סוגי משדרי לחץ

הכנסה עצמית פשוטה של ​​משדר לחץ

כחיישן לחץ שהמוצא שלו הוא אות סטנדרטי, משדר לחץ הוא מכשיר המקבל משתנה לחץ וממיר אותו לאות פלט סטנדרטי בפרופורציה.זה יכול להמיר את פרמטרי הלחץ הפיזי של גז, נוזל וכו' המורגש על ידי חיישן תא העומס לאותות חשמליים סטנדרטיים (כגון 4-20mADC וכו') כדי לספק מכשירים משניים כגון אזעקות, מקליטים, וסתים וכו' עבור מדידה ואינדיקציה וויסות תהליך.

הסיווג של משדרי לחץ

בדרך כלל משדרי הלחץ עליהם אנו מדברים מחולקים לפי העיקרון:
משדרי לחץ קיבוליים, משדרי לחץ התנגדות, משדרי לחץ אינדוקטיביים, משדרי לחץ מוליכים למחצה ומשדרי לחץ פיזואלקטריים למדידה בתדר גבוה.ביניהם, משדרי לחץ התנגדות הם הנפוצים ביותר.משדר הלחץ הקיבולי לוקח את משדר ה-3051S של Rosemount כנציג של מוצרים יוקרתיים.

ניתן לחלק את משדרי הלחץ למתכת, קרמיקה, סיליקון מפוזר, סיליקון מונו-גבישי, ספיר, סרט קרם וכו' לפי רכיבים רגישים ללחץ.

• למשדר לחץ מתכת דיוק נמוך, אך בעל השפעת טמפרטורה מועטה, והוא מתאים לאזורים עם טווח טמפרטורות רחב ודרישות דיוק נמוכות.
• חיישני לחץ קרמיים הם בעלי דיוק טוב יותר, אך מושפעים יותר מהטמפרטורה.לקרמיקה יש גם יתרון של עמידות בפני פגיעות ועמידות בפני קורוזיה, שניתן להשתמש בהם בתחום התגובה.
• דיוק העברת הלחץ של סיליקון מפוזר הוא גבוה מאוד, וגם סחיפת הטמפרטורה גדולה, כך שבדרך כלל נדרש פיצוי טמפרטורה לפני שניתן להשתמש בו.יתרה מכך, גם לאחר פיצוי הטמפרטורה, לא ניתן למדוד את הלחץ מעל 125 מעלות צלזיוס.עם זאת, בטמפרטורת החדר, מקדם הרגישות של סיליקון מפוזר הוא פי 5 מזה של קרמיקה, ולכן הוא משמש בדרך כלל בתחום המדידה ברמת דיוק גבוהה.
• משדר לחץ סיליקון קריסטל יחיד הוא החיישן המדויק ביותר בפרקטיקה התעשייתית.זוהי גרסה משודרגת של סיליקון מפוזר.כמובן שגם המחיר משודרג.נכון להיום, יוקוגאווה מיפן היא הנציגה בתחום לחץ הסיליקון החד גבישי.
• משדר לחץ ספיר אינו רגיש לשינויי טמפרטורה, ובעל מאפייני עבודה טובים גם בתנאי טמפרטורה גבוהים;לספיר עמידות חזקה במיוחד לקרינה;אין נסחף pn;זה יכול לעבוד כרגיל בתנאי העבודה הגרועים ביותר והוא אמין ביצועים גבוהים, דיוק טוב, שגיאת טמפרטורה מינימלית וביצועי עלות כלליים גבוהים.
• משדר הלחץ של הסרט הדק המקרטע אינו מכיל דבק כלשהו, ​​והוא מציג יציבות ואמינות גבוהות יותר לטווח ארוך מאשר חיישן מד המתח הדביק;הוא מושפע פחות מהטמפרטורה: כאשר הטמפרטורה משתנה ב-100 ℃, אפס הסחיפה הוא רק 0.5%.ביצועי הטמפרטורה שלו עדיפים בהרבה על חיישן לחץ סיליקון דיפוזיה;בנוסף, זה יכול ליצור קשר ישיר עם מדיה קורוזיבית כללית.

