คู่มือฉบับสมบูรณ์ในการเลือกเครื่องส่งสัญญาณความดันซิลิคอนแบบกระจาย
คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญสำหรับการใช้งานการวัดทางอุตสาหกรรม
ภาพรวม
เครื่องส่งสัญญาณความดันแบ่งตามเทคโนโลยีการตรวจจับ ได้แก่ ซิลิคอนแบบกระจาย เซรามิก แบบคาปาซิทีฟ และโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอน ในบรรดาเทคโนโลยีเหล่านี้ เครื่องส่งสัญญาณความดันแบบกระจายซิลิคอนเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เครื่องส่งสัญญาณความดันเหล่านี้โดดเด่นด้วยประสิทธิภาพที่แข็งแกร่ง ความน่าเชื่อถือ และความคุ้มค่า เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบและควบคุมความดันในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ กระบวนการทางเคมี การผลิตเหล็กกล้า การผลิตไฟฟ้า วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม และอื่นๆ
เครื่องส่งสัญญาณเหล่านี้รองรับการวัดค่าเกจวัด ค่าความดันสัมบูรณ์ และค่าความดันลบ แม้ในสภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อน แรงดันสูง หรืออันตราย
แต่เทคโนโลยีนี้พัฒนามาได้อย่างไร และควรพิจารณาปัจจัยใดบ้างเมื่อเลือกโมเดลที่เหมาะสม?
ต้นกำเนิดของเทคโนโลยีซิลิคอนแบบกระจาย
ในช่วงทศวรรษ 1990 NovaSensor (สหรัฐอเมริกา) ได้เปิดตัวเซ็นเซอร์ซิลิคอนแบบกระจายตัวรุ่นใหม่ที่ใช้เทคโนโลยีไมโครแมชชีนนิ่งและการเชื่อมซิลิคอนขั้นสูง
หลักการนี้เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพ: แรงดันในกระบวนการจะถูกแยกออกโดยไดอะแฟรมและถ่ายโอนผ่านน้ำมันซิลิโคนปิดผนึกไปยังเมมเบรนซิลิโคนที่ไวต่อแรงกด ในทางกลับกัน ความดันบรรยากาศจะถูกใช้เป็นค่าอ้างอิง ความแตกต่างนี้ทำให้เมมเบรนเสียรูป โดยด้านหนึ่งยืดออก อีกด้านบีบอัด เกจวัดความเครียดแบบฝังตัวจะตรวจจับการเสียรูปนี้ และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่แม่นยำ
พารามิเตอร์สำคัญ 8 ประการสำหรับการเลือกเครื่องส่งสัญญาณความดันซิลิคอนแบบกระจาย
1. ลักษณะปานกลาง
ลักษณะทางเคมีและทางกายภาพของของเหลวในกระบวนการส่งผลโดยตรงต่อความเข้ากันได้ของเซ็นเซอร์
เหมาะสม:ก๊าซ น้ำมัน ของเหลวสะอาด โดยทั่วไปจัดการด้วยเซ็นเซอร์สแตนเลส 316L มาตรฐาน
ไม่เหมาะสม:สื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง มีความหนืด หรือตกผลึก อาจทำให้เซ็นเซอร์อุดตันหรือเสียหายได้
คำแนะนำ:
- ของเหลวที่มีความหนืด/ตกผลึก (เช่น สารละลาย น้ำเชื่อม): ใช้เครื่องส่งสัญญาณไดอะแฟรมแบบล้างเพื่อป้องกันการอุดตัน
- การใช้งานด้านสุขอนามัย (เช่น อาหาร ยา): เลือกไดอะแฟรมแบบฟลัชไตรแคลมป์ (≤4 MPa สำหรับการติดตั้งที่แน่นหนา)
- สื่องานหนัก (เช่น โคลน บิทูเมน): ใช้ไดอะแฟรมล้างแบบไม่มีช่องว่าง โดยมีแรงดันการทำงานขั้นต่ำที่ ~2 MPa
⚠️ ข้อควรระวัง: ห้ามสัมผัสหรือขีดข่วนไดอะแฟรมเซ็นเซอร์ เนื่องจากมีความบอบบางมาก
2. ช่วงแรงดัน
ช่วงการวัดมาตรฐาน: –0.1 MPa ถึง 60 MPa
เพื่อความปลอดภัยและความแม่นยำ ควรเลือกเครื่องส่งสัญญาณที่มีแรงดันสูงกว่าแรงดันการทำงานสูงสุดเล็กน้อย
หน่วยอ้างอิงความดัน:
1 MPa = 10 บาร์ = 1000 kPa = 145 psi = 760 mmHg ≈ คอลัมน์น้ำ 100 เมตร
เกจวัดเทียบกับความดันสัมบูรณ์:
- แรงดันเกจ: อ้างอิงจากความดันบรรยากาศโดยรอบ
- แรงดันสัมบูรณ์: อ้างอิงถึงสุญญากาศสมบูรณ์แบบ
หมายเหตุ: ในพื้นที่ระดับความสูง ให้ใช้เครื่องส่งสัญญาณแบบมีช่องระบายอากาศ (พร้อมท่อระบายอากาศ) เพื่อชดเชยความดันบรรยากาศในพื้นที่เมื่อความแม่นยำมีความสำคัญ (
3. ความเข้ากันได้ของอุณหภูมิ
ช่วงการทำงานโดยทั่วไป: –20°C ถึง +80°C
สำหรับสื่อที่มีอุณหภูมิสูง (สูงถึง 300°C) โปรดพิจารณา:
- ครีบระบายความร้อนหรือแผ่นระบายความร้อน
- ซีลไดอะแฟรมระยะไกลที่มีเส้นเลือดฝอย
- ท่ออิมพัลส์เพื่อแยกเซ็นเซอร์จากความร้อนโดยตรง
4. แหล่งจ่ายไฟ
แหล่งจ่ายไฟมาตรฐาน: DC 24V.
