Slėgio siųstuvų tipai

Paprastas savaiminis slėgio siųstuvo įvedimas

Kaip slėgio jutiklis, kurio išvestis yra standartinis signalas, slėgio siųstuvas yra prietaisas, kuris priima slėgio kintamąjį ir proporcingai paverčia jį standartiniu išvesties signalu.Jis gali konvertuoti dujų, skysčių ir kt. fizinio slėgio parametrus, kuriuos jaučia apkrovos elementų jutiklis, į standartinius elektrinius signalus (pvz., 4–20 mADC ir kt.), kad būtų galima naudoti antrines priemones, tokias kaip signalizavimo signalai, registratoriai, reguliatoriai ir kt. matavimas ir rodymas bei proceso reguliavimas.

Slėgio siųstuvų klasifikacija

Paprastai slėgio siųstuvai, apie kuriuos kalbame, skirstomi pagal principą:
Talpiniai slėgio siųstuvai, varžiniai slėgio siųstuvai, indukciniai slėgio siųstuvai, puslaidininkiniai slėgio siųstuvai ir pjezoelektriniai slėgio siųstuvai aukšto dažnio matavimams.Tarp jų dažniausiai naudojami varžiniai slėgio siųstuvai.Talpinis slėgio siųstuvas naudoja Rosemount 3051S siųstuvą kaip aukščiausios klasės gaminių atstovą.

Slėgio siųstuvai pagal slėgiui jautrius komponentus gali būti skirstomi į metalinius, keraminius, difuzinio silicio, monokristalinio silicio, safyro, purškiamos plėvelės ir kt.

• Metalo slėgio siųstuvas yra prasto tikslumo, tačiau turi mažai įtakos temperatūrai, todėl tinka vietoms, kuriose yra platus temperatūros diapazonas ir maži tikslumo reikalavimai.
• Keraminiai slėgio jutikliai pasižymi geresniu tikslumu, tačiau juos labiau veikia temperatūra.Keramika taip pat turi atsparumo smūgiams ir atsparumo korozijai pranašumą, kuris gali būti naudojamas reagavimo srityje.
• Išsklaidyto silicio slėgio perdavimo tikslumas yra labai didelis, o temperatūros poslinkis taip pat yra didelis, todėl prieš naudojant jį paprastai reikia kompensuoti temperatūrą.Be to, net ir po temperatūros kompensavimo negalima išmatuoti aukštesnio nei 125°C slėgio.Tačiau kambario temperatūroje išsklaidyto silicio jautrumo koeficientas yra 5 kartus didesnis nei keramikos, todėl jis dažniausiai naudojamas didelio tikslumo matavimo srityje.
• Vieno kristalo silicio slėgio siųstuvas yra tiksliausias jutiklis pramonėje.Tai atnaujinta difuzinio silicio versija.Žinoma, kaina taip pat padidinta.Šiuo metu Japonijos Yokogawa yra monokristalinio silicio slėgio srities atstovas.
• Safyro slėgio siųstuvas nėra jautrus temperatūros pokyčiams ir turi geras darbo charakteristikas net esant aukštai temperatūrai;safyras pasižymi itin stipriu atsparumu spinduliuotei;nėra pn dreifo;jis gali normaliai veikti blogiausiomis darbo sąlygomis ir yra patikimas Didelis našumas, geras tikslumas, minimali temperatūros paklaida ir didelės bendros sąnaudos.
• Purškiančiame plonasluoksniame slėgio siųstuve nėra jokių klijų, jis pasižymi didesniu ilgalaikiu stabilumu ir patikimumu nei lipnus įtempio matuoklio jutiklis;Temperatūra jį veikia mažiau: kai temperatūra pasikeičia 100 ℃, nulio poslinkis yra tik 0,5%.Jo temperatūros charakteristikos yra daug pranašesnės už difuzinio silicio slėgio jutiklį;be to, jis gali tiesiogiai liestis su bendromis ėsdinančiomis terpėmis.

Įvairių tipų slėgio siųstuvų veikimo principai

• Talpinio slėgio siųstuvo principas.

