Spiediena devēju veidi

Vienkārša spiediena raidītāja pašievadīšana

Kā spiediena sensors, kura izeja ir standarta signāls, spiediena raidītājs ir instruments, kas pieņem spiediena mainīgo lielumu un proporcionāli pārvērš to standarta izejas signālā.Tas var pārvērst gāzes, šķidruma utt. fiziskā spiediena parametrus, ko izjūt slodzes elementa sensors, standarta elektriskos signālos (piemēram, 4-20 mADC utt.), lai nodrošinātu sekundārus instrumentus, piemēram, signalizācijas signālus, reģistratorus, regulatorus utt. mērīšana un indikācija Un procesa regulēšana.

Spiediena raidītāju klasifikācija

Parasti spiediena raidītāji, par kuriem mēs runājam, tiek sadalīti pēc principa:
Kapacitatīvie spiediena raidītāji, rezistīvie spiediena raidītāji, induktīvie spiediena raidītāji, pusvadītāju spiediena raidītāji un pjezoelektriskie spiediena raidītāji augstfrekvences mērīšanai.Starp tiem visvairāk tiek izmantoti pretestības spiediena raidītāji.Kapacitatīvā spiediena raidītājs izmanto Rosemount 3051S raidītāju kā augstākās klases produktu pārstāvi.

Spiediena raidītājus var iedalīt metāla, keramikas, izkliedētā silīcijā, monokristāliskā silīcijā, safīrā, izsmidzinātā plēvē utt. atbilstoši spiediena jutīgajām sastāvdaļām.

• Metāla spiediena devējam ir slikta precizitāte, taču tam ir neliela temperatūras ietekme, un tas ir piemērots apgabaliem ar plašu temperatūras diapazonu un zemām precizitātes prasībām.
• Keramikas spiediena sensoriem ir labāka precizitāte, taču tos vairāk ietekmē temperatūra.Keramikas priekšrocība ir arī triecienizturība un izturība pret koroziju, ko var izmantot reakcijas jomā.
• Izkliedētā silīcija spiediena pārvades precizitāte ir ļoti augsta, un arī temperatūras novirze ir liela, tāpēc pirms tā izmantošanas parasti ir nepieciešama temperatūras kompensācija.Turklāt pat pēc temperatūras kompensācijas nevar izmērīt spiedienu virs 125°C.Tomēr istabas temperatūrā izkliedētā silīcija jutības koeficients ir 5 reizes lielāks nekā keramikai, tāpēc to parasti izmanto augstas precizitātes mērījumu jomā.
• Viena kristāla silīcija spiediena raidītājs ir visprecīzākais sensors rūpnieciskajā praksē.Tā ir modernizēta izkliedētā silīcija versija.Protams, tiek paaugstināta arī cena.Pašlaik Japānas Yokogawa ir pārstāvis monokristāliskā silīcija spiediena jomā.
• Safīra spiediena raidītājs nav jutīgs pret temperatūras izmaiņām, un tam ir labas darba īpašības pat augstas temperatūras apstākļos;safīram ir ārkārtīgi spēcīga starojuma izturība;nav pn drift;tas var normāli darboties sliktākajos darba apstākļos un ir uzticams Augsta veiktspēja, laba precizitāte, minimāla temperatūras kļūda un augsta vispārējā izmaksu veiktspēja.
• Izsmidzināšanas plānslāņa spiediena raidītājs nesatur nekādas līmvielas, un tam ir augstāka ilgtermiņa stabilitāte un uzticamība nekā lipīgajam deformācijas mērītāja sensoram;temperatūra to ietekmē mazāk: temperatūrai mainoties par 100 ℃, nulles novirze ir tikai 0,5%.Tā temperatūras veiktspēja ir daudz labāka par difūzijas silīcija spiediena sensoru;turklāt tas var tieši saskarties ar vispārēju kodīgu vielu.

Dažādu veidu spiediena devēju darbības principi

• Kapacitatīvā spiediena raidītāja princips.

