Typer trykktransmittere

Enkel selvinnføring av trykktransmitter

Som en trykksensor med et standardsignal som utgang, er en trykktransmitter et instrument som aksepterer en trykkvariabel og konverterer den til et standardutgangssignal i proporsjon. Den kan konvertere de fysiske trykkparametrene for gass, væske osv. som registreres av lastcellesensoren til standard elektriske signaler (som 4-20mADC osv.) for å gi sekundære instrumenter som indikasjonsalarmer, opptakere, regulatorer osv. for måling og indikasjon og prosessregulering.

Klassifiseringen av trykktransmittere

Vanligvis er trykktransmitterne vi snakker om delt inn i henhold til prinsippet:
Kapasitive trykktransmittere, resistive trykktransmittere, induktive trykktransmittere, halvledertrykktransmittere og piezoelektriske trykktransmittere for høyfrekvent måling. Blant dem er resistive trykktransmittere de mest brukte. Den kapasitive trykktransmitteren tar Rosemounts 3051S-transmitter som en representant for high-end-produkter.

Trykktransmittere kan deles inn i metall, keramikk, diffust silisium, monokrystallinsk silisium, safir, sputterfilm, etc. i henhold til trykkfølsomme komponenter.

• Metalltrykkstransmitter har dårlig nøyaktighet, men har liten temperaturpåvirkning, og er egnet for områder med et bredt temperaturområde og lave nøyaktighetskrav.
• Keramiske trykksensorer har bedre nøyaktighet, men påvirkes mer av temperatur. Keramikk har også fordelen med slagfasthet og korrosjonsbestandighet, som kan brukes innen respons.
• Trykkoverføringsnøyaktigheten til diffust silisium er svært høy, og temperaturavviket er også stort, så temperaturkompensasjon er vanligvis nødvendig før det kan brukes. Dessuten kan ikke trykket over 125 °C måles selv etter temperaturkompensasjon. Ved romtemperatur er imidlertid følsomhetskoeffisienten til diffust silisium 5 ganger høyere enn for keramikk, så det brukes vanligvis innen høypresisjonsmåling.
• Enkrystall silisiumtrykktransmitter er den mest nøyaktige sensoren i industriell praksis. Det er en oppgradert versjon av diffust silisium. Prisen har selvfølgelig også økt. For tiden er Yokogawa i Japan representanten innen feltet for monokrystallinsk silisiumtrykktransmitter.
• Safirtrykksenderen er ikke følsom for temperaturendringer og har gode arbeidsegenskaper selv under høye temperaturforhold. Safir har ekstremt sterk strålingsmotstand, ingen pn-avdrift, den kan fungere normalt under de verste arbeidsforholdene og er pålitelig. Høy ytelse, god nøyaktighet, minimal temperaturfeil og høy total kostnadsytelse.
• Den sputterende tynnfilmstrykktransmitteren inneholder ikke noe lim, og den viser høyere langsiktig stabilitet og pålitelighet enn den klebrige strekkmåleren; den påvirkes mindre av temperatur: når temperaturen endres 100 ℃, er nulldriften bare 0,5 %. Temperaturytelsen er langt bedre enn diffusjonssilisiumtrykksensoren; i tillegg kan den komme i direkte kontakt med generelle korrosive medier.

Prinsipper for ulike typer trykktransmittere

• Prinsippet for kapasitiv trykktransmitter.

Når trykket virker direkte på overflaten av målemembranen, produserer membranen en liten deformasjon. Høypresisjonskretsen på målemembranen transformerer denne lille deformasjonen til en svært lineær spenning proporsjonal med trykket og proporsjonal med eksitasjonsspenningssignalet, og bruker deretter en dedikert brikke til å konvertere dette spenningssignalet til et industristandard 4-20mA strømsignal eller 1-5V spenningssignal.

• Prinsippet for diffus silisiumtrykksender

Trykket fra det målte mediet virker direkte på membranen til sensoren (vanligvis en 316L-membran), noe som får membranen til å produsere en mikroforskyvning proporsjonal med mediets trykk, endre motstandsverdien til sensoren og detektere den med en Wheatstone-krets. Denne endringen konverterer og sender ut et standard målesignal som tilsvarer dette trykket.

• Prinsipp for monokrystallinsk silisiumtrykksender

Piezoresistive trykksensorer er konstruert ved hjelp av den piezoresistive effekten av enkrystallsilisium. Enkrystallsilisiumwafer brukes som elastisk element. Når trykket endres, produserer enkrystallsilisiumet tøyning, slik at tøyningsmotstanden som diffunderer direkte på den produserer en endring proporsjonal med det målte trykket, og deretter oppnås det tilsvarende spenningsutgangssignalet av brokretsen.

• Prinsipp for keramisk trykktransmitter

Trykket virker direkte på den fremre overflaten av den keramiske membranen, noe som forårsaker en liten deformasjon av membranen. Tykkfilmmotstanden er trykt på baksiden av den keramiske membranen og koblet til en Wheatstone-bro (lukket bro) på grunn av varistorens piezoresistive effekt. Broen genererer et svært lineært spenningssignal proporsjonalt med trykket og proporsjonalt med eksitasjonsspenningen. Vanligvis brukt til trykkmåling av luftkompressorer, men det brukes mer keramikk.

