Typy snímačov tlaku

Jednoduché samozavedenie snímača tlaku

Ako tlakový snímač, ktorého výstupom je štandardný signál, je tlakový vysielač prístrojom, ktorý akceptuje premennú tlaku a úmerne ju prevádza na štandardný výstupný signál.Dokáže previesť parametre fyzikálneho tlaku plynu, kvapaliny atď., ktoré pociťuje snímač silomeru, na štandardné elektrické signály (ako je 4-20mADC atď.), čím poskytuje sekundárne nástroje, ako sú signalizácia alarmov, záznamníky, regulátory atď. meranie a indikácia a regulácia procesov.

Klasifikácia snímačov tlaku

Zvyčajne sú tlakové vysielače, o ktorých hovoríme, rozdelené podľa princípu:
Kapacitné snímače tlaku, odporové snímače tlaku, indukčné snímače tlaku, polovodičové snímače tlaku a piezoelektrické snímače tlaku na vysokofrekvenčné meranie.Spomedzi nich sú najpoužívanejšie odporové tlakové vysielače.Kapacitný prevodník tlaku berie prevodník Rosemount 3051S ako predstaviteľa špičkových produktov.

Podľa komponentov citlivých na tlak možno prevodníky tlaku rozdeliť na kovové, keramické, difúzne kremíkové, monokryštalické kremíky, zafíry, naprašované fólie atď.

• Kovový prevodník tlaku má nízku presnosť, ale má malý vplyv na teplotu a je vhodný pre oblasti so širokým teplotným rozsahom a nízkymi požiadavkami na presnosť.
• Keramické snímače tlaku majú lepšiu presnosť, ale sú viac ovplyvnené teplotou.Keramika má tiež výhodu odolnosti proti nárazu a korózii, čo sa dá využiť v oblasti odozvy.
• Presnosť prenosu tlaku difúzneho kremíka je veľmi vysoká a teplotný posun je tiež veľký, takže pred použitím je vo všeobecnosti potrebná teplotná kompenzácia.Navyše ani po teplotnej kompenzácii nie je možné merať tlak nad 125°C.Pri izbovej teplote je však koeficient citlivosti difúzneho kremíka 5-krát väčší ako u keramiky, takže sa vo všeobecnosti používa v oblasti vysoko presného merania.
• Jednokryštálový kremíkový tlakový prevodník je najpresnejší snímač v priemyselnej praxi.Ide o vylepšenú verziu difúzneho kremíka.Upgradovaná je samozrejme aj cena.V súčasnosti je predstaviteľom v oblasti tlaku monokryštalického kremíka Japonec Yokogawa.
• Zafírový snímač tlaku nie je citlivý na zmeny teploty a má dobré pracovné vlastnosti aj pri vysokých teplotách;zafír má extrémne silnú odolnosť voči žiareniu;žiadny pn drift;môže normálne fungovať aj v najhorších pracovných podmienkach a je spoľahlivý Vysoký výkon, dobrá presnosť, minimálna chyba teploty a celkovo vysoké náklady.
• Naprašovací tenkovrstvový tlakový vysielač neobsahuje žiadne lepidlo a vykazuje vyššiu dlhodobú stabilitu a spoľahlivosť ako lepivý tenzometrický snímač;je menej ovplyvnený teplotou: keď sa teplota zmení o 100 ℃, posun nuly je len 0,5 %.Jeho teplotný výkon je oveľa lepší ako u difúzneho silikónového tlakového senzora;okrem toho môže prísť do priameho kontaktu s bežnými korozívnymi médiami.

Princípy rôznych typov snímačov tlaku

• Princíp kapacitného snímača tlaku.

Keď tlak priamo pôsobí na povrch meracej membrány, membrána vytvára malú deformáciu.Vysoko presný obvod na meracej membráne transformuje túto malú deformáciu na vysoko lineárne napätie úmerné tlaku a úmerné budiacemu napätiu.Signál a potom použite špeciálny čip na konverziu tohto napäťového signálu na priemyselný štandardný prúdový signál 4-20 mA alebo napäťový signál 1-5 V.

• Princíp difúzneho kremíkového tlakového vysielača

Tlak meraného média priamo pôsobí na membránu snímača (zvyčajne 316L membránu), čo spôsobuje, že membrána vytvára mikroposunutie úmerné tlaku média, mení hodnotu odporu snímača a deteguje ho pomocou Wheatstoneov obvod Táto zmena a konverzia a výstup štandardného meracieho signálu zodpovedajúceho tomuto tlaku.

• Princíp prevodníka tlaku monokryštalického kremíka

Piezorezistívne tlakové snímače sú konštruované pomocou piezorezistívneho efektu monokryštálového kremíka.Ako elastický prvok sa používa monokryštálový kremíkový plátok.Keď sa tlak zmení, monokryštál kremíka vytvára napätie, takže odpor proti namáhaniu priamo rozptýlený na ňom spôsobuje zmenu úmernú nameranému tlaku a potom sa zodpovedajúci napäťový výstupný signál získa mostíkovým obvodom .

• Princíp keramického snímača tlaku

Tlak pôsobí priamo na prednú plochu keramickej membrány, čo spôsobuje miernu deformáciu membrány.Hrubovrstvový rezistor je vytlačený na zadnej strane keramickej membrány a je spojený s Wheatstoneovým mostíkom (uzavretý mostík) v dôsledku piezorezistívneho efektu varistora , Most generuje vysoko lineárny napäťový signál úmerný tlaku a úmerný budiacemu napätiu .Vo všeobecnosti sa používa na meranie tlaku vzduchových kompresorov, používa sa viac keramiky.