Kad spiediens tieši iedarbojas uz mērīšanas diafragmas virsmu, diafragma rada nelielu deformāciju.Augstas precizitātes ķēde uz mērīšanas diafragmas pārveido šo nelielo deformāciju ļoti lineārā spriegumā, kas ir proporcionāls spiedienam un proporcionāls ierosmes spriegumam.Signālu un pēc tam izmantojiet īpašu mikroshēmu, lai pārveidotu šo sprieguma signālu nozares standarta 4-20mA strāvas signālā vai 1-5V sprieguma signālā.

• Izkliedētā silīcija spiediena raidītāja princips

Mērītās vides spiediens tieši iedarbojas uz sensora diafragmu (parasti 316L diafragmu), izraisot diafragmas mikronobīdi, kas ir proporcionāla vides spiedienam, mainot sensora pretestības vērtību un nosakot to ar Wheatstone ķēde Šī funkcija maina, pārveido un izvada standarta mērījuma signālu, kas atbilst šim spiedienam.

• Monokristāliskā silīcija spiediena raidītāja princips

Pjezorezistīvie spiediena sensori ir konstruēti, izmantojot monokristāla silīcija pjezorezistīvo efektu.Kā elastīgais elements tiek izmantota viena kristāla silīcija vafele.Mainoties spiedienam, monokristāla silīcijs rada deformāciju, tādējādi tieši uz tā izkliedētā deformācijas pretestība rada izmaiņas, kas ir proporcionālas izmērītajam spiedienam, un pēc tam tilta ķēde iegūst atbilstošo sprieguma izejas signālu.

• Keramikas spiediena devēja darbības princips

Spiediens tieši iedarbojas uz keramiskās diafragmas priekšējo virsmu, izraisot nelielu diafragmas deformāciju.Biezās plēves rezistors ir uzdrukāts uz keramikas diafragmas aizmugurē un savienots ar Vitstonas tiltu (slēgts tilts) varistora pjezorezistīvās iedarbības dēļ. Tilts ģenerē ļoti lineāru sprieguma signālu, kas ir proporcionāls spiedienam un proporcionāls ierosmes spriegumam. .Parasti izmanto gaisa kompresoru spiediena mērīšanai, vairāk tiek izmantota keramika.

• Tenzometra spiediena raidītāja princips

Visbiežāk izmantotie spriedzes mērinstrumenti ir metāla pretestības sprieguma mērītāji un pusvadītāju deformācijas mērītāji.Metāla pretestības deformācijas mērītājs ir sava veida jutīga ierīce, kas pārveido testa parauga deformācijas izmaiņas elektriskā signālā.Ir divu veidu stieples spriedzes mērītājs un metāla folijas sprieguma mērītājs.Parasti deformācijas mērītājs ir cieši saistīts ar mehānisko deformācijas matricu, izmantojot īpašu līmi.Kad matrica tiek pakļauta sprieguma izmaiņām, deformējas arī pretestības deformācijas mērītājs, tādējādi mainoties deformācijas mērītāja pretestības vērtībai, tādējādi mainoties rezistoram pievadītais spriegums.Spriedzes mērierīces spiediena devēji tirgū ir salīdzinoši reti.

• Safīra spiediena raidītājs

Safīra spiediena raidītājs izmanto deformācijas pretestības darbības principu, izmanto augstas precizitātes silīcija-safīra jutīgos komponentus un pārveido spiediena signālu standarta elektriskajā signālā, izmantojot īpašu pastiprinātāja ķēdi.

• Izsmidzināšanas plēves spiediena raidītājs

Izsmidzināšanas spiediena jutīgais elements ir ražots ar mikroelektronikas tehnoloģiju, veidojot stingru un stabilu Vitstona tiltu uz elastīgās nerūsējošā tērauda diafragmas virsmas.Kad izmērītās vides spiediens iedarbojas uz elastīgo nerūsējošā tērauda diafragmu, Vitstonas tilts otrā pusē rada spiedienam proporcionālu elektrisko izejas signālu.Pateicoties savai labajai triecienizturībai, izsmidzinātās plēves bieži izmanto gadījumos, kad bieži rodas spiediena triecieni, piemēram, hidrauliskajā iekārtā.