עקרונות של סוגים שונים של משדרי לחץ

• העיקרון של משדר לחץ קיבולי.

כאשר הלחץ פועל ישירות על פני דיאפרגמת המדידה, הסרעפת מייצרת דפורמציה קטנה.המעגל בעל הדיוק הגבוה על דיאפרגמת המדידה הופך את העיוות הקטן הזה למתח ליניארי מאוד פרופורציונלי ללחץ ופרופורציונלי למתח העירור.אות, ולאחר מכן השתמש בשבב ייעודי כדי להמיר אות מתח זה לאות זרם סטנדרטי של 4-20mA או אות מתח 1-5V.

• העיקרון של משדר לחץ סיליקון מפוזר

הלחץ של המדיום הנמדד פועל ישירות על הסרעפת של החיישן (בדרך כלל דיאפרגמה של 316L), וגורם לסרעפת לייצר מיקרו תזוזה פרופורציונלית ללחץ המדיום, משנה את ערך ההתנגדות של החיישן, ומזהה אותו באמצעות מעגל Wheatstone שינוי זה, וממיר ומוצא אות מדידה סטנדרטי המתאים ללחץ זה.

• עקרון של משדר לחץ סיליקון חד גבישי

חיישני לחץ פייזוריסטיים בנויים באמצעות האפקט הפייזוריסטי של סיליקון גביש יחיד.רקיק סיליקון קריסטל יחיד משמש כאלמנט אלסטי.כאשר הלחץ משתנה, סיליקון הגבישי היחיד מייצר מתח, כך שהתנגדות המתח המתפזרת עליו ישירות מייצרת שינוי פרופורציונלי ללחץ הנמדד, ואז מתקבל אות הפלט המתח המתאים על ידי מעגל הגשר.

• עיקרון של משדר לחץ קרמי

הלחץ פועל ישירות על המשטח הקדמי של הדיאפרגמה הקרמית, וגורם לעיוות קל של הסרעפת.נגד הסרט העבה מודפס על החלק האחורי של הסרעפת הקרמית ומחובר לגשר Wheatstone (גשר סגור) בשל האפקט הפייזוריסטי של הווריסטור, הגשר מייצר אות מתח ליניארי מאוד פרופורציונלי ללחץ ופרופורציונלי למתח העירור .משמש בדרך כלל למדידת לחץ של מדחסי אוויר, יותר קרמיקה משמשת.

• עיקרון של משדר לחץ של מד מתח

משדרי הלחץ הנפוצים ביותר של מד מתח הם מדי מתח התנגדות מתכת ומדדי מתח מוליכים למחצה.מד מתח התנגדות מתכת הוא מעין מכשיר רגיש הממיר את שינוי המתח על חתיכת הבדיקה לאות חשמלי.ישנם שני סוגים של מד מתח תיל ומד מתח של נייר כסף.בדרך כלל מד המתח מחובר היטב למטריצת המתח המכנית באמצעות דבק מיוחד.כאשר המטריצה ​​נתונה לשינוי מתח, גם מד מתח ההתנגדות מתעוות, כך שערך ההתנגדות של מד המתח משתנה, כך שהמתח המופעל על הנגד משתנה.משדרי לחץ של מד מתח נדירים יחסית בשוק.

• משדר לחץ ספיר

משדר הלחץ ספיר משתמש בעיקרון העבודה של עמידות המתח, מאמץ רכיבים רגישים לסיליקון-ספיר דיוק גבוה, וממיר את אות הלחץ לאות חשמלי סטנדרטי באמצעות מעגל מגבר ייעודי.

• משדר לחץ סרט מקרטעת

האלמנט הרגיש ללחץ המקרטעת מיוצר בטכנולוגיית מיקרו-אלקטרוניקה, ויוצר גשר ויאטסטון יציב על פני דיאפרגמת הנירוסטה האלסטית.כאשר הלחץ של המדיום הנמדד פועל על דיאפרגמת הנירוסטה האלסטית, גשר Wheatstone בצד השני מייצר אות פלט חשמלי פרופורציונלי ללחץ.בשל התנגדות הפגיעה הטובה שלו, סרטים מקוטעים משמשים לעתים קרובות במקרים עם פגיעות לחץ תכופות, כגון ציוד הידראולי.

