Arten von Drucktransmittern

Einfache Selbsteinführung des Drucktransmitters

Als Drucksensor, dessen Ausgang ein Normsignal ist, ist ein Drucktransmitter ein Instrument, das eine Druckgröße aufnimmt und proportional in ein Normausgangssignal umwandelt.Es kann die physikalischen Druckparameter von Gas, Flüssigkeit usw., die vom Wägezellensensor gefühlt werden, in elektrische Standardsignale (wie 4-20 mA DC usw.) umwandeln, um sekundäre Instrumente wie Anzeigealarme, Rekorder, Regler usw. bereitzustellen Messung und Anzeige Und Prozessregelung.

Die Klassifizierung von Drucktransmittern

Normalerweise werden die Drucktransmitter, von denen wir sprechen, nach dem Prinzip unterteilt:
Kapazitive Drucktransmitter, resistive Drucktransmitter, induktive Drucktransmitter, Halbleiterdrucktransmitter und piezoelektrische Drucktransmitter für die Hochfrequenzmessung.Unter ihnen werden resistive Druckmessumformer am häufigsten verwendet.Der kapazitive Druckmessumformer nimmt Rosemounts Messumformer 3051S als Vertreter der High-End-Produkte.

Drucktransmitter können nach druckempfindlichen Komponenten in Metall, Keramik, diffundiertes Silizium, monokristallines Silizium, Saphir, gesputterter Film usw. unterteilt werden.

• Druckmessumformer aus Metall haben eine schlechte Genauigkeit, aber einen geringen Temperatureinfluss und eignen sich für Bereiche mit einem großen Temperaturbereich und geringen Genauigkeitsanforderungen.
• Keramische Drucksensoren haben eine bessere Genauigkeit, werden jedoch stärker von der Temperatur beeinflusst.Keramiken haben auch den Vorteil der Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, was im Bereich des Ansprechverhaltens genutzt werden kann.
• Die Druckübertragungsgenauigkeit von diffundiertem Silizium ist sehr hoch und auch die Temperaturdrift ist groß, so dass im Allgemeinen eine Temperaturkompensation erforderlich ist, bevor es verwendet werden kann.Darüber hinaus kann selbst nach der Temperaturkompensation kein Druck über 125°C gemessen werden.Bei Raumtemperatur ist der Empfindlichkeitskoeffizient von diffundiertem Silizium jedoch 5-mal so hoch wie der von Keramik, sodass es im Allgemeinen im Bereich der hochpräzisen Messung verwendet wird.
• Einkristall-Silizium-Drucktransmitter ist der genaueste Sensor in der industriellen Praxis.Es ist eine verbesserte Version von diffundiertem Silizium.Natürlich wird auch der Preis erhöht.Derzeit ist Yokogawa aus Japan der Vertreter auf dem Gebiet des monokristallinen Siliziumdrucks.
• Der Saphir-Drucktransmitter ist unempfindlich gegenüber Temperaturänderungen und hat auch unter Hochtemperaturbedingungen gute Arbeitseigenschaften;Saphir hat eine extrem starke Strahlungsbeständigkeit;keine pn-Drift;Es kann unter den schlechtesten Arbeitsbedingungen normal arbeiten und ist zuverlässig. Hohe Leistung, gute Genauigkeit, minimaler Temperaturfehler und hohe Gesamtkostenleistung.
• Der sputternde Dünnfilm-Drucktransmitter enthält keinen Klebstoff und weist eine höhere Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit auf als der klebrige DMS-Sensor;Es wird weniger von der Temperatur beeinflusst: Wenn sich die Temperatur um 100 ° C ändert, beträgt die Nulldrift nur 0,5%.Seine Temperaturleistung ist der des Diffusions-Silizium-Drucksensors weit überlegen;Darüber hinaus kann es direkt mit allgemeinen korrosiven Medien in Kontakt kommen.

Prinzipien verschiedener Arten von Drucktransmittern

• Das Prinzip des kapazitiven Drucktransmitters.

