Guida definitiva alla selezione di un trasmettitore di pressione al silicio diffuso
Consulenza specialistica per applicazioni di misurazione industriale
Panoramica
I trasmettitori di pressione sono classificati in base alle tecnologie di rilevamento, tra cui silicio diffuso, ceramico, capacitivo e silicio monocristallino. Tra queste, i trasmettitori di pressione in silicio diffuso sono i più ampiamente adottati in tutti i settori industriali. Noti per le loro prestazioni robuste, affidabilità e convenienza, sono ideali per il monitoraggio e il controllo della pressione nei settori petrolifero e del gas, della lavorazione chimica, della produzione di acciaio, della produzione di energia, dell'ingegneria ambientale e altro ancora.
Questi trasmettitori supportano misurazioni di pressione relativa, assoluta e negativa, anche in condizioni corrosive, ad alta pressione o pericolose.
Ma come si è sviluppata questa tecnologia e quali fattori bisogna considerare per scegliere il modello giusto?
Origini della tecnologia del silicio diffuso
Negli anni '90, NovaSensor (USA) ha introdotto una nuova generazione di sensori al silicio diffusi utilizzando tecnologie avanzate di microlavorazione e di legame al silicio.
Il principio è semplice ma efficace: la pressione di processo viene isolata da un diaframma e trasferita, attraverso un fluido siliconico sigillato, a una membrana di silicio sensibile. Sul lato opposto, la pressione atmosferica viene applicata come riferimento. Questa differenza provoca la deformazione della membrana: un lato si allunga, l'altro si comprime. Gli estensimetri integrati rilevano questa deformazione, convertendola in un segnale elettrico preciso.
8 parametri chiave per la selezione di un trasmettitore di pressione al silicio diffuso
1. Caratteristiche medie
La natura chimica e fisica del fluido di processo ha un impatto diretto sulla compatibilità del sensore.
Adatto:Gas, oli, liquidi puliti: in genere vengono gestiti con sensori standard in acciaio inossidabile 316L.
Non adatto:Sostanze altamente corrosive, viscose o cristallizzanti: potrebbero ostruire o danneggiare il sensore.
Raccomandazioni:
- Fluidi viscosi/cristallizzanti (ad esempio fanghi, sciroppi): utilizzare trasmettitori a membrana di lavaggio per evitare intasamenti.
- Applicazioni igieniche (ad esempio, alimentare, farmaceutica): selezionare modelli con membrana a filo Tri-Clamp (≤4 MPa per un montaggio sicuro).
- Supporti pesanti (ad esempio fango, bitume): utilizzare membrane a filo senza cavità, con una pressione di esercizio minima di ~2 MPa.
⚠️ Attenzione: non toccare o graffiare il diaframma del sensore: è estremamente delicato.
2. Intervallo di pressione
Intervallo di misura standard: da –0,1 MPa a 60 MPa.
Per motivi di sicurezza e precisione, scegliere sempre un trasmettitore con una pressione nominale leggermente superiore alla massima pressione di esercizio.
Riferimento unità di pressione:
1 MPa = 10 bar = 1000 kPa = 145 psi = 760 mmHg ≈ 100 metri di colonna d'acqua
Pressione relativa vs. pressione assoluta:
- Pressione relativa: riferita alla pressione atmosferica ambiente.
- Pressione assoluta: riferita al vuoto perfetto.
Nota: nelle regioni ad alta quota, utilizzare trasmettitori di misura ventilati (con tubi di sfiato) per compensare la pressione atmosferica locale quando la precisione è importante (
3. Compatibilità della temperatura
Intervallo di funzionamento tipico: da –20°C a +80°C.
Per i supporti ad alta temperatura (fino a 300°C), considerare:
- Alette di raffreddamento o dissipatori di calore
- Guarnizioni a membrana remote con capillari
- Tubo a impulsi per isolare il sensore dal calore diretto
4. Alimentazione
Alimentazione standard: DC 24V.
La maggior parte dei modelli accetta 5–30 V CC, ma evitare ingressi inferiori a 5 V per evitare instabilità del segnale.
5. Tipi di segnale di uscita
- 4–20 mA (2 fili): standard industriale per la trasmissione a lunga distanza e resistente alle interferenze
- 0–5 V, 1–5 V, 0–10 V (3 fili): ideale per applicazioni a corto raggio
- RS485 (digitale): per comunicazioni seriali e sistemi in rete
6. Thread di connessione del processo
Tipi di filettatura comuni:
- M20×1,5 (metrico)
- G1/2, G1/4 (BSP)
- M14×1,5
Abbinare il tipo di filettatura alle norme del settore e ai requisiti meccanici del sistema.
7. Classe di precisione
Livelli di precisione tipici:
- ±0,5% FS – standard
- ±0,3% FS – per una maggiore precisione
⚠️ Evitare di specificare una precisione di ±0,1% FS per i trasmettitori al silicio diffuso. Non sono ottimizzati per lavori di altissima precisione a questo livello. Utilizzare invece modelli in silicio monocristallino per tali applicazioni.
8. Collegamenti elettrici
Scegli in base alle tue esigenze di installazione:
- DIN43650 (Hirschmann): Buona tenuta, comunemente utilizzato
- Spina aeronautica: facile installazione e sostituzione
- Cavo diretto: compatto e resistente all'umidità
Per l'uso all'aperto, selezionare l'alloggiamento in stile 2088 per una maggiore resistenza alle intemperie.
Considerazioni sui casi speciali
D1: Posso misurare l'ammoniaca gassosa?
Sì, ma solo con materiali appropriati (ad esempio, membrana in Hastelloy, guarnizioni in PTFE). Inoltre, l'ammoniaca reagisce con l'olio siliconico: utilizzare olio fluorurato come fluido di riempimento.
D2: Che dire dei mezzi infiammabili o esplosivi?
Evitare l'olio siliconico standard. Utilizzare oli fluorurati (ad esempio FC-70), che offrono una migliore stabilità chimica e resistenza alle esplosioni.
Conclusione
Grazie alla loro comprovata affidabilità, adattabilità e convenienza, i trasmettitori di pressione al silicio diffusi continuano a essere una soluzione di riferimento in diversi settori.
Un'attenta selezione basata sul mezzo, sulla pressione, sulla temperatura, sul tipo di collegamento e sulla precisione garantisce prestazioni ottimali e durata a lungo termine.
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Data di pubblicazione: 03-06-2025