• Prinsipp for trykktransmitter for strekkmålere

De mest brukte trykktransmitterne for strekkmålere er strekkmålere av metallmotstand og strekkmålere av halvledertypen. En strekkmåler av metallmotstand er en type følsom enhet som konverterer tøyningsendringen på teststykket til et elektrisk signal. Det finnes to typer strekkmålere av tråd og en strekkmåler av metallfolie. Vanligvis er strekkmåleren tett bundet til den mekaniske tøyningsmatrisen gjennom et spesielt lim. Når matrisen utsettes for en spenningsendring, deformeres også motstandsstrekkmåleren, slik at motstandsverdien til strekkmåleren endres, slik at spenningen som påføres motstanden endres. Trykktransmittere for strekkmålere er relativt sjeldne på markedet.

• Safirtrykkstransmitter

Safirtrykksenderen bruker tøyningsmotstandsprinsippet, tar i bruk høypresisjons silisium-safirfølsomme komponenter og konverterer trykksignalet til et standard elektrisk signal gjennom en dedikert forsterkerkrets.

• Trykksender for sputterfilm

Det trykkfølsomme elementet for sputtering er produsert ved hjelp av mikroelektronikkteknologi, og danner en fast og stabil Wheatstone-bro på overflaten av den elastiske membranen i rustfritt stål. Når trykket fra det målte mediet virker på den elastiske membranen i rustfritt stål, produserer Wheatstone-broen på den andre siden et elektrisk utgangssignal proporsjonalt med trykket. På grunn av sin gode slagfasthet brukes sputterfilmer ofte i tilfeller med hyppige trykkpåvirkninger, for eksempel i hydraulisk utstyr.

Forholdsregler for valg av trykktransmitter

• Valg av trykkområdeverdi for transmitteren:

Bestem først den maksimale verdien av det målte trykket i systemet. Generelt sett må du velge en transmitter med et trykkområde som er omtrent 1,5 ganger større enn den maksimale verdien, eller la det normale trykkområdet falle på trykktransmitteren. 1/3~2/3 av det normale området er også en vanlig metode.

• Hva slags trykkmedium:

Viskøse væsker og slam vil blokkere trykkportene. Løsemidler eller etsende stoffer vil ødelegge materialene i transmitteren som er i direkte kontakt med disse mediene.
Materialet i den generelle trykktransmitteren som er i kontakt med mediet er rustfritt stål 316. Hvis mediet ikke er korrosivt for rustfritt stål 316, er i utgangspunktet alle trykktransmittere egnet for å måle mediets trykk;
Hvis mediet er korrosivt for 316 rustfritt stål, bør en kjemisk tetning brukes, og indirekte måling bør brukes. Hvis kapillarrøret fylt med silikonolje brukes til å styre trykket, kan det forhindre korrosjon på trykktransmitteren og forlenge levetiden til trykktransmitteren.

• Hvor mye nøyaktighet senderen trenger:

Nøyaktigheten bestemmes av: ikke-linearitet, hysterese, ikke-repeterbarhet, temperatur, nullforskyvningsskala og temperatur. Jo høyere nøyaktighet, desto høyere pris. Generelt er nøyaktigheten til den diffuse silisiumtrykktransmitteren 0,5 eller 0,25, og den kapasitive eller monokrystallinske silisiumtrykktransmitteren har en nøyaktighet på 0,1 eller til og med 0,075.

• Prosesstilkobling av transmitter:

Vanligvis installeres trykktransmittere på rør eller tanker. Selvfølgelig installeres og brukes en liten del av dem med strømningsmålere. Det finnes vanligvis tre installasjonsformer for trykktransmittere: gjenger, flenser og klemme. Derfor må prosesstilkoblingen også vurderes før du velger trykktransmitter. Hvis den er gjenget, er det nødvendig å bestemme gjengespesifikasjonen. For flenser er det nødvendig å vurdere flensspesifikasjonene for den nominelle diameteren.

Introduksjon til trykktransmitterindustrien

Rundt 40 land rundt om i verden driver med forskning og produksjon av sensorer, hvorav USA, Japan og Tyskland er regionene med størst sensorproduksjon. De tre landene står til sammen for mer enn 50 % av verdens sensormarked.

I dag er markedet for trykktransmittere i landet mitt et modent marked med høy markedskonsentrasjon. Den dominerende posisjonen er imidlertid utenlandske land representert av Emerson, Yokogawa, Siemens, osv. Merkevarer står for omtrent 70 % av markedsandelen og har en absolutt fordel i store og mellomstore ingeniørprosjekter.

Dette skyldes konsekvensene av landets tidlige implementering av «markedet for teknologi»-strategien, som rammet landets statseide foretak hardt og en gang var i en tilstand av fiasko, men samtidig dukker noen produsenter, representert av Kinas private foretak, stille opp og vokser seg sterkere. Kinas fremtidige marked for trykktransmittere er fullt av nye ukjente faktorer.