Kai slėgis tiesiogiai veikia matavimo diafragmos paviršių, diafragma sukuria nedidelę deformaciją.Didelio tikslumo matavimo diafragmos grandinė šią nedidelę deformaciją paverčia labai tiesine įtampa, proporcinga slėgiui ir proporcinga sužadinimo įtampai.Signalą, tada naudokite tam skirtą lustą, kad konvertuotumėte šį įtampos signalą į pramonės standartinį 4–20 mA srovės signalą arba 1–5 V įtampos signalą.

• Išsklaidyto silicio slėgio siųstuvo principas

Matuojamos terpės slėgis tiesiogiai veikia jutiklio diafragmą (dažniausiai 316 l diafragmą), todėl diafragma sukuria mikro poslinkį, proporcingą terpės slėgiui, keičia jutiklio varžos vertę ir aptinka ją su Wheatstone grandinė Pakeičia, konvertuoja ir išveda standartinį matavimo signalą, atitinkantį šį slėgį.

• Monokristalinio silicio slėgio siųstuvo principas

Pjezorezistiniai slėgio jutikliai yra sukonstruoti naudojant vieno kristalo silicio pjezorezistinį efektą.Vieno kristalo silicio plokštelė naudojama kaip elastingas elementas.Pasikeitus slėgiui, monokristalinis silicis sukuria deformaciją, todėl įtempimo pasipriešinimas, tiesiogiai išsklaidytas ant jo, sukelia pokytį, proporcingą išmatuotam slėgiui, o tada tilto grandinė gauna atitinkamą įtampos išėjimo signalą.

• Keraminio slėgio siųstuvo principas

Slėgis tiesiogiai veikia priekinį keraminės diafragmos paviršių, sukeldamas nedidelę diafragmos deformaciją.Storosios plėvelės rezistorius yra atspausdintas ant galinės keraminės diafragmos pusės ir prijungtas prie Wheatstone tilto (uždarojo tilto) dėl varistoriaus pjezorezistinio poveikio. Tiltas generuoja labai tiesinį įtampos signalą, proporcingą slėgiui ir proporcingą sužadinimo įtampai. .Paprastai naudojamas oro kompresorių slėgiui matuoti, naudojama daugiau keramikos.

• Įtempimo matuoklio slėgio siųstuvo principas

Dažniausiai naudojami įtempio matuoklio slėgio siųstuvai yra metaliniai varžos įtempio matuokliai ir puslaidininkiniai įtempio matuokliai.Metalo atsparumo deformacijos matuoklis yra tam tikras jautrus įtaisas, kuris bandinio įtempimo pokyčius paverčia elektriniu signalu.Yra dviejų tipų vielos įtempimo matuoklis ir metalinės folijos įtempio matuoklis.Paprastai deformacijos matuoklis yra glaudžiai sujungiamas su mechanine deformacijos matrica specialiu klijais.Kai matrica yra veikiama įtempių pokyčio, varžos įtempio matuoklis taip pat deformuojasi, todėl keičiasi deformacijos matuoklio varžos vertė, todėl keičiasi rezistoriaus įtampa.Įtempimo matuoklio slėgio siųstuvai yra gana reti rinkoje.

• Safyro slėgio siųstuvas

Safyro slėgio siųstuvas naudoja atsparumo deformacijai veikimo principą, naudoja didelio tikslumo siliciui ir safyrui jautrius komponentus ir paverčia slėgio signalą į standartinį elektrinį signalą per tam skirtą stiprintuvo grandinę.

• Purškiančios plėvelės slėgio siųstuvas

Purškimui jautrus slėgiui jautrus elementas pagamintas taikant mikroelektronikos technologiją, suformuojant tvirtą ir stabilų Wheatstone tiltelį ant elastingos nerūdijančio plieno diafragmos paviršiaus.Kai išmatuotos terpės slėgis veikia elastingą nerūdijančio plieno diafragmą, kitoje pusėje esantis Wheatstone tiltelis sukuria slėgiui proporcingą elektros išėjimo signalą.Dėl gero atsparumo smūgiams, purškiamos plėvelės dažnai naudojamos tais atvejais, kai dažnai patiriamas slėgis, pavyzdžiui, hidraulinė įranga.