Spiediena raidītāja izvēles piesardzības pasākumi

• Raidītāja spiediena diapazona vērtības izvēle:

Vispirms nosakiet izmērītā spiediena maksimālo vērtību sistēmā.Vispārīgi runājot, jums ir jāizvēlas raidītājs ar spiediena diapazonu, kas ir aptuveni 1,5 reizes lielāks par maksimālo vērtību, vai arī ļaujiet parastajam spiediena diapazonam nokrist uz spiediena raidītāja.1/3–2/3 no normālā diapazona arī ir izplatīta metode.

• Kāda veida spiediena vide:

Viskozi šķidrumi un dubļi bloķēs spiediena atveres.Vai šķīdinātāji vai kodīgas vielas iznīcinās raidītājā esošos materiālus, kas ir tiešā saskarē ar šiem materiāliem.
Vispārējā spiediena raidītāja materiāls, kas saskaras ar barotni, ir 316 nerūsējošais tērauds.Ja vide nav kodīga pret 316 nerūsējošo tēraudu, tad pamatā visi spiediena devēji ir piemēroti vides spiediena mērīšanai;
Ja vide ir kodīga pret 316 nerūsējošo tēraudu, jāizmanto ķīmiskais blīvējums un jāizmanto netiešie mērījumi.Ja spiediena vadīšanai tiek izmantota kapilārā caurule, kas piepildīta ar silikona eļļu, tā var novērst spiediena raidītāja koroziju un pagarināt spiediena raidītāja kalpošanas laiku.

• Cik liela precizitāte ir nepieciešama raidītājam:

Precizitāti nosaka: nelinearitāte, histerēze, neatkārtojamība, temperatūra, nulles nobīdes skala un temperatūra.Jo augstāka precizitāte, jo augstāka cena.Parasti izkliedētā silīcija spiediena raidītāja precizitāte ir 0,5 vai 0,25, un kapacitatīvā vai monokristāliskā silīcija spiediena raidītāja precizitāte ir 0,1 vai pat 0,075.

• Raidītāja procesa savienojums:

Parasti spiediena devējus uzstāda uz caurulēm vai tvertnēm.Protams, neliela daļa no tiem tiek uzstādīti un izmantoti ar plūsmas mērītājiem.Parasti ir trīs spiediena devēju uzstādīšanas veidi: vītne, atloka un skava.Tāpēc pirms spiediena devēja izvēles ir jāņem vērā arī procesa savienojums.Ja tas ir vītņots, ir jānosaka vītnes specifikācija.Atlokiem ir jāņem vērā nominālā diametra atloku specifikācijas.

Spiediena raidītāju nozares ievads

Aptuveni 40 valstis visā pasaulē nodarbojas ar sensoru izpēti un ražošanu, no kurām ASV, Japāna un Vācija ir reģioni ar lielāko sensoru jaudu.Trīs valstis kopā veido vairāk nekā 50% no pasaules sensoru tirgus.

Mūsdienās spiediena raidītāju tirgus manā valstī ir nobriedis tirgus ar augstu tirgus koncentrāciju.Tomēr dominējošā pozīcija ir ārvalstīs, kuras pārstāv Emerson, Yokogawa, Siemens uc Zīmolu produkti veido aptuveni 70% no tirgus daļas un tiem ir absolūtas priekšrocības lielos un vidējos inženiertehniskajos projektos.

Tas ir saistīts ar sekām, ko manā valstī agri pieņēma “tehnoloģiju tirgus” stratēģijai, kas ļoti smagi skāra manas valsts valstij piederošos uzņēmumus un savulaik bija neveiksmes stāvoklī, taču tajā pašā laikā tika pārstāvēti daži ražotāji. Ķīnas privātie uzņēmumi mierīgi parādās un kļūst stiprāki.Ķīnas nākotnes spiediena raidītāju tirgus ir pilns ar jauniem nezināmiem.