Nyomástávadók típusai

Nyomástávadó egyszerű önbevezetése

Nyomásérzékelőként, amelynek kimenete szabványos jel, a nyomástávadó olyan műszer, amely fogadja a nyomásváltozót és arányosan átalakítja szabványos kimeneti jellé.A mérőcella érzékelő által érzékelt gáz, folyadék stb. fizikai nyomásparamétereit szabványos elektromos jelekké (például 4-20 mADC, stb.) tudja átalakítani, hogy másodlagos műszereket, például riasztásokat, felvevőket, szabályozókat stb. mérés és jelzés És folyamatszabályozás.

A nyomástávadók osztályozása

Általában a nyomástávadókat, amelyekről beszélünk, a következő elv szerint osztják fel:
Kapacitív nyomástávadók, rezisztív nyomástávadók, induktív nyomástávadók, félvezető nyomástávadók és piezoelektromos nyomástávadók nagyfrekvenciás mérésekhez.Közülük az ellenállásos nyomástávadók a leggyakrabban használtak.A kapacitív nyomástávadó a Rosemount 3051S jeladóját a csúcskategóriás termékek képviselőjének tekinti.

A nyomástávadók nyomásérzékeny komponensek szerint fém, kerámia, diffúz szilícium, monokristályos szilícium, zafír, porlasztott film stb.

• A fém nyomástávadónak gyenge a pontossága, de csekély a hőmérséklet-befolyásolása, és széles hőmérsékleti tartományú és alacsony pontossági követelményekkel rendelkező területekre alkalmas.
• A kerámia nyomásérzékelők pontosabbak, de a hőmérséklet jobban befolyásolja őket.A kerámiák előnye az ütésállóság és a korrózióállóság is, amelyek a válaszadás területén használhatók.
• A diffúz szilícium nyomásátviteli pontossága nagyon magas, és a hőmérséklet-eltolódás is nagy, ezért használat előtt általában hőmérséklet-kompenzációra van szükség.Ráadásul még a hőmérséklet-kompenzáció után sem mérhető a 125°C feletti nyomás.Szobahőmérsékleten azonban a szórt szilícium érzékenységi együtthatója 5-szöröse a kerámiáénak, ezért általában a nagy pontosságú mérések területén használják.
• Az egykristályos szilícium nyomástávadó a legpontosabb érzékelő az ipari gyakorlatban.Ez a diffúz szilícium továbbfejlesztett változata.Természetesen az árat is felminősítik.Jelenleg a japán Yokogawa a képviselője a monokristályos szilícium nyomás területén.
• A zafír nyomástávadó nem érzékeny a hőmérséklet-változásokra, és még magas hőmérsékleti körülmények között is jó működési jellemzőkkel rendelkezik;a zafír rendkívül erős sugárzásállósággal rendelkezik;nincs pn sodródás;normálisan működik a legrosszabb munkakörülmények között is, és megbízható Nagy teljesítmény, jó pontosság, minimális hőmérsékleti hiba és magas általános költségteljesítmény.
• A porlasztó vékonyrétegű nyomástávadó nem tartalmaz ragasztót, és nagyobb hosszú távú stabilitást és megbízhatóságot mutat, mint a ragadós nyúlásmérő érzékelő;kevésbé befolyásolja a hőmérséklet: ha a hőmérséklet 100 ℃-ra változik, a nulla eltolódás csak 0,5%.Hőmérséklet-teljesítménye messze felülmúlja a diffúziós szilícium nyomásérzékelőt;emellett közvetlenül érintkezhet az általános korrozív közegekkel.

A különböző típusú nyomástávadók alapelvei

• A kapacitív nyomástávadó elve.

Amikor a nyomás közvetlenül a mérőmembrán felületére hat, a membrán kis deformációt okoz.A mérőmembrán nagy pontosságú áramköre ezt a kis deformációt a nyomással arányos és a gerjesztő feszültséggel arányos, erősen lineáris feszültséggé alakítja át.Adjon jelet, majd egy dedikált chip segítségével ezt a feszültségjelet ipari szabványos 4-20 mA-es áramjellé vagy 1-5 V-os feszültségjellé alakítsa át.

• A diffúz szilícium nyomástávadó elve

A mért közeg nyomása közvetlenül a szenzor membránjára hat (általában 316 literes membrán), aminek következtében a membrán a közeg nyomásával arányos mikroelmozdulást idéz elő, megváltoztatja az érzékelő ellenállás értékét, és ezt egy érzékelővel érzékeli. Wheatstone áramkör Ez megváltoztatja, átalakítja és kiadja az ennek a nyomásnak megfelelő szabványos mérési jelet.

• A monokristályos szilícium nyomástávadó elve

A piezorezisztív nyomásérzékelők az egykristályos szilícium piezorezisztív hatásának felhasználásával készültek.Elasztikus elemként egykristályos szilícium ostyát használnak.Amikor a nyomás megváltozik, az egykristályos szilícium feszültséget hoz létre, így a közvetlenül rádiffundált alakváltozási ellenállás a mért nyomással arányos változást idéz elő, majd a megfelelő feszültségkimeneti jelet a hídáramkör kapja meg.

• A kerámia nyomástávadó elve

A nyomás közvetlenül a kerámia membrán elülső felületére hat, ami a membrán enyhe deformációját okozza.A vastag filmellenállás a kerámia membrán hátoldalára van nyomtatva, és a varisztor piezorezisztív hatása miatt Wheatstone-hídhoz (zárt híd) van csatlakoztatva. A híd a nyomással arányos és a gerjesztési feszültséggel arányos, erősen lineáris feszültségjelet generál. .Általában légkompresszorok nyomásmérésére használják, több kerámiát használnak.

