Қысым таратқыштардың түрлері

Қысым таратқышты қарапайым өздігінен енгізу

Шығуы стандартты сигнал болып табылатын қысым сенсоры ретінде қысым таратқышы қысым айнымалысын қабылдайтын және оны пропорционалды стандартты шығыс сигналына түрлендіретін құрал болып табылады.Ол жүк ұяшығы сенсоры сезетін газдың, сұйықтықтың және т.б. физикалық қысым параметрлерін стандартты электрлік сигналдарға (мысалы, 4-20mADC және т.б.) түрлендіре алады, мысалы, индикаторлар, жазу құрылғылары, реттегіштер және т.б. өлшеу және индикация және процесті реттеу.

Қысым таратқыштардың классификациясы

Әдетте біз айтатын қысым таратқыштары принцип бойынша бөлінеді:
Жоғары жиілікті өлшеуге арналған сыйымдылық қысымды таратқыштар, резистивті қысымды таратқыштар, индуктивті қысымды таратқыштар, жартылай өткізгіш қысымды таратқыштар және пьезоэлектрлік қысымды таратқыштар.Олардың ішінде резистивті қысымды таратқыштар ең көп қолданылады.Сыйымдылық қысымды таратқыш Rosemount компаниясының 3051S таратқышын жоғары сапалы өнімдердің өкілі ретінде қабылдайды.

Қысымға сезімтал компоненттері бойынша қысым таратқыштарды металл, керамикалық, диффузиялық кремний, монокристалды кремний, сапфир, шашыратқыш пленка және т.б.

• Металл қысымды таратқыштың дәлдігі нашар, бірақ температураға аз әсер етеді және температура диапазоны кең және дәлдік талаптары төмен аймақтарға жарамды.
• Керамикалық қысым датчиктері жақсырақ дәлдікке ие, бірақ температураға көбірек әсер етеді.Керамика сонымен қатар әсер ету саласында қолдануға болатын соққыға төзімділік пен коррозияға төзімділіктің артықшылығына ие.
• Диффузиялық кремнийдің қысымды беру дәлдігі өте жоғары және температураның ауытқуы да үлкен, сондықтан оны қолданар алдында әдетте температураны өтеу қажет.Сонымен қатар, температураны өтегеннен кейін де 125 ° C жоғары қысымды өлшеу мүмкін емес.Дегенмен, бөлме температурасында диффузиялық кремнийдің сезімталдық коэффициенті керамикадан 5 есе көп, сондықтан ол әдетте жоғары дәлдіктегі өлшеу саласында қолданылады.
• Бір кристалды кремний қысым таратқышы өнеркәсіптік тәжірибедегі ең дәл сенсор болып табылады.Бұл диффузиялық кремнийдің жаңартылған нұсқасы.Әрине, баға да көтеріледі.Қазіргі уақытта жапондық Йокогава монокристалды кремний қысымы саласындағы өкіл болып табылады.
• Сапфир қысым таратқышы температураның өзгеруіне сезімтал емес, тіпті жоғары температура жағдайында да жақсы жұмыс сипаттамаларына ие;сапфир өте күшті радиациялық төзімділікке ие;pn дрейфі жоқ;ол ең нашар жұмыс жағдайында қалыпты жұмыс істей алады және сенімді. Жоғары өнімділік, жақсы дәлдік, минималды температура қателігі және жалпы құны жоғары өнімділік.
• Шашырататын жұқа пленка қысым таратқышында ешқандай желім жоқ және ол жабысқақ тензометр сенсорына қарағанда жоғары ұзақ мерзімді тұрақтылық пен сенімділікті көрсетеді;оған температура аз әсер етеді: температура 100 ℃ өзгергенде, нөлдік дрейф тек 0,5% құрайды.Оның температуралық өнімділігі диффузиялық кремний қысымының сенсорынан әлдеқайда жоғары;сонымен қатар ол жалпы коррозиялық ортамен тікелей байланыса алады.

Әртүрлі типтегі қысымды таратқыштардың жұмыс істеу принциптері

• Сыйымдылық қысымды таратқыштың принципі.

