Typer af tryktransmittere

Enkel selvintroduktion af tryktransmitter

Som en tryksensor, hvis output er et standardsignal, er en tryktransmitter et instrument, der accepterer en trykvariabel og konverterer den til et standardoutputsignal i forhold. Den kan konvertere de fysiske trykparametre for gas, væske osv., der registreres af vejecellesensoren, til standard elektriske signaler (såsom 4-20mADC osv.) for at levere sekundære instrumenter såsom indikationsalarmer, optagere, regulatorer osv. til måling og indikation samt procesregulering.

Klassificering af tryktransmittere

Normalt er de tryktransmittere, vi taler om, opdelt efter princippet:
Kapacitive tryktransmittere, resistive tryktransmittere, induktive tryktransmittere, halvledertryktransmittere og piezoelektriske tryktransmittere til højfrekvensmåling. Blandt dem er resistive tryktransmittere de mest anvendte. Den kapacitive tryktransmitter er Rosemounts 3051S-transmitter som en repræsentant for high-end-produkter.

Tryktransmittere kan opdeles i metal, keramik, diffust silicium, monokrystallinsk silicium, safir, sputterfilm osv. i henhold til trykfølsomme komponenter.

• Metaltryktransmitter har dårlig nøjagtighed, men har lille temperaturpåvirkning og er velegnet til områder med et bredt temperaturområde og lave nøjagtighedskrav.
• Keramiske tryksensorer har bedre nøjagtighed, men påvirkes mere af temperaturen. Keramik har også fordelen af ​​slagfasthed og korrosionsbestandighed, hvilket kan bruges inden for responsområdet.
• Diffust siliciums tryktransmissionsnøjagtighed er meget høj, og temperaturdriften er også stor, så temperaturkompensation er generelt påkrævet, før det kan bruges. Desuden kan tryk over 125 °C ikke måles, selv efter temperaturkompensation. Ved stuetemperatur er følsomhedskoefficienten for diffust silicium dog 5 gange højere end for keramik, så det anvendes generelt inden for højpræcisionsmålinger.
• Enkrystal silicium tryktransmitter er den mest præcise sensor i industriel praksis. Det er en opgraderet version af diffust silicium. Prisen er naturligvis også steget. I øjeblikket er Yokogawa i Japan repræsentanten inden for monokrystallinsk silicium tryktransmitter.
• Safirtryktransmitteren er ikke følsom over for temperaturændringer og har gode arbejdsegenskaber selv under høje temperaturforhold; safir har ekstremt stærk strålingsmodstand; ingen pn-drift; den kan fungere normalt under de værste arbejdsforhold og er pålidelig. Høj ydeevne, god nøjagtighed, minimal temperaturfejl og høj samlet omkostningseffektivitet.
• Den sputterende tyndfilmstryktransmitter indeholder ikke klæbemiddel og udviser højere langsigtet stabilitet og pålidelighed end den klæbende strain gauge-sensor; den er mindre påvirket af temperatur: når temperaturen ændres til 100 ℃, er nuldriften kun 0,5%. Dens temperaturydelse er langt bedre end diffusionssiliciumtryktransmitteren; derudover kan den komme i direkte kontakt med generelle ætsende medier.

Principper for forskellige typer tryktransmittere

• Princippet for kapacitiv tryktransmitter.

Når trykket virker direkte på målemembranens overflade, producerer membranen en lille deformation. Højpræcisionskredsløbet på målemembranen omdanner denne lille deformation til en meget lineær spænding, der er proportional med trykket og proportional med excitationsspændingssignalet, og bruger derefter en dedikeret chip til at konvertere dette spændingssignal til et industristandard 4-20mA strømsignal eller 1-5V spændingssignal.

• Princippet for diffus siliciumtryktransmitter

Trykket fra det målte medium virker direkte på sensorens membran (normalt en 316L membran), hvilket får membranen til at producere en mikroforskydning proportional med mediets tryk, hvilket ændrer sensorens modstandsværdi og detekterer den med et Wheatstone-kredsløb. Denne ændring konverterer og udsender et standardmålesignal svarende til dette tryk.

• Princip for monokrystallinsk siliciumtryktransmitter

Piezoresistive tryksensorer er konstrueret ved hjælp af den piezoresistive effekt af enkeltkrystalsilicium. Enkeltkrystalsiliciumwafer bruges som det elastiske element. Når trykket ændres, producerer enkeltkrystalsiliciumet en belastning, således at den belastningsmodstand, der diffunderes direkte på det, producerer en ændring proportional med det målte tryk, og derefter opnås det tilsvarende spændingsudgangssignal af brokredsløbet.

• Princip for keramisk tryktransmitter

Trykket virker direkte på den forreste overflade af den keramiske membran, hvilket forårsager en let deformation af membranen. Tykfilmsmodstanden er trykt på bagsiden af ​​den keramiske membran og forbundet til en Wheatstone-bro (lukket bro) på grund af varistorens piezoresistive effekt. Broen genererer et meget lineært spændingssignal, der er proportionalt med trykket og proportionalt med excitationsspændingen. Generelt anvendt til trykmåling af luftkompressorer, anvendes der mere keramik.

