Kompletný sprievodca výberom difúzneho kremíkového prevodníka tlaku
Odborné poradenstvo pre priemyselné meracie aplikácie
Prehľad
Tlakové snímače sa klasifikujú podľa ich snímacích technológií a zahŕňajú difúzne kremíkové, keramické, kapacitné a monokryštalické kremíkové snímače. Spomedzi nich sú difúzne kremíkové snímače tlaku najrozšírenejšie v rôznych odvetviach. Sú známe svojím robustným výkonom, spoľahlivosťou a nákladovou efektívnosťou a sú ideálne na monitorovanie a reguláciu tlaku v ropnom a plynárenskom priemysle, chemickom spracovaní, výrobe ocele, výrobe energie, environmentálnom inžinierstve a ďalších.
Tieto prevodníky podporujú meranie manometrického, absolútneho a podtlaku – a to aj v korozívnych, vysokotlakových alebo nebezpečných podmienkach.
Ale ako sa táto technológia vyvinula a aké faktory by ste mali zvážiť pri výbere správneho modelu?
Počiatky technológie difúzneho kremíka
V 90. rokoch 20. storočia predstavila spoločnosť NovaSensor (USA) novú generáciu difúznych kremíkových senzorov s využitím pokročilých technológií mikroobrábania a spájania kremíka.
Princíp je jednoduchý, ale účinný: procesný tlak je izolovaný membránou a prenášaný cez utesnený silikónový olej na citlivú silikónovú membránu. Na opačnej strane sa ako referencia aplikuje atmosférický tlak. Tento rozdiel spôsobuje deformáciu membrány – jedna strana sa naťahuje, druhá sa stláča. Vstavané tenzometre túto deformáciu detekujú a premieňajú ju na presný elektrický signál.
8 kľúčových parametrov pre výber difúzneho kremíkového prevodníka tlaku
1. Charakteristiky média
Chemická a fyzikálna povaha procesnej kvapaliny priamo ovplyvňuje kompatibilitu senzora.
Vhodné:Plyny, oleje, čisté kvapaliny – zvyčajne sa s nimi manipuluje so štandardnými senzormi z nehrdzavejúcej ocele 316L.
Nevhodné:Vysoko korozívne, viskózne alebo kryštalizujúce médiá – tie môžu upchať alebo poškodiť senzor.
Odporúčania:
- Viskózne/kryštalizujúce kvapaliny (napr. suspenzie, sirupy): Na zabránenie upchatiu použite preplachovacie membránové prevodníky.
- Hygienické aplikácie (napr. potraviny, farmaceutický priemysel): Vyberte modely s trojitou svorkovou membránou s preplachovaním (≤4 MPa pre bezpečné upevnenie).
- Ťažké médiá (napr. kal, bitúmen): Používajte bezdutinové preplachovacie membrány s minimálnym pracovným tlakom ~2 MPa.
⚠️ Pozor: Nedotýkajte sa ani nepoškriabte membránu snímača – je mimoriadne krehká.
2. Rozsah tlaku
Štandardný merací rozsah: –0,1 MPa až 60 MPa.
Z dôvodu bezpečnosti a presnosti si vždy vyberte vysielač s menovitým tlakom mierne nad vaším maximálnym pracovným tlakom.
Referenčná jednotka tlaku:
1 MPa = 10 bar = 1000 kPa = 145 psi = 760 mmHg ≈ 100 metrov vodného stĺpca
Tlak vs. absolútny tlak:
- Manometrický tlak: vztiahnutý k okolitému atmosférickému tlaku.
- Absolútny tlak: vztiahnutý k dokonalému vákuu.
Poznámka: Vo vysokohorských oblastiach použite na kompenzáciu miestneho atmosférického tlaku odvetrávané meracie prevodníky (s odvetrávacími trubicami), ak je dôležitá presnosť (
3. Teplotná kompatibilita
Typický prevádzkový rozsah: –20 °C až +80 °C.
Pre médiá s vysokou teplotou (do 300 °C) zvážte:
- Chladiace rebrá alebo chladiče
- Diaľkové membránové tesnenia s kapilárami
- Impulzná trubica na izoláciu senzora od priameho tepla
4. Napájací zdroj
Štandardné napájanie: DC 24V.
Väčšina modelov akceptuje 5–30 V jednosmerného prúdu, ale vyhnite sa vstupom pod 5 V, aby ste predišli nestabilite signálu.
5. Typy výstupných signálov
- 4–20 mA (2-vodičový): Priemyselný štandard pre prenos na dlhé vzdialenosti a odolný voči rušeniu
- 0–5 V, 1–5 V, 0–10 V (3-vodičové): Ideálne pre aplikácie s krátkym dosahom
- RS485 (digitálne): Pre sériovú komunikáciu a sieťové systémy
6. Závity procesného pripojenia
Bežné typy nití:
- M20×1,5 (metrický)
- G1/2, G1/4 (BSP)
- M14×1,5
Zladte typ závitu s priemyselnými normami a mechanickými požiadavkami vášho systému.
7. Trieda presnosti
Typické úrovne presnosti:
- ±0,5 % z rozsahu – štandard
- ±0,3 % z rozsahu rozsahu – pre vyššiu presnosť
⚠️ Pre difúzne kremíkové vysielače sa vyhnite špecifikácii presnosti ±0,1 % FS. Na tejto úrovni nie sú optimalizované pre ultrapresnú prácu. Namiesto toho použite pre takéto aplikácie modely z monokryštalického kremíka.
8. Elektrické pripojenia
Vyberte si podľa vašich potrieb inštalácie:
- DIN43650 (Hirschmann): Dobré tesnenie, bežne používané
- Letecký konektor: Jednoduchá inštalácia a výmena
- Priame vedenie kábla: Kompaktné a odolné voči vlhkosti
Pre vonkajšie použitie vyberte puzdro typu 2088 pre lepšiu odolnosť voči poveternostným vplyvom.
Úvahy o špeciálnych prípadoch
Otázka 1: Môžem merať plynný amoniak?
Áno, ale iba s vhodnými materiálmi (napr. membrána z Hastelloyu, tesnenia z PTFE). Amoniak tiež reaguje so silikónovým olejom – ako plniacu kvapalinu použite fluórovaný olej.
Otázka 2: A čo horľavé alebo výbušné médiá?
Vyhnite sa štandardnému silikónovému oleju. Používajte fluórované oleje (napr. FC-70), ktoré ponúkajú lepšiu chemickú stabilitu a odolnosť voči výbuchu.
Záver
Vďaka svojej overenej spoľahlivosti, prispôsobivosti a nákladovej efektívnosti zostávajú difúzne kremíkové snímače tlaku preferovaným riešením v rôznych odvetviach.
Starostlivý výber na základe média, tlaku, teploty, typu pripojenia a presnosti zaisťuje optimálny výkon a dlhodobú životnosť.
Potrebujete pomôcť s výberom správneho modelu?
Povedzte nám o svojej žiadosti – pomôžeme vám nájsť tú správnu zhodu.
Čas uverejnenia: 3. júna 2025