ORANSAL BASINÇ REGÜLATÖRLERİ

1. KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörünün Tanıtımı

Biyomedikal ve yarı iletken gibi sektörlerde, mikro pozitif basınç kontrolünde %0.1 gibi ultra yüksek bir hassasiyet talep edilmektedir. Mevcut çözümler bu gereksinimi karşılamada zorluk yaşamaktadır:

1. Elektrikli Oransal Valfler: Yerleşik sensör ve kontrolör hassasiyetleri ile sınırlıdır, bu nedenle ultra yüksek hassasiyetli gereksinimleri karşılayamazlar.
2. Ayrık Kapalı Döngü Sistemler: Bağımsız sensör, kontrolör ve mikrobilgisayar kullanılan bu sistemler yüksek hassasiyet (%0.01) sağlayabilse de, maliyetleri yüksektir ve endüstriyel uygulamalar için uygun değildir.

Bu makale, KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörünün, harici ultra yüksek hassasiyetli bir basınç sensörü ve PID kontrolörü ile birleştirilerek hem hassasiyetin artırıldığı hem de genel maliyetin düşük tutulduğu bir çözümü tanıtmaktadır.

2. Sorun Nasıl Çözülür?

Çözüm, KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörünü bir aktüatör olarak kullanarak, harici bileşenlerle kapalı döngü bir PID kontrol döngüsü oluşturmaktır.

Bu sistemin %0.1 ultra yüksek hassasiyetli kontrol hedefine ulaşması için, entegre PID kontrolör cihazlarının aşağıdaki teknik göstergeleri karşılaması gerektiği belirlenmiştir:

Bileşen	Teknik Gereksinim	Neden
Harici Basınç Sensörü	Hassasiyet %0.1’den daha iyi (Örn: %0.05).	Ölçüm doğruluğu, kontrol doğruluğunun ön koşuludur.
Oransal Regülatör (Aktüatör)	Yüksek hassasiyet (%1 civarında doğrusallık).	Kontrol edilebilir hassasiyet, valf oran göstergesi ile sınırlıdır.
PID Kontrolörü (ADC)	En az 16 bit, tercihen 24 bit Analog-Dijital Çevirici (ADC).	Sensör sinyalini yüksek çözünürlükle okumak için.
PID Kontrolörü (DAC)	En az 14 bit, tercihen 16 bit Dijital-Analog Çevirici (DAC).	Aktüatöre (Regülatöre) hassas komut sinyali göndermek için.
PID Kontrolörü (İşlem)	Minimum çıkış yüzdesi %0.01 $\sim$ %0.05 ayarlama yeteneği.	Hassas kayan nokta işlemleri, ince kontrol yeteneğini sağlar.

Yukarıdaki gereksinimlere dayanarak, çözümdeki donanım yapılandırması aşağıdaki parçaları içerir:

• Basınç Sensörü: Hassasiyet %0.05. Aralık: $0.1 \text{ MPa} \sim 1 \text{ MPa}$ mutlak basınç. Çıkış: $0 \text{ V} \sim 10 \text{ V}$.
• KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörü: Maksimum giriş basıncı $300 \text{ kPa}$. Kontrol aralığı $0 \text{ kPa} \sim 100 \text{ kPa}$. Doğrusallık $\pm 0.3\% \text{ FS}$’den az. Giriş sinyali: $0 \text{ VDC} \sim 10 \text{ VDC}$.
• PID Kontrolörü: 24 bit ADC ve 16 bit DAC. ADC/DAC aralığı $0 \text{ V} \sim 10 \text{ V}$. Minimum analog kontrol çıkış yüzdesi %0.01.

3. KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörünü İncelemek

Yukarıdaki çözümün etkinliğini değerlendirmek için, bu yapılandırmaya göre bir değerlendirme test cihazı inşa edilmiştir.

Değerlendirme test cihazı, temel donanım yapılandırmasına ek olarak şunları içerir:

• Çok kanallı veri toplayıcı.
• Yüksek basınç boru bağlantıları (basınç kapları olarak kullanılır).
• Bilgisayar (PID kontrolörü ve veri toplayıcı ile iletişim, kontrol, veri toplama ve görüntüleme için).

4. Sonuç

Yapılan analizler ve değerlendirme test sonuçları, bu çözümün mikro pozitif basınç için %0.1 ultra yüksek hassasiyetli basınç kontrolüne ulaşma yeteneğine tam olarak sahip olduğunu kanıtlamıştır.

Spesifik Sonuçlar:

1. Hassasiyet Artışı: Harici ultra yüksek hassasiyetli basınç sensörü ve PID kontrolörü, KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörünün kontrol hassasiyetini etkili bir şekilde artırmış ve %0.1 ultra yüksek hassasiyetli basınç kontrolüne ulaşmıştır.
2. Kontrolörün Önemi: %0.1 kontrol hassasiyetine ulaşmada, PID kontrolörünün 24-bit ADC, 16-bit DAC ve %0.01 minimum çıkış yüzdesi gibi teknik göstergeleri sağlayan yüksek hassasiyetli kayan nokta işlemleri kritik rol oynamıştır.
3. Maliyet Etkinliği ve Esneklik: Bu çözüm, yüksek hassasiyetli kontrolü daha düşük bir maliyetle sunar. Çözüm, farklı aralıklarda sensörler ve regülatörler seçilerek genel amaçlı bir PID kontrolörü aracılığıyla farklı basınç aralıklarında ultra yüksek hassasiyetli kontrole ulaşılabilmesi açısından büyük esnekliğe sahiptir.