Tipi di trasmettitori di pressione

Semplice autointroduzione del trasmettitore di pressione

Come sensore di pressione la cui uscita è un segnale standard, un trasmettitore di pressione è uno strumento che accetta una variabile di pressione e la converte in un segnale di uscita standard in proporzione.Può convertire i parametri di pressione fisica di gas, liquidi, ecc. percepiti dal sensore della cella di carico in segnali elettrici standard (come 4-20 mADC, ecc.) per fornire strumenti secondari come allarmi di segnalazione, registratori, regolatori, ecc. per misurazione e indicazione e regolazione di processo.

La classificazione dei trasmettitori di pressione

Solitamente i trasmettitori di pressione di cui parliamo sono suddivisi secondo il principio:
Trasmettitori di pressione capacitivi, trasmettitori di pressione resistivi, trasmettitori di pressione induttivi, trasmettitori di pressione a semiconduttore e trasmettitori di pressione piezoelettrici per misure ad alta frequenza.Tra questi, i trasmettitori di pressione resistivi sono i più utilizzati.Il trasmettitore di pressione capacitivo prende il trasmettitore 3051S di Rosemount come rappresentante di prodotti di fascia alta.

I trasmettitori di pressione possono essere suddivisi in metallo, ceramica, silicio diffuso, silicio monocristallino, zaffiro, film spruzzato, ecc. in base ai componenti sensibili alla pressione.

• Il trasmettitore di pressione in metallo ha una scarsa precisione, ma ha poca influenza sulla temperatura ed è adatto per aree con un ampio intervallo di temperatura e requisiti di precisione bassi.
• I sensori di pressione in ceramica hanno una migliore precisione, ma sono più influenzati dalla temperatura.La ceramica ha anche il vantaggio della resistenza agli urti e alla corrosione, che può essere utilizzata nel campo della risposta.
• L'accuratezza della trasmissione della pressione del silicio diffuso è molto elevata e anche la deriva della temperatura è ampia, quindi è generalmente necessaria la compensazione della temperatura prima che possa essere utilizzato.Inoltre, anche dopo la compensazione della temperatura, la pressione superiore a 125°C non può essere misurata.Tuttavia, a temperatura ambiente, il coefficiente di sensibilità del silicio diffuso è 5 volte quello della ceramica, quindi è generalmente utilizzato nel campo della misurazione ad alta precisione.
• Il trasmettitore di pressione in silicio a cristallo singolo è il sensore più preciso nella pratica industriale.È una versione aggiornata del silicio diffuso.Naturalmente, anche il prezzo è aggiornato.Attualmente, Yokogawa del Giappone è il rappresentante nel campo della pressione del silicio monocristallino.
• Il trasmettitore di pressione in zaffiro non è sensibile agli sbalzi di temperatura, ed ha buone caratteristiche di funzionamento anche in condizioni di alta temperatura;lo zaffiro ha una resistenza alle radiazioni estremamente forte;nessuna deriva pn;può funzionare normalmente nelle peggiori condizioni di lavoro ed è affidabile Alte prestazioni, buona precisione, errore di temperatura minimo e prestazioni di costo complessive elevate.
• Il trasmettitore di pressione a film sottile sputtering non contiene adesivo e mostra una maggiore stabilità e affidabilità a lungo termine rispetto al sensore estensimetrico appiccicoso;è meno influenzato dalla temperatura: quando la temperatura cambia di 100 ℃, la deriva dello zero è solo dello 0,5%.Le sue prestazioni di temperatura sono di gran lunga superiori al sensore di pressione in silicio a diffusione;inoltre, può entrare direttamente in contatto con mezzi corrosivi generali.

Principi di diversi tipi di trasmettitori di pressione

• Il principio del trasmettitore di pressione capacitivo.

Quando la pressione agisce direttamente sulla superficie del diaframma di misura, il diaframma produce una piccola deformazione.Il circuito ad alta precisione sul diaframma di misura trasforma questa piccola deformazione in una tensione altamente lineare proporzionale alla pressione e proporzionale alla tensione di eccitazione.Segnale, quindi utilizzare un chip dedicato per convertire questo segnale di tensione in un segnale di corrente standard del settore da 4-20 mA o un segnale di tensione da 1-5 V.

• Il principio del trasmettitore di pressione al silicio diffuso

La pressione del fluido misurato agisce direttamente sul diaframma del sensore (solitamente un diaframma 316L), facendo sì che il diaframma produca un microspostamento proporzionale alla pressione del fluido, modificando il valore di resistenza del sensore e rilevandolo con un Circuito di Wheatstone Questo cambia, converte ed emette un segnale di misurazione standard corrispondente a questa pressione.

• Principio del trasmettitore di pressione in silicio monocristallino

I sensori di pressione piezoresistivi sono costruiti utilizzando l'effetto piezoresistivo del silicio monocristallino.Il wafer di silicio monocristallino viene utilizzato come elemento elastico.Al variare della pressione, il silicio monocristallino produce deformazione, per cui la resistenza alla deformazione direttamente diffusa su di esso produce una variazione proporzionale alla pressione misurata, e quindi il corrispondente segnale di uscita in tensione viene ottenuto dal circuito a ponte.

• Principio del trasmettitore di pressione in ceramica

La pressione agisce direttamente sulla superficie frontale del diaframma ceramico, provocando una leggera deformazione del diaframma.La resistenza a film spesso è stampata sul retro del diaframma ceramico e collegata ad un ponte di Wheatstone (ponte chiuso) per effetto piezoresistivo del varistore, il ponte genera un segnale di tensione altamente lineare proporzionale alla pressione e proporzionale alla tensione di eccitazione .Generalmente utilizzato per la misurazione della pressione dei compressori d'aria, viene utilizzata più ceramica.

