ประเภทของเครื่องส่งสัญญาณความดัน

ตัวส่งสัญญาณแรงดันแนะนำตัวเองอย่างง่าย

ในฐานะที่เป็นเซ็นเซอร์ความดันที่มีเอาต์พุตเป็นสัญญาณมาตรฐาน ตัวส่งสัญญาณความดันเป็นเครื่องมือที่ยอมรับตัวแปรความดันและแปลงเป็นสัญญาณเอาต์พุตมาตรฐานตามสัดส่วนสามารถแปลงพารามิเตอร์ความดันทางกายภาพของก๊าซ ของเหลว ฯลฯ ที่เซนเซอร์โหลดเซลล์รู้สึกเป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน (เช่น 4-20mADC ฯลฯ) เพื่อจัดเตรียมเครื่องมือรอง เช่น สัญญาณเตือน เครื่องบันทึก ตัวควบคุม ฯลฯ สำหรับ การวัดและข้อบ่งชี้ และระเบียบกระบวนการ

การจำแนกประเภทของเครื่องส่งสัญญาณความดัน

โดยปกติเครื่องส่งสัญญาณความดันที่เราพูดถึงจะถูกแบ่งออกตามหลักการ:
เครื่องส่งสัญญาณแรงดันแบบ Capacitive, เครื่องส่งสัญญาณแรงดันแบบต้านทาน, เครื่องส่งแรงดันแบบเหนี่ยวนำ, เครื่องส่งแรงดันแบบเซมิคอนดักเตอร์ และเครื่องส่งสัญญาณแรงดันแบบเพียโซอิเล็กทริกสำหรับการวัดความถี่สูงในหมู่พวกเขา เครื่องส่งสัญญาณแรงดันต้านทานเป็นเครื่องที่ใช้มากที่สุดเครื่องส่งสัญญาณแรงดันแบบ capacitive ใช้เครื่องส่งสัญญาณ 3051S ของ Rosemount เป็นตัวแทนของผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์

เครื่องส่งสัญญาณแรงดันสามารถแบ่งออกเป็นโลหะ เซรามิก ซิลิกอนกระจาย ซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์ แซฟไฟร์ ฟิล์มสปัตเตอร์ ฯลฯ ตามส่วนประกอบที่ไวต่อแรงกด

• เครื่องส่งสัญญาณแรงดันโลหะมีความแม่นยำต่ำ แต่มีอิทธิพลต่ออุณหภูมิเพียงเล็กน้อย และเหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีช่วงอุณหภูมิกว้างและต้องการความแม่นยำต่ำ
• เซ็นเซอร์ความดันเซรามิกมีความแม่นยำมากกว่า แต่จะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิมากกว่าเซรามิกส์ยังมีข้อได้เปรียบในด้านความทนทานต่อแรงกระแทกและความต้านทานการกัดกร่อน ซึ่งสามารถนำไปใช้ในด้านการตอบสนองได้
• ความแม่นยำในการส่งผ่านแรงดันของซิลิกอนแบบกระจายนั้นสูงมาก และการเบี่ยงเบนของอุณหภูมิก็มีมากเช่นกัน ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องมีการชดเชยอุณหภูมิก่อนจึงจะสามารถใช้งานได้ยิ่งกว่านั้น แม้หลังจากการชดเชยอุณหภูมิแล้ว ความดันที่สูงกว่า 125°C ก็ไม่สามารถวัดได้อย่างไรก็ตาม ที่อุณหภูมิห้อง ค่าสัมประสิทธิ์ความไวของซิลิกอนแบบกระจายเป็น 5 เท่าของเซรามิก ดังนั้นจึงมักใช้ในด้านการวัดความแม่นยำสูง
• ตัวส่งสัญญาณแรงดันซิลิกอนผลึกเดี่ยวเป็นเซ็นเซอร์ที่แม่นยำที่สุดในอุตสาหกรรมเป็นรุ่นอัพเกรดของซิลิโคนแบบกระจายแน่นอนราคายังอัพเกรดปัจจุบัน Yokogawa แห่งประเทศญี่ปุ่นเป็นตัวแทนในด้านความดันซิลิกอน monocrystalline
• ตัวส่งสัญญาณแรงดันแซฟไฟร์ไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และมีลักษณะการทำงานที่ดีแม้ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงไพลินมีความต้านทานรังสีสูงมากไม่มี pn ดริฟท์;สามารถทำงานได้ตามปกติภายใต้สภาวะการทำงานที่เลวร้ายที่สุดและเชื่อถือได้ ประสิทธิภาพสูง ความแม่นยำที่ดี ข้อผิดพลาดของอุณหภูมิน้อยที่สุด และประสิทธิภาพต้นทุนโดยรวมสูง
• ตัวส่งสัญญาณแรงดันฟิล์มบางแบบสปัตเตอร์ไม่มีกาวใดๆ และแสดงความเสถียรและความน่าเชื่อถือในระยะยาวได้สูงกว่าเซ็นเซอร์วัดความเครียดแบบเหนียวอุณหภูมิจะได้รับผลกระทบน้อยกว่า: เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 100 ℃ ค่าความเบี่ยงเบนของศูนย์จะอยู่ที่ 0.5% เท่านั้นประสิทธิภาพของอุณหภูมินั้นเหนือกว่าเซ็นเซอร์ความดันซิลิกอนแบบแพร่มากนอกจากนี้ยังสามารถสัมผัสโดยตรงกับสารกัดกร่อนทั่วไป

