工业过程检测与控制气压传感器应用
●结构:采用不锈钢整体构件,进口弹性体原件,高精度应变计及先进的贴片工艺,具有灵敏度高、性能稳定、良好的抗冲击能力。316不锈钢全封焊接,结构小巧、紧凑,有良好的防潮能力和优异的介质兼容性。
●测量介质:弱腐蚀性的液体;弱腐蚀性的气体。
●用途:广泛用于工业设备、水利、化工、医疗、电力、空调、金刚石压机、冶金、车辆制动、楼宇供水等压力测量与控制。
●此类传感器通常也称为:油压传感器,油压变送器,液压传感器,液压变送器,风压传感器,风压变送器,气压传感器,气压变送器,应变式压力传感器,应变式压力变送器,压阻式压力传感器,压阻式压力变送器,正负压力传感器,正负压力变送器,管道压力传感器,管道压力变送器等。
主要参数:
量 程: -0.1~0~1~150(MPa)
综合精度: 0.1%FS、0.25%FS、0.5%FS、1.0%FS
输出信号: 4~20mA(二线制)、0~5V、0.5~4.5V、1~5V、0~10V(三线制) 、RS485、RS232
供电电压: 24DCV(9~36DCV)
介质温度: -20~85℃
环境温度: 常温(-20~85℃)
零点温漂移: ≤±0.05%FS℃
量程温度漂移: ≤±0.05%FS℃
补偿温度: 0~70℃
安全过载: 150%FS
极限过载: 200%FS
响应时间: 5 mS(上升到90%FS)
负载电阻: 电流输出型:最大800Ω;电压输出型:大于5KΩ
绝缘电阻: 大于2000MΩ (100VDC)
密封等级: IP65
长期稳定性能: 0.1%FS/年
振动影响: 在机械振动频率20Hz~1000Hz内,输出变化小于0.1%FS
电气接口(信号接口): 赫斯曼接头+四芯屏蔽线
机械连接(螺纹接口): 1/2-20UNF、M14×1.5、M20×1.5、M22×1.5等,其它螺纹可依据客户要求设计
外形尺寸:M20×Φ26×115
压电式
压电式压力传感器原理基于压电效应。压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应。压电式压力传感器的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。
例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图,在测量中不允许用水冷却,并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。石英是一种非常好的压电材料,压电效应就是在它上面发现。比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法,例如XYδ(+20°~+30°)割型的石英晶体可耐350℃的高温。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃,是制造高温传感器的理想压电材料。
扩散硅式
被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),
扩散硅式
扩散硅式
高温压变
高温压变
工业型压变
工业型压变
使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,和用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
蓝宝石式
利用应变电阻式工作原理,采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件,具有无与伦比的计量特性。
蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成,不会发生滞后、疲劳和蠕变现象;蓝宝石比硅要坚固,硬度更高,不怕形变;蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性(1000 OC以内),因此,利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件,对温度变化不敏感,即使在高温条件下,也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性极强;另外,硅-蓝宝石半导体敏感元件,无p-n漂移,因此,从根本上简化了制造工艺,提高了重复性,确保了高成品率。
用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器,可在最恶劣的工作条件下正常工作,并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。
表压压力传感器和变送器由双膜片构成:钛合金测量膜片和钛合金接收膜片。印刷有异质外延性应变灵敏电桥电路的蓝宝石薄片,被焊接在钛合金测量膜片上。被测压力传送到接收膜片上(接收膜片与测量膜片之间用拉杆坚固的连接在一起)。在压力的作用下,钛合金接收膜片产生形变,该形变被硅-蓝宝石敏感元件感知后,其电桥输出会发生变化,变化的幅度与被测压力成正比。
传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电,并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电信号输出(0-5,4-20mA或0-5V)。在绝压压力传感器和变送器中,蓝宝石薄片,与陶瓷基极玻璃焊料连接在一起,起到了弹性元件的作用,将被测压力转换为应变片形变,从而达到压力测量的目的。