Tegundir þrýstisenda

Einföld sjálfkynning á þrýstimæli

Sem þrýstiskynjari með staðlað merki er þrýstisendinn tæki sem tekur við þrýstingsbreytu og breytir henni í staðlað merki í hlutfalli við það. Hann getur breytt eðlisfræðilegum þrýstingsbreytum gass, vökva o.s.frv. sem álagsfrumuskynjarinn finnur fyrir í staðlað rafmagnsmerki (eins og 4-20mADC o.s.frv.) til að veita aukatæki eins og viðvörunarljós, upptökutæki, eftirlitsbúnað o.s.frv. fyrir mælingar og vísbendingar og ferlisstjórnun.

Flokkun þrýstisendanna

Venjulega eru þrýstimælirnir sem við tölum um skipt eftir meginreglunni:
Rafmagnsþrýstingssendarar, viðnámsþrýstingssendarar, spanþrýstingssendarar, hálfleiðarþrýstisendarar og piezoelektrískir þrýstisendarar fyrir hátíðnimælingar. Meðal þeirra eru viðnámsþrýstingssendarar mest notaðir. Rafmagnsþrýstingssendarar eru dæmigerðir fyrir hágæða vörur eins og 3051S sendara frá Rosemount.

Þrýstisendendur má skipta í málm, keramik, dreifðan sílikon, einkristallaðan sílikon, safír, sputteraða filmu o.s.frv. eftir þrýstinæmum íhlutum.

• Þrýstimælir úr málmi hefur lélega nákvæmni en hefur lítil áhrif á hitastig og hentar fyrir svæði með breitt hitastigsbil og litlar nákvæmniskröfur.
• Keramikþrýstiskynjarar eru nákvæmari en hitastigið hefur meiri áhrif á þá. Keramik hefur einnig þann kost að vera höggþolinn og tæringarþolinn, sem hægt er að nota á sviði viðbragða.
• Þrýstingsflutningsnákvæmni dreifðs kísils er mjög mikil og hitastigsbreytingin er einnig mikil, þannig að hitaleiðrétting er almennt nauðsynleg áður en hægt er að nota það. Þar að auki, jafnvel eftir hitaleiðréttingu, er ekki hægt að mæla þrýsting yfir 125°C. Hins vegar, við stofuhita, er næmnistuðull dreifðs kísils 5 sinnum meiri en hjá keramik, þannig að það er almennt notað á sviði nákvæmra mælinga.
• Einkristalls kísillþrýstingsskynjari er nákvæmasti skynjarinn í iðnaði. Hann er uppfærð útgáfa af dreifðu kísilli. Að sjálfsögðu hefur verðið einnig hækkað. Eins og er er Yokogawa í Japan fulltrúi á sviði einkristallaðs kísillþrýstings.
• Safírþrýstimælirinn er ekki viðkvæmur fyrir hitabreytingum og hefur góða virkni jafnvel við háan hita; safír hefur afar sterka geislunarþol; ekkert pn-rek; hann getur virkað eðlilega við verstu vinnuskilyrði og er áreiðanlegur. Mikil afköst, góð nákvæmni, lágmarks hitastigsvilla og hár heildarkostnaður.
• Þunnfilmuþrýstisendinn sem sprautar inniheldur ekkert lím og sýnir meiri langtímastöðugleika og áreiðanleika en límkenndir álagsmælir; hann hefur minni áhrif á hitastig: þegar hitastigið breytist um 100 ℃ er núlldrift aðeins 0,5%. Hitastigsafköst hans eru mun betri en dreifingarþrýstisnemar úr sílikoni; auk þess getur hann komist í beina snertingu við almennt ætandi efni.

Meginreglur mismunandi gerða þrýstisendanna

• Meginreglan um rafrýmd þrýstisenda.

Þegar þrýstingur verkar beint á yfirborð mæliþindarinnar veldur þindin lítilli aflögun. Nákvæmnirásin á mæliþindinni breytir þessari litlu aflögun í mjög línulega spennu sem er í réttu hlutfalli við þrýstinginn og í réttu hlutfalli við örvunarspennuna. Spennumerkið er síðan notað með sérstökum flís til að breyta því í iðnaðarstaðlað 4-20mA straummerki eða 1-5V spennumerki.

• Meginreglan um dreifðan kísillþrýstingssendara

Þrýstingur mælda miðilsins verkar beint á þind skynjarans (venjulega 316L þind), sem veldur því að þindið framleiðir örhreyfingu í réttu hlutfalli við þrýsting miðilsins, breytir viðnámsgildi skynjarans og greinir það með Wheatstone hringrás. Þessi breyting umbreytir og sendir frá sér staðlað mælimerki sem samsvarar þessum þrýstingi.

• Meginregla um einkristallaðan kísillþrýstingssendara

Þrýstiskynjarar með piezoresistífum eru smíðaðir með því að nota piezoresistíf áhrif einkristalls kísils. Einkristalls kísillplata er notuð sem teygjanlegt frumefni. Þegar þrýstingurinn breytist myndar einkristalls kísillinn álag, þannig að álagsviðnámið sem dreifist beint á hann myndar breytingu í réttu hlutfalli við mældan þrýsting, og síðan fæst samsvarandi spennuútgangsmerki úr brúarrásinni.

• Meginregla um keramikþrýstisendann

Þrýstingurinn verkar beint á framhlið keramikþindarinnar og veldur lítilsháttar aflögun hennar. Þykktfilmuviðnámið er prentað á bakhlið keramikþindarinnar og tengt við Wheatstone-brú (lokaða brú) vegna piezoresistive áhrifa varistorsins. Brúin myndar mjög línulegt spennumerki sem er í réttu hlutfalli við þrýstinginn og í réttu hlutfalli við örvunarspennuna. Almennt notað til þrýstingsmælinga á loftþjöppum, en meira af keramik er notað.