Wenn der Druck direkt auf die Oberfläche der Messmembran wirkt, erzeugt die Membran eine kleine Verformung.Die hochpräzise Schaltung auf der Messmembran wandelt diese kleine Verformung in eine hochlineare Spannung um, die proportional zum Druck und proportional zur Erregerspannung ist.Signal und verwenden Sie dann einen dedizierten Chip, um dieses Spannungssignal in ein 4-20-mA-Stromsignal oder ein 1-5-V-Spannungssignal nach Industriestandard umzuwandeln.

• Das Prinzip des Drucktransmitters aus diffundiertem Silizium

Der Druck des gemessenen Mediums wirkt direkt auf die Membran des Sensors (normalerweise eine 316L-Membran), wodurch die Membran eine Mikroverschiebung proportional zum Druck des Mediums erzeugt, den Widerstandswert des Sensors ändert und mit a erfasst wird Wheatstone-Schaltung Diese verändern, wandeln und geben ein diesem Druck entsprechendes Normmesssignal aus.

• Prinzip des monokristallinen Silizium-Drucktransmitters

Piezoresistive Drucksensoren werden unter Ausnutzung des piezoresistiven Effekts von einkristallinem Silizium konstruiert.Als elastisches Element wird ein Einkristall-Siliziumwafer verwendet.Wenn sich der Druck ändert, erzeugt das Einkristall-Silizium eine Dehnung, so dass der direkt darauf diffundierte Dehnungswiderstand eine Änderung proportional zum gemessenen Druck erzeugt, und dann wird das entsprechende Spannungsausgangssignal von der Brückenschaltung erhalten.

• Prinzip des keramischen Drucktransmitters

Der Druck wirkt direkt auf die Stirnfläche der Keramikmembran und bewirkt eine leichte Verformung der Membran.Der Dickschichtwiderstand ist auf der Rückseite der Keramikmembran aufgedruckt und aufgrund der piezoresistiven Wirkung des Varistors mit einer Wheatstone-Brücke (geschlossene Brücke) verbunden. Die Brücke erzeugt ein hochlineares Spannungssignal proportional zum Druck und proportional zur Erregerspannung .Im Allgemeinen zur Druckmessung von Luftkompressoren verwendet, werden mehr Keramiken verwendet.

• Prinzip des DMS-Drucktransmitters

Die am häufigsten verwendeten DMS-Druckmessumformer sind Metall-Dehnungsmessstreifen und Halbleiter-Dehnungsmessstreifen.Metallischer Dehnungsmessstreifen ist eine Art empfindliches Gerät, das die Dehnungsänderung am Prüfling in ein elektrisches Signal umwandelt.Es gibt zwei Arten von Dehnungsmessstreifen und Metallfolien-Dehnungsmessstreifen.Üblicherweise wird der Dehnungsmessstreifen durch einen speziellen Klebstoff fest mit der mechanischen Dehnungsmatrix verbunden.Bei einer Spannungsänderung der Matrix verformt sich auch der Dehnungsmessstreifen, so dass sich der Widerstandswert des Dehnungsmessstreifens ändert, so dass sich die an dem Widerstand anliegende Spannung ändert.DMS-Druckmessumformer sind auf dem Markt relativ selten.

• Saphir-Drucktransmitter

Der Saphir-Drucktransmitter verwendet das Arbeitsprinzip des Dehnungswiderstands, verwendet hochpräzise empfindliche Silizium-Saphir-Komponenten und wandelt das Drucksignal über eine spezielle Verstärkerschaltung in ein elektrisches Standardsignal um.

• Sputterfolien-Drucktransmitter

Das sputternde druckempfindliche Element wird durch Mikroelektroniktechnologie hergestellt und bildet eine feste und stabile Wheatstone-Brücke auf der Oberfläche der elastischen Edelstahlmembran.Wirkt der Druck des Messmediums auf die elastische Edelstahlmembran, erzeugt die Wheatstone-Brücke auf der anderen Seite ein dem Druck proportionales elektrisches Ausgangssignal.Aufgrund ihrer guten Schlagfestigkeit werden gesputterte Folien oft bei Gelegenheiten mit häufigen Druckstößen verwendet, wie z. B. bei hydraulischen Geräten.