หลักการของเครื่องส่งสัญญาณความดันประเภทต่างๆ

• หลักการของเครื่องส่งสัญญาณความดันแบบ capacitive

เมื่อแรงดันกระทำโดยตรงบนพื้นผิวของไดอะแฟรมสำหรับการวัด ไดอะแฟรมจะทำให้เกิดการเสียรูปเล็กน้อยวงจรความเที่ยงตรงสูงบนไดอะแฟรมการวัดจะเปลี่ยนการเสียรูปเล็กๆ นี้เป็นแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นสูงตามสัดส่วนของแรงดันและสัดส่วนกับแรงดันกระตุ้นสัญญาณแล้วใช้ชิปเฉพาะเพื่อแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้านี้เป็นสัญญาณกระแสไฟ 4-20mA มาตรฐานอุตสาหกรรมหรือสัญญาณแรงดันไฟฟ้า 1-5V

• หลักการของเครื่องส่งสัญญาณความดันซิลิกอนแบบกระจาย

แรงดันของตัวกลางที่วัดได้จะทำหน้าที่โดยตรงกับไดอะแฟรมของเซนเซอร์ (โดยปกติคือไดอะแฟรม 316L) ทำให้ไดอะแฟรมสร้างการกระจัดขนาดเล็กตามสัดส่วนกับแรงดันของตัวกลาง เปลี่ยนค่าความต้านทานของเซนเซอร์ และตรวจจับด้วย วงจรหินวีทสโตน การเปลี่ยนแปลงนี้และแปลงและส่งสัญญาณการวัดมาตรฐานที่สอดคล้องกับความดันนี้

• หลักการของเครื่องส่งสัญญาณความดันซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์

เซ็นเซอร์แรงดันพัลส์โซรีซิสทีฟสร้างขึ้นโดยใช้เอฟเฟกต์เพียโซรีซิสทีฟของซิลิกอนผลึกเดี่ยวเวเฟอร์ซิลิกอนผลึกเดี่ยวใช้เป็นองค์ประกอบยืดหยุ่นเมื่อความดันเปลี่ยนแปลง ผลึกซิลิกอนผลึกเดี่ยวจะสร้างความเครียด เพื่อให้ความต้านทานความเครียดกระจายไปโดยตรงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของความดันที่วัดได้ จากนั้นจึงได้รับสัญญาณเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันจากวงจรสะพาน

• หลักการส่งสัญญาณแรงดันเซรามิก

แรงกดจะกระทำโดยตรงที่พื้นผิวด้านหน้าของไดอะแฟรมเซรามิก ทำให้เกิดการเสียรูปเล็กน้อยของไดอะแฟรมตัวต้านทานแบบฟิล์มหนาถูกพิมพ์ที่ด้านหลังของไดอะแฟรมเซรามิกและเชื่อมต่อกับสะพานวีทสโตน (บริดจ์ปิด) เนื่องจากเอฟเฟกต์เพียโซรีซิสทีฟของวาริสเตอร์ สะพานจะสร้างสัญญาณแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นสูงตามสัดส่วนของแรงดันและสัดส่วนกับแรงดันกระตุ้น .โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการวัดแรงดันของเครื่องอัดอากาศ มีการใช้เซรามิกมากขึ้น

