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壓力傳感器常見的應(yīng)用和原理分析

閱讀:1125        發(fā)布時(shí)間:2019-8-29

壓力傳感器是為常用的一種傳感器,被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè).下面就簡單介紹一些常用壓力傳感器的應(yīng)用。

一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常分為三個(gè)部分:檢測、控制、執(zhí)行。工業(yè)設(shè)備作為自動(dòng)化系統(tǒng)的控制對象,必須能與其它兩個(gè)部分相兼容,提供壓力傳感器接口,使之成為一個(gè)完整的有機(jī)整體。無論是單機(jī)自動(dòng)化或還是大型自動(dòng)化裝置,對于控制對象都應(yīng)該保護(hù),使之用途發(fā)揮到大。

壓力傳感器在水處理行業(yè)的應(yīng)用

我國的環(huán)保水處理行業(yè), 近些年得到快速的發(fā)展,并且未來前景廣闊。在供水和污水處理工藝中有賴于使用壓力傳感器為系統(tǒng)保護(hù)和質(zhì)量保證提供重要控制和監(jiān)測手段。

其中壓力傳感器MSP300系列由于成本低,而被大批量的商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用樹立了新的性能價(jià)格比*。該傳感器適合氣體和液體壓力測量,甚至包括污水、蒸汽、輕度腐蝕性液體和氣體等。

壓力傳感器MSP300將壓力(一般指液體或氣體的壓力)轉(zhuǎn)換為電信號輸出,該壓力電信號也可進(jìn)而用于測量靜態(tài)流體的液位,因此可用來測量液位。其中壓力傳感器的敏感組件主要有硅杯敏感元件、硅油、隔離膜片和導(dǎo)氣管組成,被測介質(zhì)壓力P通過隔離膜片和硅油傳遞到硅杯元件的一側(cè),大氣參考壓po通過導(dǎo)氣管作用到硅杯元件的另一側(cè),硅杯元件是一個(gè)底部加工得很薄 的杯形單晶硅片。杯底膜片在壓力P和Po做用下產(chǎn)生位移極小的彈性變形,單晶硅是理想的彈性體,其變形與壓力成嚴(yán)格的正比關(guān)系,而且復(fù)原性能又*。

在硅膜片上則用半導(dǎo)體擴(kuò)散工藝形成的四個(gè)橋路電阻布置成方形,當(dāng)硅膜片受到壓力產(chǎn)生變形時(shí),處于對角線上的二電阻受壓應(yīng)力,而另為二個(gè)電阻受張應(yīng)力,由于擴(kuò)散硅的壓阻效應(yīng),使相對的二個(gè)電阻阻值增大,二另為二個(gè)電阻阻值減小。如果在A-A二端上加上電壓,則C-D間就有一個(gè)P-Po差壓成正比的電壓信號輸出。

壓力傳感器在石化行業(yè)的應(yīng)用

壓力傳感器是石化行業(yè)自動(dòng)控制中使用多的測量裝置之一。在大型的化工項(xiàng)目中,幾乎包含了所有壓力傳感器的應(yīng)用:差壓、絕壓、表壓、高壓、微差壓、高溫、低溫,以及各種材質(zhì)及特殊加工的遠(yuǎn)傳法蘭式壓力傳感器。

可見石化行業(yè)對壓力傳感器的需求主要集中在可靠性、穩(wěn)定性和高精度3個(gè)方面。其中,可靠性和許多附加需求,如,量程比、總線類型等,依賴變送器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工工藝水平和結(jié)構(gòu)材料。壓力變送器的穩(wěn)定性和高精度則主要由壓力傳感器的穩(wěn)定性和測量精度保證。與壓力變送器的測量精度相對應(yīng)的是壓力傳感器的測量精度和響應(yīng)速度,與壓力變送器的穩(wěn)定性相對應(yīng)的是壓力傳感器的溫度特性和靜壓特性以及長期穩(wěn)定性。

石化行業(yè)對壓力傳感器的需求就體現(xiàn)在測量精度、快速響應(yīng)、溫度特性和靜壓特性、長期穩(wěn)定性4個(gè)方面。微壓力傳感器是采用半導(dǎo)體材料和MEMS工藝制造的新型壓力傳感器,具有精度高、靈敏度高、動(dòng)態(tài)特性好、體積小、耐腐蝕、成本低等優(yōu)點(diǎn)。純單晶硅的材料疲勞小,采用這種材料制造的微壓力傳感器的長期穩(wěn)定性好。同時(shí),微壓力傳感器易于與微溫度傳感器集成,增加溫度補(bǔ)償精度,大幅提高傳感器的溫度特性和測量精度。如果將2個(gè)微壓力傳感器集成,又可以實(shí)現(xiàn)靜壓補(bǔ)償,從而提高壓力傳感器的靜壓特性。如今,微壓力傳感器具有許多傳統(tǒng)壓力傳感器不具備的優(yōu)點(diǎn),能夠很好地滿足石化行業(yè)對壓力傳感器的需求。

石化行業(yè)的壓力傳感器舉例:高精度,高穩(wěn)定性,可靠性高的壓力變送器U7100,U7100超穩(wěn)系列壓力傳感器為要求嚴(yán)格的發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)動(dòng)車輛應(yīng)用樹立了新的性能價(jià)格比*,適合液體和氣體壓力測量,甚至包括污水,蒸汽和腐蝕性液體等介質(zhì)。 U7100的壓力腔由316L不銹鋼加工而成,無O型圈,并且不直接接觸測量介質(zhì),多種無泄漏壓力接口可選。汽車級的壓力變送器集成密封壓力端口和電氣接頭,量程從0~15到150psi(10Bar),耐用性非常好。 傳感器符合新的重工業(yè)CE標(biāo)準(zhǔn),包括浪涌保護(hù),和16Vdc的正向和反向過電壓保護(hù)。在石化行業(yè)能保證穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。

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