Slėgio siųstuvo pasirinkimo atsargumo priemonės

• Siųstuvo slėgio diapazono vertės pasirinkimas:

Pirmiausia nustatykite didžiausią išmatuoto slėgio vertę sistemoje.Paprastai tariant, reikia pasirinkti siųstuvą, kurio slėgio diapazonas yra maždaug 1,5 karto didesnis už didžiausią vertę, arba leisti, kad slėgio siųstuvas nukristų įprastą slėgio diapazoną.1/3–2/3 normalaus diapazono taip pat yra įprastas metodas.

• Kokia slėgio terpė:

Klampūs skysčiai ir purvas užblokuos slėgio angas.Ar tirpikliai arba ėsdinančios medžiagos sunaikins siųstuvo medžiagas, kurios tiesiogiai liečiasi su šiomis terpėmis.
Bendrojo slėgio siųstuvo, kuris liečiasi su terpe, medžiaga yra 316 nerūdijantis plienas.Jei terpė nėra korozinė 316 nerūdijančiam plienui, tai iš esmės visi slėgio davikliai tinka terpės slėgiui matuoti;
Jei terpė ėsdina 316 nerūdijantį plieną, reikia naudoti cheminį sandariklį ir netiesioginį matavimą.Jei slėgiui nukreipti naudojamas kapiliarinis vamzdelis, užpildytas silikonine alyva, tai gali apsaugoti slėgio siųstuvą nuo korozijos ir pailginti slėgio siųstuvo tarnavimo laiką.

• Kokio tikslumo reikia siųstuvui:

Tikslumas nustatomas pagal: netiesiškumą, histerezę, nepakartojamumą, temperatūrą, nulio poslinkio skalę ir temperatūrą.Kuo didesnis tikslumas, tuo didesnė kaina.Paprastai išsklaidyto silicio slėgio siųstuvo tikslumas yra 0,5 arba 0,25, o talpinio arba monokristalinio silicio slėgio siųstuvo – 0,1 ar net 0,075.

• Siųstuvo proceso prijungimas:

Paprastai slėgio siųstuvai montuojami ant vamzdžių ar rezervuarų.Žinoma, nedidelė jų dalis yra sumontuota ir naudojama su srauto matuokliais.Paprastai yra trys slėgio siųstuvų montavimo formos: sriegis, flanšas ir spaustukas.Todėl prieš pasirenkant slėgio siųstuvą reikia atsižvelgti ir į proceso jungtį.Jei jis su sriegiu, būtina nustatyti sriegio specifikaciją.Flanšams būtina atsižvelgti į vardinio skersmens flanšo specifikacijas.

Slėgio siųstuvų pramonės pristatymas

Apie 40 šalių visame pasaulyje užsiima jutiklių tyrimais ir gamyba, iš kurių JAV, Japonija ir Vokietija yra regionai, turintys didžiausią jutiklių našumą.Šios trys šalys kartu sudaro daugiau nei 50 % pasaulio jutiklių rinkos.

Šiais laikais slėgio siųstuvų rinka mano šalyje yra subrendusi rinka su didele rinkos koncentracija.Tačiau dominuojančią padėtį užima užsienio šalys, atstovaujamos Emerson, Yokogawa, Siemens ir kt. Vardiniai produktai užima apie 70% rinkos ir turi absoliutų pranašumą dideliuose ir vidutiniuose inžineriniuose projektuose.

Taip yra dėl to, kad mano šalyje anksti pritaikė „technologijų rinkos“ strategiją, kuri labai paveikė mano šalies valstybines įmones ir kažkada žlugo, tačiau tuo pat metu kai kuriems gamintojams atstovavo Kinijos privačių įmonių, tyliai pasirodyti ir stiprėti.Kinijos ateities slėgio siųstuvų rinka pilna naujų nežinomųjų.