• หลักการส่งสัญญาณแรงดันเกจ

ทรานสมิตเตอร์วัดแรงดันสเตรนเกจที่ใช้กันมากที่สุดคือ สเตรนเกจต้านทานโลหะ และสเตรนเกจเซมิคอนดักเตอร์เกจวัดความต้านทานโลหะเป็นอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนที่แปลงการเปลี่ยนแปลงความเครียดบนชิ้นทดสอบเป็นสัญญาณไฟฟ้าลวดสเตรนเกจมี 2 แบบและสเตรนเกจโลหะฟอยล์โดยปกติแล้ว สเตรนเกจจะยึดติดกับสเตรนเมทริกซ์อย่างแน่นหนาโดยใช้กาวพิเศษเมื่อเมทริกซ์อยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงความเค้น เกจความต้านทานก็จะเปลี่ยนรูปเช่นกัน ดังนั้นค่าความต้านทานของสเตรนเกจจะเปลี่ยนไป ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับตัวต้านทานจะเปลี่ยนไปเครื่องส่งสัญญาณแรงดันแบบสเตรนเกจค่อนข้างหายากในตลาด

• เครื่องส่งสัญญาณความดันไพลิน

ตัวส่งสัญญาณแรงดันแซฟไฟร์ใช้หลักการทำงานที่ต้านทานความเครียด ใช้ส่วนประกอบที่มีความไวต่อซิลิกอน-แซฟไฟร์ที่มีความแม่นยำสูง และแปลงสัญญาณแรงดันเป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐานผ่านวงจรแอมพลิฟายเออร์เฉพาะ

• เครื่องส่งสัญญาณแรงดันฟิล์มสปัตเตอร์

องค์ประกอบที่ไวต่อแรงกดสปัตเตอร์ผลิตโดยเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ สร้างสะพานวีทสโตนที่แน่นและมั่นคงบนพื้นผิวของไดอะแฟรมสแตนเลสแบบยืดหยุ่นเมื่อความดันของตัวกลางที่วัดได้กระทำบนไดอะแฟรมสแตนเลสแบบยืดหยุ่น สะพานวีตสโตนที่อีกด้านหนึ่งจะสร้างสัญญาณเอาท์พุตไฟฟ้าตามสัดส่วนของแรงดันเนื่องจากทนต่อแรงกระแทกได้ดี ฟิล์มสปัตเตอร์จึงมักถูกใช้ในโอกาสที่มีการกระแทกบ่อยครั้ง เช่น อุปกรณ์ไฮดรอลิก

ข้อควรระวังในการเลือกเครื่องส่งสัญญาณความดัน

• การเลือกค่าช่วงแรงดันเครื่องส่งสัญญาณ:

ขั้นแรกให้กำหนดค่าสูงสุดของแรงดันที่วัดได้ในระบบโดยทั่วไปแล้ว คุณต้องเลือกเครื่องส่งสัญญาณที่มีช่วงแรงดันที่มากกว่าค่าสูงสุดประมาณ 1.5 เท่า หรือปล่อยให้ช่วงแรงดันปกติตกบนตัวส่งแรงดัน1/3~2/3 ของช่วงปกติก็เป็นวิธีการทั่วไปเช่นกัน

• สื่อแรงดันชนิดใด:

ของเหลวหนืดและโคลนจะปิดกั้นพอร์ตแรงดันตัวทำละลายหรือสารกัดกร่อนจะทำลายวัสดุในเครื่องส่งที่สัมผัสโดยตรงกับสื่อเหล่านี้หรือไม่
วัสดุของตัวส่งสัญญาณแรงดันทั่วไปที่สัมผัสกับสื่อคือสแตนเลส 316ถ้าสื่อไม่กัดกร่อนสแตนเลส 316 โดยทั่วไปแล้วเครื่องส่งสัญญาณความดันทั้งหมดเหมาะสำหรับการวัดความดันของตัวกลาง
หากสื่อมีฤทธิ์กัดกร่อนถึงสแตนเลส 316 ควรใช้ซีลเคมี และควรใช้การวัดทางอ้อมหากใช้ท่อเส้นเลือดฝอยที่เติมน้ำมันซิลิโคนเพื่อเป็นแนวทางแรงดัน จะสามารถป้องกันตัวส่งสัญญาณแรงดันจากการกัดกร่อนและยืดอายุของตัวส่งสัญญาณแรงดันได้

• ความแม่นยำของเครื่องส่งสัญญาณต้องการ:

ความแม่นยำถูกกำหนดโดย: ความไม่เป็นเชิงเส้น, ฮิสเทรีซิส, ไม่สามารถทำซ้ำได้, อุณหภูมิ, สเกลออฟเซ็ตศูนย์ และอุณหภูมิยิ่งมีความแม่นยำมากเท่าใด ราคาก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้นโดยทั่วไป ความแม่นยำของตัวส่งสัญญาณแรงดันซิลิกอนแบบกระจายคือ 0.5 หรือ 0.25 และตัวส่งสัญญาณแรงดันซิลิกอนแบบคาปาซิทีฟหรือโมโนคริสตัลไลน์มีความแม่นยำ 0.1 หรือ 0.075

• กระบวนการเชื่อมต่อเครื่องส่งสัญญาณ:

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องส่งสัญญาณแรงดันจะติดตั้งอยู่บนท่อหรือถังแน่นอนว่ามีการติดตั้งและใช้งานส่วนเล็ก ๆ กับเครื่องวัดการไหลโดยปกติแล้วเครื่องส่งสัญญาณแรงดันจะมีรูปแบบการติดตั้งสามแบบ: เกลียว หน้าแปลน และแคลมป์ดังนั้น ก่อนเลือกเครื่องส่งสัญญาณความดัน ต้องพิจารณาการเชื่อมต่อกระบวนการด้วยหากเป็นเกลียว จำเป็นต้องกำหนดข้อกำหนดเฉพาะของเธรดสำหรับครีบ จำเป็นต้องพิจารณาข้อกำหนดของหน้าแปลนของเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กน้อย

แนะนำอุตสาหกรรมเครื่องส่งสัญญาณความดัน

ประมาณ 40 ประเทศทั่วโลกมีส่วนร่วมในการวิจัยและการผลิตเซ็นเซอร์ ซึ่งสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และเยอรมนีเป็นภูมิภาคที่มีเอาต์พุตเซ็นเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดทั้งสามประเทศรวมกันมีส่วนแบ่งตลาดเซ็นเซอร์มากกว่า 50% ของโลก

ทุกวันนี้ ตลาดเครื่องส่งสัญญาณแรงดันในประเทศของฉันเป็นตลาดที่อิ่มตัวและมีความเข้มข้นสูงในตลาดอย่างไรก็ตาม ตำแหน่งที่โดดเด่นคือต่างประเทศที่มีตัวแทนของ Emerson, Yokogawa, Siemens เป็นต้น ผลิตภัณฑ์แบรนด์เนมคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 70% ของส่วนแบ่งการตลาดและมีข้อได้เปรียบแน่นอนในโครงการวิศวกรรมขนาดใหญ่และขนาดกลาง

นี่เป็นผลสืบเนื่องมาจากการนำกลยุทธ์ "ตลาดสำหรับเทคโนโลยี" มาใช้ในช่วงแรกของประเทศ ซึ่งกระทบต่อรัฐวิสาหกิจในประเทศของฉันอย่างมาก และครั้งหนึ่งเคยประสบความล้มเหลว แต่ในขณะเดียวกัน ผู้ผลิตบางรายก็เป็นตัวแทน โดยบริษัทเอกชนของจีน ปรากฏอย่างเงียบ ๆ และเติบโตแข็งแกร่งตลาดเครื่องส่งสัญญาณความดันในอนาคตของจีนเต็มไปด้วยสิ่งแปลกใหม่