• A nyúlásmérő nyomástávadó elve

A leggyakrabban használt nyúlásmérő nyomástávadók a fém ellenállási nyúlásmérők és a félvezető nyúlásmérők.A fémellenállási nyúlásmérő egyfajta érzékeny eszköz, amely a próbadarab nyúlásváltozását elektromos jellé alakítja.Kétféle huzal nyúlásmérő és fémfólia nyúlásmérő létezik.Általában a nyúlásmérőt speciális ragasztóval szorosan a mechanikai nyúlásmátrixhoz rögzítik.Amikor a mátrix feszültségváltozásnak van kitéve, az ellenállás nyúlásmérője is deformálódik, így a nyúlásmérő ellenállás értéke megváltozik, így az ellenállásra adott feszültség megváltozik.A nyúlásmérő nyomástávadók viszonylag ritkák a piacon.

• Zafír nyomástávadó

A zafír nyomástávadó a feszültségállóság működési elvét használja, nagy pontosságú szilícium-zafír érzékeny alkatrészeket alkalmaz, és a nyomásjelet szabványos elektromos jellé alakítja át egy külön erősítő áramkörön keresztül.

• Porlasztó film nyomástávadó

A porlasztásos nyomásérzékeny elem mikroelektronikai technológiával készül, szilárd és stabil Wheatstone hidat képezve a rugalmas rozsdamentes acél membrán felületén.Amikor a mért közeg nyomása a rugalmas rozsdamentes acél membránra hat, a másik oldalon lévő Wheatstone-híd a nyomással arányos elektromos kimenő jelet állít elő.Jó ütésállóságának köszönhetően a porlasztott fóliákat gyakran használják olyan esetekben, amikor gyakori nyomáshatások érik, például hidraulikus berendezésekben.

A nyomástávadó kiválasztására vonatkozó óvintézkedések

• Távadó nyomástartomány értékének kiválasztása:

Először határozza meg a mért nyomás maximális értékét a rendszerben.Általánosságban elmondható, hogy olyan távadót kell választani, amelynek nyomástartománya körülbelül 1,5-szer nagyobb, mint a maximális érték, vagy hagyja, hogy a normál nyomástartomány a nyomástávadóra essen.A normál tartomány 1/3-2/3-a szintén elterjedt módszer.

• Milyen nyomású közeg:

A viszkózus folyadékok és iszapok elzárják a nyomónyílásokat.Az oldószerek vagy korrozív anyagok tönkreteszik a távadóban az ezekkel a közegekkel közvetlenül érintkező anyagokat.
A közeggel érintkező általános nyomástávadó anyaga 316-os rozsdamentes acél.Ha a közeg nem korrozív a 316-os rozsdamentes acélra, akkor alapvetően minden nyomástávadó alkalmas a közeg nyomásának mérésére;
Ha a közeg korrozív a 316-os rozsdamentes acélra, vegyi tömítést kell használni, és közvetett mérést kell alkalmazni.Ha a szilikonolajjal töltött kapilláris csövet nyomásvezetésre használják, az megakadályozhatja a nyomástávadó korrózióját, és meghosszabbíthatja a nyomástávadó élettartamát.

• Mekkora pontosságra van szüksége a távadónak:

A pontosságot a következők határozzák meg: nemlinearitás, hiszterézis, megismételhetetlenség, hőmérséklet, nulla eltolási skála és hőmérséklet.Minél nagyobb a pontosság, annál magasabb az ár.Általában a diffúz szilícium nyomástávadó pontossága 0,5 vagy 0,25, a kapacitív vagy monokristályos szilícium nyomástávadóé pedig 0,1 vagy akár 0,075.

• A távadó folyamatcsatlakozása:

Általában a nyomástávadókat csövekre vagy tartályokra szerelik fel.Természetesen ezek egy kis részét áramlásmérőkkel szerelik fel és használják.A nyomástávadóknak általában három beépítési formája létezik: menetes, karimás és bilincses.Ezért a nyomástávadó kiválasztása előtt a folyamatcsatlakozást is figyelembe kell venni.Ha menetes, meg kell határozni a menet specifikációját.A karimák esetében figyelembe kell venni a karima névleges átmérőjére vonatkozó specifikációkat.

Nyomástávadó iparági bevezetés

A világ mintegy 40 országa foglalkozik érzékelők kutatásával és gyártásával, ezek közül az Egyesült Államok, Japán és Németország a legnagyobb érzékelőteljesítményű régiók.A három ország együttesen a világ szenzorpiacának több mint 50%-át adja.

Napjainkban a nyomástávadók piaca országomban egy érett piac, magas piaci koncentrációval.A domináns pozíciót azonban az Emerson, Yokogawa, Siemens stb. által képviselt külföldi országok jelentik. A márkanevű termékek a piaci részesedés mintegy 70%-át teszik ki, és abszolút előnyt élveznek a nagy és közepes méretű mérnöki projektekben.

Ez annak köszönhető, hogy hazám korán átvette a „technológia piaca” stratégiát, amely nagymértékben érintette országom állami tulajdonú vállalatait, és egykor csődhelyzetbe került, ugyanakkor néhány gyártó képviseltette magát. a kínai magánvállalkozások, csendben jelennek meg és erősödnek.Kína jövőbeli nyomástávadó-piaca tele van új ismeretlenekkel.