אמצעי זהירות לבחירת משדר לחץ

• בחירת ערכי טווח לחץ משדר:

ראשית קבע את הערך המרבי של הלחץ הנמדד במערכת.באופן כללי, אתה צריך לבחור משדר עם טווח לחץ גדול פי 1.5 בערך מהערך המרבי, או לתת לטווח הלחץ הרגיל ליפול על משדר הלחץ.1/3~2/3 מהטווח הנורמלי היא גם שיטה נפוצה.

• איזה סוג של מדיום לחץ:

נוזלים ובוץ צמיגים יחסמו את פתחי הלחץ.האם ממיסים או חומרים מאכלים ישמידו את החומרים במשדר שנמצאים במגע ישיר עם מדיה אלו.
החומר של משדר הלחץ הכללי המגע עם המדיום הוא נירוסטה 316.אם המדיום אינו קורוזיבי לנירוסטה 316, אז בעצם כל משדרי הלחץ מתאימים למדידת לחץ המדיום;
אם המדיום הוא קורוזיבי לפלדת אל חלד 316, יש להשתמש באטימה כימית, ולבצע מדידה עקיפה.אם הצינור הנימים המלא בשמן סיליקון משמש להנחיית לחץ, זה יכול למנוע קורוזיה ממשדר הלחץ ולהאריך את חייו של משדר הלחץ.

• כמה דיוק צריך המשדר:

הדיוק נקבע על ידי: אי-לינאריות, היסטרזיס, אי-חזרה, טמפרטורה, סולם היסט אפס וטמפרטורה.ככל שהדיוק גבוה יותר, המחיר גבוה יותר.בדרך כלל, הדיוק של משדר לחץ הסיליקון המפוזר הוא 0.5 או 0.25, ולמשדר לחץ הסיליקון הקיבולי או החד-גבישי יש דיוק של 0.1 או אפילו 0.075.

• תהליך חיבור המשדר:

בדרך כלל, משדרי לחץ מותקנים על צינורות או מיכלים.כמובן, חלק קטן מהם מותקנים ומשמשים עם מדי זרימה.יש בדרך כלל שלוש צורות התקנה של משדרי לחץ: הברגה, אוגן ומהדק.לכן, לפני בחירת משדר הלחץ, יש לשקול גם את חיבור התהליך.אם הוא מושחל, יש צורך לקבוע את מפרט החוט.עבור אוגנים, יש צורך לשקול את מפרטי האוגן של הקוטר הנומינלי.

היכרות עם תעשיית משדרי לחץ

כ-40 מדינות ברחבי העולם עוסקות במחקר וייצור של חיישנים, מתוכן ארצות הברית, יפן וגרמניה הן האזורים עם תפוקת החיישנים הגדולה ביותר.שלוש המדינות יחד מהוות יותר מ-50% משוק החיישנים בעולם.

כיום, שוק משדרי הלחץ בארצי הוא שוק בוגר עם ריכוזיות שוק גבוהה.עם זאת, העמדה הדומיננטית היא המדינות הזרות המיוצגות על ידי אמרסון, יוקוגאווה, סימנס וכו'. מוצרי מותג מהווים כ-70% מנתח השוק ויש להם יתרון מוחלט בפרויקטים הנדסיים גדולים ובינוניים.

זה נובע מההשלכות של אימוץ מוקדם של אסטרטגיית "שוק לטכנולוגיה", שפגעו מאוד במפעלים הממשלתיים של ארצי והייתה פעם במצב של כישלון, אך במקביל, חלק מהיצרנים ייצגו על ידי המפעלים הפרטיים של סין, בשקט להופיע ולהתחזק.שוק משדרי הלחץ העתידי של סין מלא בלא ידועים חדשים.