• Princíp tenzometrického snímača tlaku

Najpoužívanejšie tenzometrické tenzometre sú kovové odporové tenzometre a polovodičové tenzometre.Kovový odporový tenzometer je druh citlivého zariadenia, ktoré premieňa zmenu napätia na testovanom kuse na elektrický signál.Existujú dva druhy tenzometra drôtu a tenzometra z kovovej fólie.Zvyčajne je tenzometer pevne spojený s matricou mechanického napätia pomocou špeciálneho lepidla.Keď je matrica vystavená zmene napätia, deformuje sa aj odporový tenzometer, takže sa zmení hodnota odporu tenzometra, takže sa zmení napätie aplikované na odpor.Tenzometrické snímače tlaku sú na trhu pomerne zriedkavé.

• Zafírový vysielač tlaku

Zafírový tlakový vysielač využíva pracovný princíp odolnosti voči namáhaniu, využíva vysoko presné silikónovo-zafírové citlivé komponenty a konvertuje tlakový signál na štandardný elektrický signál cez vyhradený obvod zosilňovača.

• Vysielač tlaku rozprašovacej fólie

Naprašovací prvok citlivý na tlak je vyrobený mikroelektronickou technológiou a vytvára pevný a stabilný Wheatstoneov mostík na povrchu elastickej membrány z nehrdzavejúcej ocele.Keď tlak meraného média pôsobí na elastickú nerezovú membránu, Wheatstoneov mostík na druhej strane vytvára elektrický výstupný signál úmerný tlaku.Vďaka dobrej odolnosti proti nárazu sa naprašované fólie často používajú pri príležitostiach s častými tlakovými nárazmi, ako sú hydraulické zariadenia.

Opatrenia pri výbere snímača tlaku

• Výber hodnoty rozsahu tlaku vysielača:

Najprv určite maximálnu hodnotu nameraného tlaku v systéme.Všeobecne povedané, musíte vybrať vysielač s rozsahom tlaku, ktorý je asi 1,5-krát väčší ako maximálna hodnota, alebo nechať normálny rozsah tlaku klesnúť na vysielač tlaku.Bežnou metódou je aj 1/3~2/3 normálneho rozsahu.

• Aké tlakové médium:

Viskózne kvapaliny a bahno zablokujú tlakové otvory.Zničia rozpúšťadlá alebo korozívne látky materiály vo vysielači, ktoré sú v priamom kontakte s týmito médiami.
Materiál všeobecného snímača tlaku, ktorý je v kontakte s médiom, je nehrdzavejúca oceľ 316.Ak médium nie je korozívne pre nehrdzavejúcu oceľ 316, potom sú v podstate všetky prevodníky tlaku vhodné na meranie tlaku média;
Ak je médium korozívne pre nehrdzavejúcu oceľ 316, malo by sa použiť chemické tesnenie a malo by sa použiť nepriame meranie.Ak sa na vedenie tlaku použije kapilára naplnená silikónovým olejom, môže to zabrániť korózii prevodníka tlaku a predĺžiť životnosť prevodníka tlaku.

• Akú presnosť potrebuje vysielač:

Presnosť je určená: nelinearitou, hysteréziou, neopakovateľnosťou, teplotou, nulovou odchýlkou ​​stupnice a teplotou.Čím vyššia presnosť, tým vyššia cena.Vo všeobecnosti je presnosť vysielača tlaku difúzneho kremíka 0,5 alebo 0,25 a kapacitného alebo monokryštalického kremíka tlakového vysielača má presnosť 0,1 alebo dokonca 0,075.

• Procesné pripojenie vysielača:

Vo všeobecnosti sa snímače tlaku inštalujú na potrubia alebo nádrže.Samozrejme, malá časť z nich je inštalovaná a používaná s prietokomermi.Zvyčajne existujú tri spôsoby inštalácie prevodníkov tlaku: závit, príruba a svorka.Preto je pred výberom tlakového prevodníka potrebné zvážiť aj procesné pripojenie.Ak je závitový, je potrebné určiť špecifikáciu závitu.Pre príruby je potrebné vziať do úvahy špecifikácie príruby menovitého priemeru.

Predstavenie priemyslu tlakových vysielačov

Približne 40 krajín po celom svete sa zaoberá výskumom a výrobou senzorov, z ktorých USA, Japonsko a Nemecko sú regióny s najväčším výkonom senzorov.Tieto tri krajiny spolu predstavujú viac ako 50 % svetového trhu so senzormi.

V súčasnosti je trh s vysielačmi tlaku v mojej krajine vyspelým trhom s vysokou koncentráciou trhu.Dominantné postavenie má však zahraničie reprezentované spoločnosťami Emerson, Yokogawa, Siemens atď. Značkové produkty tvoria asi 70% podielu na trhu a majú absolútnu výhodu vo veľkých a stredných strojárskych projektoch.

Je to spôsobené dôsledkami skorého prijatia stratégie „trhu s technológiami“ v mojej krajine, ktorá výrazne zasiahla štátne podniky v mojej krajine a kedysi bola v stave zlyhania, no zároveň niektorí výrobcovia zastupovali čínskymi súkromnými podnikmi sa potichu objavujte a silnejte.Budúci čínsky trh s vysielačmi tlaku je plný nových neznámych.