โมเดลส่วนใหญ่รองรับไฟ DC 5–30V แต่หลีกเลี่ยงไฟอินพุตต่ำกว่า 5V เพื่อป้องกันความไม่เสถียรของสัญญาณ
5. ประเภทสัญญาณเอาท์พุต
- 4–20 mA (2 สาย): มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการส่งสัญญาณระยะไกลและทนต่อสัญญาณรบกวน
- 0–5V, 1–5V, 0–10V (3 สาย): เหมาะสำหรับการใช้งานระยะสั้น
- RS485 (ดิจิทัล): สำหรับการสื่อสารแบบอนุกรมและระบบเครือข่าย
6. เธรดการเชื่อมต่อกระบวนการ
ประเภทเธรดทั่วไป:
- M20×1.5 (เมตริก)
- G1/2, G1/4 (BSP)
- เอ็ม14×1.5
จับคู่ประเภทเกลียวกับมาตรฐานอุตสาหกรรมและข้อกำหนดทางกลของระบบของคุณ
7. ระดับความแม่นยำ
ระดับความแม่นยำโดยทั่วไป:
- ±0.5% FS – มาตรฐาน
- ±0.3% FS – เพื่อความแม่นยำที่สูงขึ้น
⚠️ หลีกเลี่ยงการกำหนดความแม่นยำ ±0.1% FS สำหรับเครื่องส่งสัญญาณซิลิคอนแบบกระจาย เนื่องจากไม่ได้ปรับให้เหมาะสมสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงในระดับนี้ ควรใช้แบบจำลองซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์สำหรับการใช้งานดังกล่าวแทน
8. การเชื่อมต่อไฟฟ้า
เลือกตามความต้องการในการติดตั้งของคุณ:
- DIN43650 (Hirschmann): การปิดผนึกที่ดี ใช้กันทั่วไป
- ปลั๊กการบิน: ติดตั้งและเปลี่ยนได้ง่าย
- สายไฟตรง: กะทัดรัดและทนความชื้น
สำหรับการใช้งานกลางแจ้ง เลือกโครงแบบ 2088 เพื่อการป้องกันสภาพอากาศที่ดีขึ้น
การพิจารณากรณีพิเศษ
คำถามที่ 1: ฉันสามารถวัดก๊าซแอมโมเนียได้หรือไม่?
ใช่ แต่ต้องใช้วัสดุที่เหมาะสมเท่านั้น (เช่น ไดอะแฟรม Hastelloy, ซีล PTFE) นอกจากนี้ แอมโมเนียยังทำปฏิกิริยากับน้ำมันซิลิโคน ให้ใช้น้ำมันฟลูออไรด์เป็นสารเติม
คำถามที่ 2: แล้วสื่อไวไฟหรือระเบิดล่ะ?
หลีกเลี่ยงน้ำมันซิลิโคนมาตรฐาน ควรใช้น้ำมันฟลูออรีน (เช่น FC-70) ซึ่งมีเสถียรภาพทางเคมีและทนต่อการระเบิดได้ดีกว่า
บทสรุป
ด้วยความน่าเชื่อถือ ความสามารถในการปรับตัว และความคุ้มต้นทุนที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว เครื่องส่งสัญญาณแรงดันซิลิคอนแบบกระจายจึงยังคงเป็นโซลูชันที่เลือกใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย
การเลือกอย่างระมัดระวังโดยพิจารณาจากตัวกลาง แรงดัน อุณหภูมิ ประเภทการเชื่อมต่อ และความแม่นยำ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุดและความทนทานในระยะยาว
ต้องการความช่วยเหลือในการเลือกโมเดลที่เหมาะสมหรือไม่?
แจ้งใบสมัครของคุณให้เราทราบ—เราจะช่วยคุณค้นหาคู่ที่เหมาะสมที่สุด
เวลาโพสต์: 03 มิ.ย. 2568