Vrste oddajnikov tlaka

Enostavna samouvedba tlačnega oddajnika

Kot tlačni senzor, katerega izhod je standardni signal, je tlačni oddajnik instrument, ki sprejme spremenljivko tlaka in jo v sorazmerju pretvori v standardni izhodni signal.Lahko pretvori fizične parametre tlaka plina, tekočine itd., ki jih čuti senzor merilne celice, v standardne električne signale (kot je 4-20 mADC itd.), da zagotovi sekundarne instrumente, kot so alarmi za prikazovanje, snemalniki, regulatorji itd. merjenje in indikacija ter regulacija procesa.

Razvrstitev oddajnikov tlaka

Običajno so oddajniki tlaka, o katerih govorimo, razdeljeni po načelu:
Kapacitivni oddajniki tlaka, uporovni tlačni oddajniki, induktivni tlačni oddajniki, polprevodniški tlačni oddajniki in piezoelektrični oddajniki tlaka za visokofrekvenčno merjenje.Med njimi so najbolj uporabljeni uporovni tlačni oddajniki.Kapacitivni tlačni oddajnik predstavlja Rosemountov oddajnik 3051S kot predstavnika vrhunskih izdelkov.

Oddajnike tlaka lahko razdelimo na kovinske, keramične, razpršeni silicij, monokristalni silicij, safir, razpršeno folijo itd. glede na komponente, občutljive na pritisk.

• Kovinski tlačni oddajnik ima slabo natančnost, vendar ima majhen temperaturni vpliv in je primeren za območja s širokim temperaturnim razponom in nizkimi zahtevami po natančnosti.
• Keramični tlačni senzorji imajo boljšo natančnost, vendar nanje bolj vpliva temperatura.Keramika ima tudi prednost odpornosti na udarce in korozijo, ki se lahko uporablja na področju odziva.
• Natančnost prenosa tlaka razpršenega silicija je zelo visoka, temperaturni premik pa je tudi velik, zato je pred uporabo običajno potrebna temperaturna kompenzacija.Poleg tega tudi po temperaturni kompenzaciji tlaka nad 125°C ni mogoče izmeriti.Vendar pa je pri sobni temperaturi koeficient občutljivosti razpršenega silicija 5-krat večji od keramike, zato se na splošno uporablja na področju visoko natančnih meritev.
• Enokristalni silicijev tlačni oddajnik je najbolj natančen senzor v industrijski praksi.Je nadgrajena različica razpršenega silicija.Seveda se dvigne tudi cena.Trenutno je Yokogawa iz Japonske zastopnik na področju tlaka monokristalnega silicija.
• Safirni tlačni oddajnik ni občutljiv na temperaturne spremembe in ima dobre delovne lastnosti tudi pri visokih temperaturnih pogojih;safir ima izjemno močno odpornost na sevanje;brez pn zanosa;lahko deluje normalno v najslabših delovnih pogojih in je zanesljiv Visoka zmogljivost, dobra natančnost, minimalna temperaturna napaka in visoka skupna stroškovna učinkovitost.
• Tankoplastni tlačni oddajnik za brizganje ne vsebuje lepila in kaže večjo dolgoročno stabilnost in zanesljivost kot lepljivi senzor napetosti;nanj manj vpliva temperatura: ko se temperatura spremeni za 100 ℃, je premik ničle le 0,5%.Njegov temperaturni učinek je veliko boljši od senzorja tlaka difuzijskega silicija;poleg tega lahko neposredno pride v stik s splošnimi jedkimi mediji.

Načela različnih tipov tlačnih oddajnikov

• Načelo kapacitivnega oddajnika tlaka.

Ko tlak neposredno deluje na površino merilne membrane, membrana povzroči majhno deformacijo.Visoko natančno vezje na merilni membrani pretvori to majhno deformacijo v visoko linearno napetost, sorazmerno s tlakom in sorazmerno z vzbujevalno napetostjo.Signal in nato uporabite namenski čip za pretvorbo tega napetostnega signala v industrijski standardni tokovni signal 4-20 mA ali napetostni signal 1-5 V.

• Načelo razpršenega silicijevega tlačnega oddajnika

Tlak izmerjenega medija neposredno deluje na membrano senzorja (običajno membrana 316L), kar povzroči, da membrana ustvari mikro premik, sorazmeren s tlakom medija, spremeni vrednost upora senzorja in ga zazna z Wheatstoneovo vezje Ta sprememba ter pretvorba in oddaja standardnega merilnega signala, ki ustreza temu tlaku.

• Princip monokristalnega silicijevega tlačnega oddajnika

Piezorezistivni senzorji tlaka so izdelani z uporabo piezorezitivnega učinka monokristalnega silicija.Kot elastični element se uporablja monokristalna silicijeva rezina.Ko se tlak spremeni, monokristalni silicij povzroči deformacijo, tako da deformacijska upornost, ki je neposredno razpršena na njem, povzroči spremembo, sorazmerno izmerjenemu tlaku, nato pa se ustrezen napetostni izhodni signal pridobi z mostnim vezjem.

• Načelo keramičnega oddajnika tlaka

Tlak neposredno deluje na sprednjo površino keramične membrane, kar povzroči rahlo deformacijo membrane.Debel filmski upor je natisnjen na zadnji strani keramične membrane in povezan z Wheatstoneovim mostom (zaprt most) zaradi piezorezitivnega učinka varistorja. Most ustvarja visoko linearen napetostni signal, sorazmeren s tlakom in sorazmeren z vzbujevalno napetostjo. .Na splošno se uporablja za merjenje tlaka zračnih kompresorjev, uporablja se več keramike.