Қысым өлшеу диафрагмасының бетіне тікелей әсер еткенде, диафрагма шағын деформацияны тудырады.Өлшеу диафрагмасындағы жоғары дәлдіктегі схема осы шағын деформацияны қысымға пропорционал және қоздыру кернеуіне пропорционал жоғары сызықты кернеуге айналдырады.Сигнал, содан кейін осы кернеу сигналын салалық стандартты 4-20мА ток сигналына немесе 1-5В кернеу сигналына түрлендіру үшін арнайы чипті пайдаланыңыз.

• Диффузиялық кремний қысымды таратқыштың принципі

Өлшенетін ортаның қысымы датчиктің диафрагмасына (әдетте 316 л диафрагма) тікелей әсер етеді, бұл диафрагманың орта қысымына пропорционалды микро ығысуын тудырады, сенсордың кедергі мәнін өзгертеді және оны датчик арқылы анықтайды. Wheatstone схемасы Бұл өзгереді және осы қысымға сәйкес стандартты өлшеу сигналын түрлендіреді және шығарады.

• Монокристалды кремний қысымды таратқыштың принципі

Пьезорезистивті қысым датчиктері монокристалды кремнийдің пьезорезистивті әсерін қолдану арқылы құрастырылады.Серпімді элемент ретінде монокристалды кремний пластинасы қолданылады.Қысым өзгерген кезде монокристалды кремний деформацияны тудырады, сондықтан оған тікелей диффузиялық деформацияға қарсылық өлшенген қысымға пропорционалды өзгеріс тудырады, содан кейін көпір тізбегі арқылы сәйкес кернеу шығыс сигналы алынады.

• Керамикалық қысымды таратқыштың жұмыс істеу принципі

Қысым керамикалық диафрагманың алдыңғы бетіне тікелей әсер етіп, диафрагманың шамалы деформациясын тудырады.Қалың пленка резистор керамикалық диафрагманың артқы жағында басып шығарылады және варистордың пьезорезистивті әсеріне байланысты Уитстон көпіріне (жабық көпір) қосылады , Көпір қысымға пропорционал және қоздыру кернеуіне пропорционал жоғары сызықтық кернеу сигналын жасайды. .Әдетте ауа компрессорларының қысымын өлшеу үшін қолданылады, керамика көбірек қолданылады.

• Тензоометрдің қысымды таратқышының жұмыс істеу принципі

Ең жиі қолданылатын тензометрлік қысымды таратқыштар металл кедергісі мен жартылай өткізгіш тензорометрлер болып табылады.Металл қарсылық тензоометрі сынақ бөлігіндегі деформацияның өзгеруін электрлік сигналға түрлендіретін сезімтал құрылғының бір түрі болып табылады.Сым тензометрдің және металл фольга тензометрдің екі түрі бар.Әдетте тензоометр арнайы желім арқылы механикалық деформациялық матрицаға тығыз бекітіледі.Матрица кернеудің өзгеруіне ұшыраған кезде, кедергі тензометрі де деформацияланады, осылайша тензометрдің кедергі мәні өзгереді, осылайша резисторға қолданылатын кернеу өзгереді.Тез-өлшегіш қысым таратқыштары нарықта салыстырмалы түрде сирек кездеседі.

• Сапфир қысымды таратқыш

Сапфир қысым таратқышы деформацияға төзімділік жұмыс принципін пайдаланады, жоғары дәлдіктегі кремний-сафирге сезімтал компоненттерді қабылдайды және арнайы күшейткіш тізбегі арқылы қысым сигналын стандартты электрлік сигналға түрлендіреді.

• Шашыратушы пленка қысымын таратқыш

Шашырату қысымына сезімтал элемент серпімді тот баспайтын болаттан жасалған диафрагманың бетінде берік және тұрақты Wheatstone көпірін құрайтын микроэлектроника технологиясы бойынша жасалған.Өлшенетін ортаның қысымы серпімді тот баспайтын болаттан жасалған диафрагмаға әсер еткенде, екінші жағындағы Wheatstone көпірі қысымға пропорционалды электрлік шығыс сигналын шығарады.Соққыға төзімділігі жақсы болғандықтан, шашыраған пленкалар жиі гидравликалық жабдық сияқты қысымға жиі әсер ететін жағдайларда қолданылады.