• Princip for tryktransmitter for strain gauge

De mest almindeligt anvendte strain gauges-tryktransmittere er metalmodstandsstrain gauges og halvleder-strain gauges. Metalmodstandsstrain gauges er en slags følsom enhed, der konverterer tøjningsændringen på prøveemnet til et elektrisk signal. Der findes to slags: trådstrain gauges og metalfolie-strain gauges. Normalt er strain gaugen tæt bundet til den mekaniske tøjningsmatrix gennem et specielt klæbemiddel. Når matrixen udsættes for en spændingsændring, deformeres modstandsstrain gaugen også, så strain gaugens modstandsværdi ændres, hvilket resulterer i, at den spænding, der påføres modstanden, ændres. Strain gauges-tryktransmittere er relativt sjældne på markedet.

• Safirtrykstransmitter

Safirtryktransmitteren bruger belastningsmodstandsprincippet, anvender højpræcisions silicium-safirfølsomme komponenter og konverterer tryksignalet til et standard elektrisk signal via et dedikeret forstærkerkredsløb.

• Sputterfilm tryktransmitter

Det trykfølsomme element til sputtering er fremstillet ved hjælp af mikroelektronikteknologi og danner en fast og stabil Wheatstone-bro på overfladen af ​​den elastiske rustfri stålmembran. Når trykket fra det målte medium påvirker den elastiske rustfri stålmembran, producerer Wheatstone-broen på den anden side et elektrisk udgangssignal, der er proportionalt med trykket. På grund af sin gode slagfasthed anvendes sputterfilm ofte i situationer med hyppige trykpåvirkninger, såsom hydraulisk udstyr.

Forholdsregler ved valg af tryktransmitter

• Valg af transmittertrykområdeværdi:

Bestem først den maksimale værdi af det målte tryk i systemet. Generelt skal du vælge en transmitter med et trykområde, der er cirka 1,5 gange større end den maksimale værdi, eller lade det normale trykområde ligge på tryktransmitteren. 1/3~2/3 af det normale område er også en almindelig metode.

• Hvilken slags trykmedium:

Viskøse væsker og mudder vil blokere trykportene. Opløsningsmidler eller ætsende stoffer vil ødelægge materialerne i transmitteren, der er i direkte kontakt med disse medier.
Materialet i den generelle tryktransmitter, der er i kontakt med mediet, er rustfrit stål 316. Hvis mediet ikke er korrosivt over for rustfrit stål 316, er stort set alle tryktransmittere egnede til måling af mediets tryk;
Hvis mediet er korrosivt for 316 rustfrit stål, bør der anvendes en kemisk tætning, og der bør anvendes indirekte måling. Hvis et kapillarrør fyldt med silikoneolie bruges til at styre trykket, kan det forhindre korrosion på tryktransmitteren og forlænge tryktransmitterens levetid.

• Hvor meget nøjagtighed senderen skal bruge:

Nøjagtigheden bestemmes af: ikke-linearitet, hysterese, ikke-repeterbarhed, temperatur, nulforskydningsskala og temperatur. Jo højere nøjagtighed, desto højere pris. Generelt er nøjagtigheden af ​​den diffuse siliciumtryktransmitter 0,5 eller 0,25, og den kapacitive eller monokrystallinske siliciumtryktransmitter har en nøjagtighed på 0,1 eller endda 0,075.

• Procestilslutning af transmitter:

Generelt installeres tryktransmittere på rør eller tanke. Selvfølgelig installeres og anvendes en lille del af dem sammen med flowmålere. Der er normalt tre installationsformer for tryktransmittere: gevind, flange og klemme. Derfor skal procesforbindelsen også overvejes, før tryktransmitteren vælges. Hvis den er gevindskåret, er det nødvendigt at bestemme gevindspecifikationen. For flanger er det nødvendigt at overveje flangespecifikationerne for den nominelle diameter.

Introduktion til tryktransmitterindustrien

Omkring 40 lande verden over er involveret i forskning og produktion af sensorer, hvoraf USA, Japan og Tyskland er de regioner med den største sensorproduktion. De tre lande tegner sig tilsammen for mere end 50% af verdens sensormarked.

I dag er markedet for tryktransmittere i mit land et modent marked med høj markedskoncentration. Den dominerende position er dog udlandet, repræsenteret af Emerson, Yokogawa, Siemens osv. Mærkevarer tegner sig for omkring 70% af markedsandelen og har en absolut fordel i store og mellemstore ingeniørprojekter.

Dette skyldes følgerne af mit lands tidlige implementering af "markedet for teknologi"-strategien, som ramte mit lands statsejede virksomheder hårdt og engang var i en fiaskotilstand, men samtidig dukker nogle producenter, repræsenteret af Kinas private virksomheder, stille og roligt op og vokser sig stærkere. Kinas fremtidige marked for tryktransmittere er fyldt med nye ukendte faktorer.