Tipuri de traductoare de presiune

Autointroducere simplă a transmițătorului de presiune

Ca senzor de presiune a cărui ieșire este un semnal standard, un transmițător de presiune este un instrument care acceptă o variabilă de presiune și o convertește proporțional într-un semnal standard de ieșire.Poate converti parametrii fizici de presiune ai gazului, lichidului etc. resimțiți de senzorul celulei de sarcină în semnale electrice standard (cum ar fi 4-20mADC etc.) pentru a furniza instrumente secundare, cum ar fi semnalizarea alarmelor, înregistratoare, regulatoare etc. măsurarea și indicarea Și reglarea procesului.

Clasificarea traductoarelor de presiune

De obicei, transmițătoarele de presiune despre care vorbim sunt împărțite după principiul:
Transmițătoare capacitive de presiune, transmițătoare de presiune rezistive, transmițătoare de presiune inductive, transmițătoare de presiune semiconductoare și transmițătoare de presiune piezoelectrice pentru măsurarea de înaltă frecvență.Dintre acestea, transmițătoarele de presiune rezistive sunt cele mai utilizate.Transmițătorul de presiune capacitiv ia transmițătorul Rosemount 3051S ca un reprezentant al produselor de ultimă generație.

Transmițătoarele de presiune pot fi împărțite în metal, ceramică, siliciu difuz, siliciu monocristalin, safir, film pulverizat etc., în funcție de componentele sensibile la presiune.

• Transmițătorul de presiune din metal are o precizie slabă, dar are o influență redusă asupra temperaturii și este potrivit pentru zone cu o gamă largă de temperatură și cerințe scăzute de precizie.
• Senzorii de presiune din ceramică au o precizie mai bună, dar sunt mai afectați de temperatură.Ceramica are, de asemenea, avantajul rezistenței la impact și rezistenței la coroziune, care pot fi utilizate în domeniul răspunsului.
• Precizia transmisiei presiunii a siliciului difuz este foarte mare, iar deviația de temperatură este, de asemenea, mare, astfel încât compensarea temperaturii este în general necesară înainte de a putea fi utilizat.Mai mult, nici după compensarea temperaturii, presiunea peste 125°C nu poate fi măsurată.Cu toate acestea, la temperatura camerei, coeficientul de sensibilitate al siliciului difuzat este de 5 ori mai mare decât al ceramicii, deci este utilizat în general în domeniul măsurării de înaltă precizie.
• Transmițătorul de presiune din siliciu cu un singur cristal este cel mai precis senzor din practica industrială.Este o versiune îmbunătățită a siliciului difuz.Desigur, prețul este și el upgrade.În prezent, Yokogawa din Japonia este reprezentantul în domeniul presiunii siliciului monocristalin.
• Transmițătorul de presiune din safir nu este sensibil la schimbările de temperatură și are caracteristici bune de funcționare chiar și în condiții de temperatură ridicată;safirul are o rezistență extrem de puternică la radiații;nici o deriva pn;poate funcționa normal în cele mai proaste condiții de lucru și este fiabil Performanță ridicată, precizie bună, eroare minimă de temperatură și performanță generală ridicată a costurilor.
• Transmițătorul de presiune cu film subțire de pulverizare nu conține niciun adeziv și prezintă o stabilitate și fiabilitate pe termen lung mai ridicate decât senzorul lipicios al tensiometrului;este mai puțin afectat de temperatură: când temperatura se schimbă cu 100 ℃, deriva de zero este de numai 0,5%.Performanța sa de temperatură este cu mult superioară senzorului de presiune din silicon de difuzie;în plus, poate intra direct în contact cu mediile corozive generale.

Principiile diferitelor tipuri de transmițătoare de presiune

• Principiul transmițătorului capacitiv de presiune.

Când presiunea acționează direct pe suprafața diafragmei de măsurare, diafragma produce o mică deformare.Circuitul de înaltă precizie de pe diafragma de măsurare transformă această mică deformare într-o tensiune foarte liniară proporțională cu presiunea și proporțională cu tensiunea de excitație.Semnalați și apoi utilizați un cip dedicat pentru a converti acest semnal de tensiune într-un semnal de curent standard de 4-20 mA sau un semnal de tensiune de 1-5 V.

• Principiul transmițătorului de presiune cu siliciu difuz

Presiunea mediului măsurat acționează direct asupra diafragmei senzorului (de obicei o diafragmă 316L), determinând ca diafragma să producă o micro deplasare proporțională cu presiunea mediului, modificând valoarea rezistenței senzorului și detectând-o cu un Circuitul Wheatstone Aceasta modifică, transformă și emite un semnal de măsurare standard corespunzător acestei presiuni.

• Principiul transmițătorului de presiune din siliciu monocristalin

Senzorii de presiune piezoresistivi sunt construiți folosind efectul piezoresistiv al siliciului monocristal.Placa de siliciu cu un singur cristal este folosită ca element elastic.Când presiunea se modifică, siliciul monocristal produce deformare, astfel încât rezistența la deformare difuzată direct pe acesta produce o modificare proporțională cu presiunea măsurată, iar apoi semnalul de ieșire de tensiune corespunzător este obținut de către circuitul de punte.

• Principiul transmițătorului de presiune ceramic

Presiunea acționează direct pe suprafața frontală a diafragmei ceramice, provocând o ușoară deformare a diafragmei.Rezistorul de peliculă groasă este imprimat pe spatele diafragmei ceramice și conectat la o punte Wheatstone (punte închisă) datorită efectului piezoresistiv al varistorului, puntea generează un semnal de tensiune extrem de liniar proporțional cu presiunea și proporțional cu tensiunea de excitare .Folosit în general pentru măsurarea presiunii compresoarelor de aer, se utilizează mai multă ceramică.