• Načelo oddajnika tlaka manometra

Najpogosteje uporabljeni oddajniki tlaka z manometri so kovinski uporni merilniki napetosti in polprevodniški merilniki napetosti.Kovinski uporni merilnik napetosti je neke vrste občutljiva naprava, ki pretvori spremembo deformacije na preskušancu v električni signal.Obstajata dve vrsti merilnika napetosti žice in merilnika napetosti iz kovinske folije.Običajno je merilnik napetosti tesno pritrjen na mehansko deformacijsko matriko s posebnim lepilom.Ko je matrika izpostavljena spremembi napetosti, se uporni merilnik deformacije tudi deformira, tako da se vrednost upora merilnika napetosti spremeni, tako da se spremeni napetost, ki se uporablja na uporu.Tlačni transmiterji z manometri so na trgu razmeroma redki.

• Oddajnik tlaka iz safirja

Oddajnik tlaka iz safirja uporablja načelo delovanja odpornosti proti obremenitvam, uporablja visoko natančne komponente, občutljive na silicij-safir, in pretvarja signal tlaka v standardni električni signal prek namenskega ojačevalnika.

• Prenosnik tlaka za brizganje filma

Element, občutljiv na brizganje, je izdelan s tehnologijo mikroelektronike, ki tvori trden in stabilen Wheatstoneov most na površini elastične membrane iz nerjavnega jekla.Ko tlak merjenega medija deluje na elastično membrano iz nerjavnega jekla, Wheatstonov most na drugi strani proizvaja električni izhodni signal, sorazmeren s tlakom.Zaradi dobre odpornosti na udarce se razpršene folije pogosto uporabljajo v primerih s pogostimi pritiski, kot je hidravlična oprema.

Varnostni ukrepi pri izbiri oddajnika tlaka

• Izbira vrednosti razpona tlaka oddajnika:

Najprej določite največjo vrednost izmerjenega tlaka v sistemu.Na splošno morate izbrati oddajnik z območjem tlaka, ki je približno 1,5-krat večji od največje vrednosti, ali pa pustite, da normalno območje tlaka pade na tlačni oddajnik.1/3 ~ 2/3 normalnega obsega je tudi pogosta metoda.

• Kakšen tlačni medij:

Viskozne tekočine in blato bodo blokirale tlačne odprtine.Ali bodo topila ali korozivne snovi uničile materiale v oddajniku, ki so v neposrednem stiku s temi mediji.
Material splošnega tlačnega oddajnika, ki je v stiku z medijem, je nerjaveče jeklo 316.Če medij ni koroziven za nerjaveče jeklo 316, potem so v bistvu vsi tlačni oddajniki primerni za merjenje tlaka medija;
Če je medij jedko za nerjavno jeklo 316, je treba uporabiti kemično tesnilo in uporabiti posredno merjenje.Če se za vodenje tlaka uporablja kapilarna cev, napolnjena s silikonskim oljem, lahko prepreči korozijo tlačnega oddajnika in podaljša življenjsko dobo tlačnega oddajnika.

• Koliko natančnosti potrebuje oddajnik:

Natančnost določajo: nelinearnost, histereza, neponovljivost, temperatura, ničelna lestvica odmika in temperatura.Večja kot je natančnost, višja je cena.Na splošno je natančnost oddajnika tlaka razpršenega silicija 0,5 ali 0,25, kapacitivni ali monokristalni silicijev tlačni oddajnik pa ima natančnost 0,1 ali celo 0,075.

• Procesna povezava oddajnika:

Na splošno so tlačni oddajniki nameščeni na ceveh ali rezervoarjih.Seveda je majhen del njih nameščen in uporabljen z merilniki pretoka.Običajno obstajajo tri oblike namestitve tlačnih oddajnikov: navoj, prirobnica in objemka.Zato je treba pred izbiro tlačnega oddajnika upoštevati tudi procesno povezavo.Če je navoj, je treba določiti specifikacijo navoja.Pri prirobnicah je treba upoštevati specifikacije prirobnic nazivnega premera.

Uvod v industrijo tlačnih oddajnikov

Približno 40 držav po svetu se ukvarja z raziskavami in proizvodnjo senzorjev, od tega so ZDA, Japonska in Nemčija regije z največjo proizvodnjo senzorjev.Vse tri države skupaj predstavljajo več kot 50 % svetovnega trga senzorjev.

Dandanes je trg tlačnih oddajnikov v moji državi zrel trg z visoko koncentracijo trga.Prevladujoč položaj pa imajo tuje države, ki jih zastopajo Emerson, Yokogawa, Siemens itd. Izdelki blagovnih znamk predstavljajo približno 70 % tržnega deleža in imajo absolutno prednost pri velikih in srednje velikih inženirskih projektih.

To je posledica posledic zgodnjega sprejetja strategije »tehnološkega trga« v moji državi, ki je močno prizadela državna podjetja v moji državi in ​​je bila nekoč v propadu, hkrati pa so nekateri proizvajalci zastopali Kitajska zasebna podjetja se tiho pojavljajo in postajajo močnejša.Prihodnji kitajski trg tlačnih oddajnikov je poln novih neznank.