• Meginregla þrýstisendanda álagsmælis

Algengustu þrýstisendarnir sem notaðir eru álagsmælir úr málmi eru álagsmælir úr málmi og hálfleiðari. Álagsmælir úr málmi er næmt tæki sem breytir breytingum á álaginu á prófunarhlutanum í rafmagnsmerki. Það eru til tvenns konar álagsmælir: vírálagsmælir og málmþynnuálagsmælir. Venjulega er álagsmælirinn þétt festur við vélræna álagsgrunninn með sérstöku lími. Þegar grunnurinn verður fyrir spennubreytingum aflagast álagsmælirinn einnig, þannig að viðnámsgildi álagsmælisins breytist og spennan sem beitt er á viðnámið breytist. Þrýstisendarnir úr álagsmæli eru tiltölulega sjaldgæfir á markaðnum.

• Safírþrýstingsmælir

Safírþrýstisendinn notar álagsþolsvirkni, samþykkir nákvæma kísill-safírnæma íhluti og breytir þrýstimerkinu í venjulegt rafmagnsmerki í gegnum sérstaka magnararás.

• Þrýstisendandi fyrir sputterfilmu

Þrýstingsnæma frumefnið fyrir spúttunarhúðun er framleitt með örrafeindatækni og myndar trausta og stöðuga Wheatstone-brú á yfirborði teygjanlegrar ryðfríu stálþindar. Þegar þrýstingur mælda miðilsins verkar á teygjanlegu ryðfríu stálþinduna, framleiðir Wheatstone-brúin á hinni hliðinni rafmagn sem er í réttu hlutfalli við þrýstinginn. Vegna góðrar höggþols eru spúttunarhúðun oft notuð í tilfellum þar sem þrýstingur er tíður, svo sem í vökvabúnaði.

Varúðarráðstafanir við val á þrýstimæli

• Val á gildi þrýstingssviðs sendanda:

Fyrst skal ákvarða hámarksgildi mældra þrýstinga í kerfinu. Almennt séð þarf að velja sendi með þrýstingssvið sem er um 1,5 sinnum stærra en hámarksgildið, eða láta eðlilegt þrýstingssvið falla á þrýstisendilinn. 1/3~2/3 af eðlilegu bili er einnig algeng aðferð.

• Hvers konar þrýstimiðill:

Seigfljótandi vökvar og leðja munu stífla þrýstiopin. Leysiefni eða ætandi efni munu eyðileggja efnin í sendinum sem eru í beinni snertingu við þessi efni.
Efnið í almennum þrýstisendum sem komast í snertingu við miðilinn er úr 316 ryðfríu stáli. Ef miðillinn er ekki ætandi gagnvart 316 ryðfríu stáli, þá eru í grundvallaratriðum allir þrýstisendur hentugir til að mæla þrýsting miðilsins;
Ef miðillinn er tærandi fyrir 316 ryðfrítt stál, ætti að nota efnaþétti og óbeina mælingu. Ef háræðarrör fyllt með sílikonolíu er notað til að stýra þrýstingi, getur það komið í veg fyrir tæringu á þrýstimælinum og lengt líftíma þrýstimælisins.

• Hversu mikla nákvæmni sendirinn þarfnast:

Nákvæmnin er ákvörðuð af: ólínuleika, hýsteresu, óendurtekningarhæfni, hitastigi, núllpunktskvarða og hitastigi. Því meiri nákvæmni, því hærra verð. Almennt er nákvæmni dreifðs kísillþrýstingsskynjara 0,5 eða 0,25, og rafrýmd eða einkristallaður kísillþrýstingsskynjari hefur nákvæmni upp á 0,1 eða jafnvel 0,075.

• Tenging við ferli sendanda:

Almennt eru þrýstisendarnir settir upp á pípur eða tanka. Að sjálfsögðu er lítill hluti þeirra settur upp og notaður með flæðimælum. Það eru venjulega þrjár uppsetningargerðir fyrir þrýstisendana: skrúfgangur, flans og klemma. Þess vegna, áður en þrýstisendinn er valinn, verður einnig að huga að ferlistengingunni. Ef hann er skrúfaður er nauðsynlegt að ákvarða skrúfgangsforskriftina. Fyrir flansa er nauðsynlegt að taka tillit til flansforskriftanna um nafnþvermál.

Kynning á þrýstisendandaiðnaði

Um 40 lönd um allan heim stunda rannsóknir og framleiðslu á skynjurum, þar af eru Bandaríkin, Japan og Þýskaland þau svæði sem framleiða mest af skynjurum. Löndin þrjú standa samanlagt fyrir meira en 50% af heimsmarkaði skynjara.

Nú til dags er markaðurinn fyrir þrýstimæla í mínu landi þroskaður markaður með mikilli markaðsþéttni. Hins vegar eru erlendu löndin, eins og Emerson, Yokogawa, Siemens o.fl., sem eru ríkjandi. Vörumerkjavörur eru um 70% af markaðshlutdeildinni og hafa algjört forskot í stórum og meðalstórum verkfræðiverkefnum.

Þetta er vegna afleiðinga þess að landið mitt tók snemma upp stefnuna „markaður fyrir tækni“, sem hafði mikil áhrif á ríkisfyrirtæki landsins og var eitt sinn í gjaldþroti, en á sama tíma birtast sumir framleiðendur, fulltrúar einkafyrirtækja í Kína, hljóðlega og eflast. Framtíðarmarkaður kínverska þrýstimæla er fullur af nýjum óþekktum þáttum.