hampa udara.
Bahan khusus, yaitu elemen piezoresistif, tetap melekat pada membran ini. Apabila membran menekuk, hambatan listrik dalam elemen piezoresistif berubah. Perubahan ini diubah menjadi data listrik. Setelah memproses data ini, pembacaan tekanan yang tepat ditampilkan pada layar sistem kontrol.
Proses Kerja Langkah-demi-Langkah Sensor Tekanan Vakum
Berikut ini adalah langkah-langkah yang tepat untuk mengukur tekanan vakum dengan menggunakan sensor tekanan vakum:
- Sensor tekanan vakum pertama-tama dihubungkan ke sistem yang dievakuasi.
- Membran sensor (elemen penginderaan) tetap berada di dalam ruang hampa udara. Sisi lainnya tetap berada di luar di bawah tekanan atmosfer.
- Karena tekanan di dalam ruang hampa udara rendah, hal ini membuat membran menekuk. Jika tekanannya sangat rendah, membran akan lebih banyak menekuk; sebaliknya, jika tekanannya tinggi, membran akan lebih sedikit menekuk.
- Sejauh mana membran melengkung ditentukan oleh bagian yang berada di luar sistem. Seperti yang saya katakan sebelumnya, sebagian bagian membran tetap berada di luar di bawah tekanan atmosfer. Bagian luar ini tidak menunjukkan defleksi atau perubahan. Jika membran di dalam dan di luar tetap sama, berarti kedua sistem memiliki tekanan atmosfer yang sama.
- Elemen piezoresistif terdapat pada badan membran ini. Apabila membran ini membelok, hambatan listrik elemen piezoresistif berubah. Perubahan ini terdeteksi dalam sinyal listrik.
- Jenis sensor yang berbeda memanfaatkan defleksi membran dengan berbagai cara. Pada sensor kapasitif, defleksi membran menyebabkan perubahan kapasitansi. Perubahan ini kemudian direkam ke dalam sinyal listrik.
- Setelah itu, sinyal listrik mengalami pemrosesan dan penguatan lebih lanjut. Setelah selesai, pembacaan yang tepat akan muncul pada layar sistem kontrol.
Keuntungan & Aplikasi Sensor Tekanan Vakum
Penggunaan sensor tekanan vakum semakin meningkat di berbagai industri. Pada masa-masa awal, jenis sensor ini hanya tersedia di laboratorium untuk mempertahankan lingkungan yang terkendali. Namun demikian, banyak hal yang telah berubah, karena penggunaannya menjadi lebih beragam dan meluas. Semua pujian atas kegunaannya adalah karena keunggulan yang ditawarkan sensor ini. Berikut ini sebagian di antaranya:
- Akurasi terbaik dan pembacaan tekanan yang andal dari sistem yang dievakuasi
- Ukuran sensor ini kecil, membuatnya mudah digunakan di ruang kecil.
- Sensor tekanan vakum ini memonitor tekanan waktu nyata di dalam sistem vakum.
- The harga sensor ini relatif rendah, menjadikannya pilihan yang terjangkau untuk semua orang. Akurasi yang ideal dalam pengukuran tekanan sangat sepadan dengan nilainya.
Berikut ini adalah tabel yang menunjukkan aplikasi sensor tekanan vakum di berbagai industri.
| Industri | Perangkat yang Menggunakan Sensor Tekanan Vakum |
| HVAC & Pendinginan. | Unit pendingin dan pengukur vakum HVAC |
| Otomotif | Penguat rem, turbocharger, dan sistem deteksi kebocoran EVAP |
| Medis & Perawatan Kesehatan | Autoklaf (alat sterilisasi) dan peralatan hisap |
| Semikonduktor | Mesin etsa, alat deposisi vakum, sistem litografi |
| Kemasan Makanan. | Mesin penyegel vakum, sistem pengemasan atmosfer |
| Laboratorium | Ruang vakum, unit distilasi, pengering beku |
| Farmasi | Lyophilizers (pengering beku), unit penyaringan vakum |
| Otomasi Industri. | Gripper vakum robotik, meja vakum CNC, Mesin penggilingan CNC. |
Kesimpulan
Sensor tekanan vakum menawarkan banyak keuntungan. Dari mobil hingga industri kedirgantaraan dan farmasi, sensor ini menunjukkan nilainya. Sensor tekanan vakum yang paling umum dan banyak digunakan dilengkapi dengan elemen penginderaan. Elemen ini membelok ketika mengalami perubahan tekanan dari tingkat atmosfer.
Defleksi membran ini mengubah hambatan listrik elemen piezoresistif. Perubahan resistensi ini diukur dalam sinyal listrik. Sinyal-sinyal ini, setelah diproses, muncul pada layar sebagai angka digital. Ingat, ada berbagai jenis sensor tekanan vakum. Pengoperasian setiap sensor dapat bervariasi.