• Principiul transmițătorului de presiune extensometrică

Transmițătoarele de presiune cele mai des utilizate sunt extensometrele cu rezistență metalică și extensometrele cu semiconductor.Tensometrul cu rezistență metalică este un fel de dispozitiv sensibil care transformă schimbarea deformarii pe piesa de testare într-un semnal electric.Există două tipuri de tensiometru cu sârmă și tensiometru din folie metalică.De obicei, tensometrul este lipit strâns de matricea de deformare mecanică printr-un adeziv special.Atunci când matricea este supusă unei modificări de tensiuni, și extensometrul de rezistență se deformează, astfel încât valoarea rezistenței a extensometrului se modifică, astfel încât tensiunea aplicată rezistenței se modifică.Transmițătoarele de presiune cu manometre tensometrice sunt relativ rare pe piață.

• Transmițător de presiune din safir

Transmițătorul de presiune din safir utilizează principiul de funcționare al rezistenței la deformare, adoptă componente sensibile la siliciu-safir de înaltă precizie și convertește semnalul de presiune într-un semnal electric standard printr-un circuit amplificator dedicat.

• Transmițător de presiune cu film de pulverizare

Elementul sensibil la presiune de pulverizare este fabricat prin tehnologia microelectronică, formând o punte Wheatstone fermă și stabilă pe suprafața diafragmei elastice din oțel inoxidabil.Când presiunea mediului măsurat acționează asupra diafragmei elastice din oțel inoxidabil, puntea Wheatstone de pe cealaltă parte produce un semnal electric de ieșire proporțional cu presiunea.Datorită rezistenței sale bune la impact, peliculele pulverizate sunt adesea folosite în ocazii cu impacturi frecvente de presiune, cum ar fi echipamentele hidraulice.

Măsuri de precauție pentru selectarea transmițătorului de presiune

• Selectarea valorii intervalului de presiune al transmițătorului:

Mai întâi determinați valoarea maximă a presiunii măsurate în sistem.În general, trebuie să selectați un transmițător cu un domeniu de presiune care este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât valoarea maximă sau să lăsați intervalul normal de presiune să cadă pe transmițătorul de presiune.1/3~2/3 din intervalul normal este, de asemenea, o metodă comună.

• Ce fel de mediu de presiune:

Lichidele vâscoase și noroiurile vor bloca orificiile de presiune.Solvenții sau substanțele corozive vor distruge materialele din transmițător care sunt în contact direct cu aceste medii.
Materialul transmițătorului general de presiune care contactează mediul este oțel inoxidabil 316.Dacă mediul nu este coroziv pentru oțelul inoxidabil 316, atunci practic toate transmițătoarele de presiune sunt potrivite pentru măsurarea presiunii mediului;
Dacă mediul este coroziv pentru oțelul inoxidabil 316, trebuie utilizată o etanșare chimică și trebuie utilizată măsurarea indirectă.Dacă tubul capilar umplut cu ulei de silicon este utilizat pentru a ghida presiunea, acesta poate preveni coroziunea transmițătorului de presiune și poate prelungi durata de viață a transmițătorului de presiune.

• De câtă precizie are nevoie transmițătorul:

Precizia este determinată de: neliniaritate, histerezis, nerepetabilitate, temperatură, scară de offset zero și temperatură.Cu cât precizia este mai mare, cu atât prețul este mai mare.În general, precizia transmițătorului de presiune din siliciu difuz este de 0,5 sau 0,25, iar transmițătorul de presiune din siliciu capacitiv sau monocristalin are o precizie de 0,1 sau chiar 0,075.

• Conectarea la proces a transmițătorului:

În general, transmițătoarele de presiune sunt instalate pe conducte sau rezervoare.Desigur, o mică parte dintre ele sunt instalate și utilizate cu debitmetre.Există, de obicei, trei forme de instalare de transmițătoare de presiune: filet, flanșă și clemă.Prin urmare, înainte de a selecta transmițătorul de presiune, trebuie luată în considerare și conexiunea la proces.Dacă este filet, este necesar să se determine specificația firului.Pentru flanșe, este necesar să se ia în considerare specificațiile flanșei ale diametrului nominal.

Introducere în industria transmițătoarelor de presiune

Aproximativ 40 de țări din întreaga lume sunt angajate în cercetarea și producția de senzori, dintre care Statele Unite ale Americii, Japonia și Germania sunt regiunile cu cea mai mare producție de senzori.Cele trei țări reprezintă împreună peste 50% din piața mondială de senzori.

În prezent, piața transmițătoarelor de presiune din țara mea este o piață matură, cu o concentrare ridicată a pieței.Poziția dominantă este însă țările străine reprezentate de Emerson, Yokogawa, Siemens etc. Produsele de marcă reprezintă aproximativ 70% din cota de piață și au un avantaj absolut în proiectele de inginerie mari și mijlocii.

Acest lucru se datorează sechelelor adoptării timpurii de către țara mea a strategiei „piață pentru tehnologie”, care a lovit foarte mult întreprinderile de stat din țara mea și a fost cândva într-o stare de eșec, dar, în același timp, unii producători, reprezentați de către întreprinderile private din China, să apară în liniște și să devină mai puternice.Viitoarea piață a transmițătoarelor de presiune din China este plină de noi necunoscute.