Surveandurite tüübid

Rõhuanduri lihtne isesissejuhatus

Rõhuandurina, mille väljund on standardsignaal, on rõhuandur seade, mis võtab vastu rõhumuutuja ja teisendab selle proportsionaalselt standardseks väljundsignaaliks.See võib teisendada koormusanduri poolt tajutavad gaasi, vedeliku jne füüsilise rõhu parameetrid standardseteks elektrilisteks signaalideks (nt 4–20 mADC jne), et pakkuda sekundaarseid seadmeid, nagu häiresignaalide, salvestite, regulaatorite jms näidu. mõõtmine ja näit Ja protsessi reguleerimine.

Rõhuandurite klassifikatsioon

Tavaliselt jagatakse rõhuandurid, millest me räägime, vastavalt põhimõttele:
Mahtuvuslikud rõhumuundurid, takistuslikud rõhumuundurid, induktiivsed rõhumuundurid, pooljuhtide rõhumuundurid ja piesoelektrilised rõhumuundurid kõrgsagedusmõõtmiseks.Nende hulgas on enim kasutatud takistuslikud rõhumuundurid.Mahtuvuslik rõhuandur võtab Rosemounti 3051S saatja kõrgekvaliteediliste toodete esindajana.

Rõhuandurid saab rõhutundlike komponentide järgi jagada metalliks, keraamiliseks, hajutatud räniks, monokristalliliseks räniks, safiiriks, pihustatud kileks jne.

• Metallist rõhuandur on halva täpsusega, kuid sellel on väike temperatuurimõju ning see sobib piirkondadesse, kus on lai temperatuurivahemik ja madalad täpsusnõuded.
• Keraamilistel rõhuanduritel on parem täpsus, kuid temperatuur mõjutab neid rohkem.Keraamika eeliseks on ka löögikindlus ja korrosioonikindlus, mida saab kasutada reageerimise valdkonnas.
• Hajutatud räni rõhu edastamise täpsus on väga kõrge ja temperatuuri triiv on samuti suur, seetõttu on enne selle kasutamist tavaliselt vaja temperatuuri kompenseerimist.Pealegi, isegi pärast temperatuuri kompenseerimist ei saa mõõta rõhku üle 125°C.Kuid toatemperatuuril on hajutatud räni tundlikkuse koefitsient 5 korda suurem keraamika omast, seega kasutatakse seda üldiselt ülitäpse mõõtmise valdkonnas.
• Ühekristalliline räni rõhuandur on tööstuspraktikas kõige täpsem andur.See on hajutatud räni täiendatud versioon.Loomulikult tõstetakse ka hinda.Praegu on monokristallilise räni rõhu valdkonna esindaja Jaapani Yokogawa.
• Safiiri rõhuandur ei ole tundlik temperatuurimuutuste suhtes ja sellel on head tööomadused isegi kõrge temperatuuri tingimustes;safiiril on äärmiselt tugev kiirguskindlus;pn triivi puudub;see töötab normaalselt ka kõige halvemates töötingimustes ja on usaldusväärne. Kõrge jõudlus, hea täpsus, minimaalne temperatuuriviga ja kõrge üldine kulutasuvus.
• Pihustav õhukese kilega rõhuandur ei sisalda kleepuvat ainet ning sellel on suurem pikaajaline stabiilsus ja töökindlus kui kleepuva tensoanduri andur;temperatuur mõjutab seda vähem: kui temperatuur muutub 100 ℃, on nulli triiv vaid 0,5%.Selle temperatuurinäitajad on palju paremad kui difusioonräni rõhuandur;lisaks võib see otse kokku puutuda üldise söövitava ainega.

Erinevat tüüpi rõhumuundurite tööpõhimõtted

• Mahtuvusliku rõhuanduri põhimõte.

Kui rõhk mõjutab otseselt mõõtemembraani pinda, tekitab membraan väikese deformatsiooni.Mõõtemembraani ülitäpne ahel muudab selle väikese deformatsiooni väga lineaarseks pingeks, mis on proportsionaalne rõhuga ja võrdeline ergutuspingega.Signaali ja seejärel kasutage spetsiaalset kiipi, et teisendada see pingesignaal tööstusstandardi 4–20 mA voolusignaaliks või 1–5 V pingesignaaliks.

• Hajutatud räni rõhuanduri põhimõte

Mõõdetava keskkonna rõhk mõjub vahetult anduri membraanile (tavaliselt 316L membraanile), põhjustades membraani mikronihke, mis on võrdeline keskkonna rõhuga, muutes anduri takistuse väärtust ja tuvastades selle Wheatstone'i ahel See muudab, teisendab ja väljastab sellele rõhule vastava standardse mõõtesignaali.

• Monokristallilise räni rõhuanduri põhimõte

Piesoresistiivsed rõhuandurid on konstrueeritud kasutades monokristallilise räni piezoresistiivset efekti.Elastse elemendina kasutatakse ühekristallilist ränivahvlit.Kui rõhk muutub, tekitab monokristallräni deformatsiooni, nii et sellele otseselt hajutatud deformatsioonitakistus tekitab muutuse, mis on proportsionaalne mõõdetud rõhuga, ja seejärel saadakse sillaahelaga vastav pinge väljundsignaal.

• Keraamilise rõhuanduri põhimõte

Surve mõjub otseselt keraamilise membraani esipinnale, põhjustades membraani kerge deformatsiooni.Paksu kile takisti on trükitud keraamilise membraani tagaküljele ja ühendatud Wheatstone'i sillaga (suletud sild) tänu varistori piezoresistiivsele toimele. Sild genereerib väga lineaarse pingesignaali, mis on võrdeline rõhuga ja võrdeline ergutuspingega. .Tavaliselt kasutatakse õhukompressorite rõhu mõõtmiseks, kasutatakse rohkem keraamikat.