Vorsichtsmaßnahmen bei der Auswahl von Druckmessumformern

• Auswahl des Messumformer-Druckbereichswerts:

Ermitteln Sie zunächst den Maximalwert des gemessenen Drucks im System.Generell muss man einen Messumformer mit einem ca. 1,5-fach größeren Druckbereich als den Maximalwert auswählen oder den normalen Druckbereich auf den Druckmessumformer fallen lassen.1/3~2/3 des Normalbereichs ist auch eine gängige Methode.

• Welche Art von Druckmedium:

Viskose Flüssigkeiten und Schlamm blockieren die Druckanschlüsse.Zerstören Lösungsmittel oder korrosive Substanzen die Materialien des Messumformers, die in direkten Kontakt mit diesen Medien kommen.
Das Material des allgemeinen Druckmessumformers, der mit dem Medium in Kontakt kommt, ist Edelstahl 316.Ist das Medium gegenüber Edelstahl 316 nicht korrosiv, so sind grundsätzlich alle Druckmessumformer zur Messung des Druckes des Mediums geeignet;
Wenn das Medium gegenüber Edelstahl 316 korrosiv ist, sollte eine Druckmittlerdichtung verwendet und eine indirekte Messung verwendet werden.Wenn das mit Silikonöl gefüllte Kapillarrohr zur Druckführung verwendet wird, kann dies den Drucktransmitter vor Korrosion schützen und die Lebensdauer des Drucktransmitters verlängern.

• Wie viel Genauigkeit benötigt der Sender:

Die Genauigkeit wird bestimmt durch: Nichtlinearität, Hysterese, Nichtwiederholbarkeit, Temperatur, Nullpunktverschiebungsskala und Temperatur.Je höher die Genauigkeit, desto höher der Preis.Im Allgemeinen beträgt die Genauigkeit des Drucktransmitters aus diffundiertem Silizium 0,5 oder 0,25, und der Drucktransmitter aus kapazitivem oder monokristallinem Silizium hat eine Genauigkeit von 0,1 oder sogar 0,075.

• Prozessanschluss Messumformer:

Üblicherweise werden Druckmessumformer an Rohren oder Tanks installiert.Natürlich wird ein kleiner Teil davon mit Durchflussmessern installiert und verwendet.Üblicherweise gibt es drei Einbauformen von Drucktransmittern: Gewinde, Flansch und Schelle.Daher muss vor der Auswahl des Druckmessumformers auch der Prozessanschluss berücksichtigt werden.Wenn es ein Gewinde ist, ist es notwendig, die Gewindespezifikation zu bestimmen.Bei Flanschen sind die Flanschangaben der Nennweite zu berücksichtigen.

Einführung in die Druckmessumformerindustrie

Etwa 40 Länder auf der ganzen Welt beschäftigen sich mit der Forschung und Produktion von Sensoren, von denen die Vereinigten Staaten, Japan und Deutschland die Regionen mit der größten Sensorleistung sind.Die drei Länder machen zusammen mehr als 50 % des weltweiten Sensormarktes aus.

Heutzutage ist der Markt für Druckmessumformer in meinem Land ein reifer Markt mit hoher Marktkonzentration.Dominant ist jedoch das Ausland, vertreten durch Emerson, Yokogawa, Siemens etc. Markenprodukte machen ca. 70 % Marktanteil aus und sind bei großen und mittelgroßen Engineering-Projekten absolut im Vorteil.

Dies liegt an den Folgen der frühen Einführung der „Markt für Technologie“-Strategie meines Landes, die die staatlichen Unternehmen meines Landes stark getroffen hat und einst in einem Zustand des Scheiterns war, aber gleichzeitig einige Hersteller repräsentierte von Chinas Privatunternehmen, ruhig erscheinen und stärker werden.Chinas zukünftiger Markt für Druckmessumformer ist voller neuer Unbekannter.