• Principio del trasmettitore di pressione estensimetrico

I trasmettitori di pressione estensimetrici più comunemente usati sono estensimetri a resistenza dei metalli e estensimetri a semiconduttore.L'estensimetro a resistenza del metallo è un tipo di dispositivo sensibile che converte la variazione della deformazione sul provino in un segnale elettrico.Esistono due tipi di estensimetro a filo e estensimetro a lamina metallica.Solitamente l'estensimetro è strettamente legato alla matrice di deformazione meccanica tramite uno speciale adesivo.Quando la matrice è soggetta a una variazione di sollecitazione, anche l'estensimetro di resistenza si deforma, in modo che il valore di resistenza dell'estensimetro cambia, in modo che la tensione applicata al resistore cambi.I trasmettitori di pressione estensimetrica sono relativamente rari sul mercato.

• Trasmettitore di pressione in zaffiro

Il trasmettitore di pressione in zaffiro utilizza il principio di funzionamento della resistenza alla deformazione, adotta componenti sensibili allo zaffiro di silicio ad alta precisione e converte il segnale di pressione in un segnale elettrico standard attraverso un circuito amplificatore dedicato.

• Trasmettitore di pressione a film sputtering

L'elemento sensibile alla pressione sputtering è prodotto dalla tecnologia microelettronica, formando un ponte di Wheatstone solido e stabile sulla superficie del diaframma elastico in acciaio inossidabile.Quando la pressione del fluido misurato agisce sulla membrana elastica in acciaio inossidabile, il ponte di Wheatstone sull'altro lato produce un segnale elettrico in uscita proporzionale alla pressione.Grazie alla sua buona resistenza agli urti, le pellicole spruzzate vengono spesso utilizzate in occasioni con frequenti impatti di pressione, come le apparecchiature idrauliche.

Precauzioni per la selezione del trasmettitore di pressione

• Selezione del valore del campo di pressione del trasmettitore:

Determinare innanzitutto il valore massimo della pressione misurata nel sistema.In generale, è necessario selezionare un trasmettitore con un intervallo di pressione che sia circa 1,5 volte maggiore del valore massimo, oppure lasciare che il normale intervallo di pressione ricada sul trasmettitore di pressione.Anche 1/3~2/3 dell'intervallo normale è un metodo comune.

• Che tipo di mezzo di pressione:

Liquidi viscosi e fanghi bloccheranno le porte di pressione.I solventi o le sostanze corrosive distruggono i materiali nel trasmettitore che sono a diretto contatto con questi mezzi.
Il materiale del trasmettitore di pressione generale a contatto con il fluido è acciaio inossidabile 316.Se il fluido non è corrosivo per l'acciaio inossidabile 316, in pratica tutti i trasmettitori di pressione sono adatti per misurare la pressione del fluido;
Se il fluido è corrosivo per l'acciaio inossidabile 316, è necessario utilizzare un sigillo chimico e utilizzare la misurazione indiretta.Se il tubo capillare riempito con olio di silicone viene utilizzato per guidare la pressione, è possibile prevenire la corrosione del trasmettitore di pressione e prolungare la vita del trasmettitore di pressione.

• Quanta precisione necessita il trasmettitore:

La precisione è determinata da: non linearità, isteresi, non ripetibilità, temperatura, scala di zero offset e temperatura.Maggiore è la precisione, maggiore è il prezzo.Generalmente, la precisione del trasmettitore di pressione in silicio diffuso è 0,5 o 0,25 e il trasmettitore di pressione in silicio capacitivo o monocristallino ha una precisione di 0,1 o anche 0,075.

• Collegamento al processo del trasmettitore:

Generalmente, i trasmettitori di pressione sono installati su tubazioni o serbatoi.Naturalmente, una piccola parte di essi è installata e utilizzata con flussimetri.Di solito ci sono tre forme di installazione dei trasmettitori di pressione: filettatura, flangia e morsetto.Pertanto, prima di selezionare il trasmettitore di pressione, è necessario considerare anche la connessione al processo.Se è filettato, è necessario determinare la specifica della filettatura.Per le flange, è necessario considerare le specifiche della flangia del diametro nominale.

Introduzione al settore dei trasmettitori di pressione

Circa 40 paesi in tutto il mondo sono impegnati nella ricerca e nella produzione di sensori, di cui Stati Uniti, Giappone e Germania sono le regioni con la maggiore uscita di sensori.I tre paesi insieme rappresentano oltre il 50% del mercato mondiale dei sensori.

Al giorno d'oggi, il mercato dei trasmettitori di pressione nel mio paese è un mercato maturo con un'elevata concentrazione di mercato.Tuttavia, la posizione dominante è l'estero rappresentato da Emerson, Yokogawa, Siemens, ecc. I prodotti di marca rappresentano circa il 70% della quota di mercato e hanno un vantaggio assoluto nei progetti di ingegneria di grandi e medie dimensioni.

Ciò è dovuto alle conseguenze della precoce adozione da parte del mio paese della strategia del "mercato della tecnologia", che ha colpito molto le imprese statali del mio paese e una volta era in uno stato di fallimento, ma allo stesso tempo, alcuni produttori rappresentavano dalle imprese private cinesi, silenziosamente Appaiono e si rafforzano.Il futuro mercato cinese dei trasmettitori di pressione è pieno di nuove incognite.