• Tensomanomeetri rõhuanduri põhimõte

Kõige sagedamini kasutatavad tensomõõturiga manomeetrid on metallist takistuse tensomõõturid ja pooljuhttensomõõturid.Metallist takistuse deformatsioonimõõtur on omamoodi tundlik seade, mis muudab katsekeha deformatsioonimuutuse elektrisignaaliks.Seal on kahte tüüpi traadi ja metallist fooliumist pingemõõtureid.Tavaliselt seotakse tensoandur spetsiaalse liimi abil tihedalt mehaanilise deformatsioonimaatriksiga.Kui maatriksile avaldatakse pingemuutust, deformeerub ka takistuse tensoandur, nii et deformatsioonimõõturi takistuse väärtus muutub, nii et muutub takistile rakendatav pinge.Torumõõturi rõhuandurid on turul suhteliselt haruldased.

• Safiirist rõhuandur

Safiirrõhuandur kasutab deformatsioonikindluse tööpõhimõtet, võtab vastu ülitäpsed räni-safiirtundlikud komponendid ja teisendab rõhusignaali standardseks elektrisignaaliks spetsiaalse võimendiahela kaudu.

• Pritsiva kile rõhuandur

Pritsimisrõhutundlik element on toodetud mikroelektroonika tehnoloogia abil, moodustades elastse roostevabast terasest membraani pinnale kindla ja stabiilse Wheatstone'i silla.Kui mõõdetud keskkonna rõhk mõjutab elastset roostevabast terasest membraani, tekitab teisel pool asuv Wheatstone'i sild rõhuga võrdelise elektrilise väljundsignaali.Tänu oma heale löögikindlusele kasutatakse pihustatud kilesid sageli juhtudel, kus survel on sagedased kokkupõrked, näiteks hüdroseadmetes.

Rõhuanduri valimise ettevaatusabinõud

• Saatja rõhuvahemiku väärtuse valik:

Esmalt määrake mõõdetud rõhu maksimaalne väärtus süsteemis.Üldiselt tuleb valida andur, mille rõhuvahemik on maksimaalsest väärtusest umbes 1,5 korda suurem, või lasta normaalrõhuvahemikul rõhuandurile langeda.1/3–2/3 normaalsest vahemikust on samuti levinud meetod.

• Millist survekeskkonda:

Viskoossed vedelikud ja muda blokeerivad surveavad.Kas lahustid või söövitavad ained hävitavad saatjas olevad materjalid, mis on nende kandjatega otseses kokkupuutes.
Meediumiga kokku puutuva üldrõhuanduri materjal on 316 roostevaba teras.Kui keskkond ei ole roostevaba terase 316 suhtes söövitav, siis põhimõtteliselt sobivad keskkonna rõhu mõõtmiseks kõik rõhuandurid;
Kui keskkond on roostevaba terase 316 suhtes söövitav, tuleks kasutada keemilist tihendit ja kasutada kaudset mõõtmist.Kui rõhu juhtimiseks kasutatakse silikoonõliga täidetud kapillaartoru, võib see vältida rõhuanduri korrosiooni ja pikendada rõhuanduri eluiga.

• Kui suurt täpsust saatja vajab:

Täpsuse määravad: mittelineaarsus, hüsterees, mittekordavus, temperatuur, nulli nihke skaala ja temperatuur.Mida suurem on täpsus, seda kõrgem on hind.Üldiselt on hajutatud räni rõhumuunduri täpsus 0,5 või 0,25 ja mahtuvusliku või monokristallilise räni rõhumuunduri täpsus on 0,1 või isegi 0,075.

• Saatja protsessiühendus:

Üldjuhul paigaldatakse rõhuandurid torudele või mahutitele.Muidugi on väike osa neist paigaldatud ja kasutusel vooluhulgamõõturitega.Tavaliselt on kolm rõhuanduri paigaldusviisi: keerme, äärik ja klamber.Seetõttu tuleb enne rõhuanduri valimist läbi mõelda ka protsessiühendus.Kui see on keermestatud, on vaja kindlaks määrata keerme spetsifikatsioon.Äärikute puhul on vaja arvestada nimiläbimõõduga ääriku tehnilisi andmeid.

Rõhuanduri tööstuse tutvustus

Andurite uurimise ja tootmisega tegeleb umbes 40 riiki üle maailma, millest suurima andurite toodanguga piirkonnad on USA, Jaapan ja Saksamaa.Need kolm riiki moodustavad kokku üle 50% maailma sensorite turust.

Tänapäeval on minu riigi rõhusaatjate turg kõrge turukontsentratsiooniga küps turg.Siiski domineerivad välisriigid, mida esindavad Emerson, Yokogawa, Siemens jt. Kaubamärgiga tooted moodustavad ligikaudu 70% turuosast ning omavad absoluutset eelist suurte ja keskmise suurusega inseneriprojektide puhul.

See on tingitud tagajärgedest, mis tulenevad minu kodumaa varajasest tehnoloogiaturu strateegia kasutuselevõtust, mis tabas tugevalt minu riigi riigiettevõtteid ja oli kunagi ebaõnnestunud, kuid samal ajal olid mõned tootjad esindatud. Hiina eraettevõtete poolt vaikselt ilmuma ja tugevamaks muutuma.Hiina tulevane rõhusaatjate turg on täis uusi tundmatuid.