Қысым таратқышты таңдау сақтық шаралары

• Таратқыш қысым диапазонының мәнін таңдау:

Алдымен жүйедегі өлшенетін қысымның максималды мәнін анықтаңыз.Жалпы айтқанда, максималды мәннен шамамен 1,5 есе үлкен қысым диапазоны бар таратқышты таңдау керек немесе қысым таратқышқа қалыпты қысым диапазоны түсуіне мүмкіндік беру керек.Қалыпты диапазонның 1/3 ~ 2/3 бөлігі де кең таралған әдіс болып табылады.

• Қандай қысым ортасы:

Тұтқыр сұйықтықтар мен балшықтар қысым порттарын бітеп тастайды.Еріткіштер немесе коррозиялық заттар таратқыштағы осы ортамен тікелей байланыста болатын материалдарды бұзады ма.
Ортамен байланысатын жалпы қысым таратқыштың материалы 316 баспайтын болаттан жасалған.Егер орта 316 баспайтын болаттан коррозияға ұшырамаса, онда негізінен барлық қысым таратқыштар ортаның қысымын өлшеуге жарамды;
Егер орта 316 тот баспайтын болаттан коррозияға ұшыраса, химиялық тығыздағышты пайдалану керек және жанама өлшеуді қолдану керек.Силикон майымен толтырылған капиллярлық түтік қысымды бағыттау үшін пайдаланылса, ол қысым таратқышты коррозиядан сақтайды және қысым таратқыштың қызмет ету мерзімін ұзартады.

• Таратқышқа қаншалықты дәлдік қажет:

Дәлдік анықталады: сызықтық емес, гистерезис, қайталанбау, температура, нөлдік ығысу шкаласы және температура.Дәлдік неғұрлым жоғары болса, соғұрлым баға жоғары болады.Жалпы алғанда, диффузиялық кремний қысымын таратқыштың дәлдігі 0,5 немесе 0,25, ал сыйымдылық немесе монокристалды кремний қысымды таратқыштың дәлдігі 0,1 немесе тіпті 0,075.

• Таратқышты қосу процесі:

Әдетте қысымды таратқыштар құбырларға немесе резервуарларға орнатылады.Әрине, олардың шағын бөлігі шығын өлшегіштерімен орнатылып, пайдаланылады.Қысым таратқыштардың әдетте үш орнату формасы бар: жіп, фланец және қысқыш.Сондықтан қысым таратқышты таңдамас бұрын, технологиялық қосылымды да ескеру қажет.Егер ол бұрандалы болса, онда жіптің сипаттамасын анықтау қажет.Фланецтер үшін номиналды диаметрдің фланецтік сипаттамаларын ескеру қажет.

Қысым таратқыштар саласын енгізу

Дүние жүзіндегі 40-қа жуық ел сенсорларды зерттеумен және өндірумен айналысады, олардың ішінде АҚШ, Жапония және Германия сенсордың ең көп шығарылатын аймақтары болып табылады.Үш ел қосылып әлемдік сенсорлар нарығының 50%-дан астамын құрайды.

Қазіргі уақытта менің елімдегі қысым таратқыштар нарығы нарықтың шоғырлануы жоғары жетілген нарық болып табылады.Дегенмен, басым позиция Emerson, Yokogawa, Siemens және т.б. өкілдік ететін шет елдер болып табылады. Брендтік өнімдер нарықтың шамамен 70% құрайды және ірі және орта инженерлік жобаларда абсолютті артықшылыққа ие.

Бұл менің елімнің «технологиялар нарығы» стратегиясын ертерек қабылдауының салдарымен байланысты, бұл менің елімнің мемлекеттік кәсіпорындарына қатты әсер етті және бір кездері сәтсіздікке ұшырады, бірақ сонымен бірге кейбір өндірушілер Қытайдың жеке кәсіпорындары тыныш көрініп, күшейеді.Қытайдың болашақ қысым таратқыштар нарығы жаңа белгісіздерге толы.